Modelo OSI - CompTIA Network+ (N10-006)

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Modelos de Rede
Capítulo 1
Existem dois modelos de fundamental entendimento e compreensão a serem abordados: TCP/IP e OSI.
Ambos os modelos trabalham com conceitos de camadas. O entendimento do conceito de camadas de ambos os modelos é muito importante pois age como uma excelente ferramenta na detecção de problemas separando-os em suas determinadas camadas de ação.
Os modelos de redes foram criados a fim de unificar redes existentes. 
No início das redes de computadores, toda solução de rede era vendida desde o seu cabeamento, até seus softwares, placas, drivers e dispositivos. Por mais que estas redes funcionassem de fato, existia uma disparidade grande de conhecimento e compatibilidade entre elas.
Assim surgiu, inicialmente o padrão OSI pela International Standard Organization.
OSI (Open Systems Interconnection)
O modelo OSI oferece 7 camadas com funções diferentes, e em cada camada opera um protocolo diferente que oferece uma solução para essas funções.
O modelo OSI oferece uma solução modular de design, a maneira que cada camada pouco interfere com a outra.
Um exemplo, é a linha de montagem de um carro. O pintor está livre do trabalho de colocar as portas, assim como quem coloca as portas está livre do trabalho do lanterneiro, mas ainda assim todos estão interligados.
As 7 camadas são, em ordem decrescente, PLEASE DO NOT THROW SAUSAGE PIZZA AWAY:
7 - Application
6 - Presentation
5 - Session
4 - Transport
3 - Network
2 - Data Link
1 - Physical
Layer 1 (Physical)
A layer 1 é literalmente o meio físico que a informação trafega. Seja através de ondas de rádio, cabos ou hubs.
A layer 1 não se importa qual é o conteúdo do dado, ela simplesmente transmite.
Importante notar que muitos não consideram a placa de rede (Network Interface Card - NIC) como integrante da layer 1, e sim da layer 2 (Data Link). Ela pertence as duas layers SIM, mas sempre responda layer 2.
Toda NIC possui um endereço Media Access Control (MAC) queimado diretamente na ROM da placa.
O MAC é um valor único em 48 bits em hexadecimal.
Por exemplo, um endereço 00–40–05–60–7D–49 estipula que os 6 primeiros dígitos pertencem ao fabricante e que nenhum outro fabricante deve utiliza-lo. Os 6 últimos dígitos são números seriais daquele fabricante. Essa última porção de dígitos é conhecida também como device ID.
O transporte de uma informação é feita através de pulso elétricos binários. Essa informação então é interpretada pelo hardware recepiente. Para realizar o envio da informação, a NIC quebra a informação em frames. Essa quebra de frames e endereçamento de frames com o endereço MAC é chamado pelo exame CompTIA Network+ como Mac Addressing.
Para realizar o envio de um pacote, o NIC provavelmente já sabe o MAC Address do NIC recipiente. Caso isso não ocorra, o NIC remetente envia para um endereço de broadcast FF-FF-FF-FF-FF-FF procurando por um endereço IP em específico. O computador com o MAC compatível fará a leitura daquela informação e realiza o envio do seu endereço MAC para o remetente.
Existe um tamanho praticamente padrão em todas redes para cada frame que é 1500 bytes. Caso o valor ultrapasse, a informação é dividida em mais frames.
Aqui está um exemplo de frame genérico:
Layer 2 (Data Link)
A layer 2 é dividida em duas sublayers, as quais são operações essenciais exercidas pela NIC:
Logical Link Control - É a primeira operação, que realiza a comunicação com o sistema operacional (através de drivers) e lida com protocolos e provê o controle do fluxo da informação.
Media Access Control - Cria e endereça o frame, bem como é capaz de fazer a verificação do FCS (Frame Check Sequence).
Importante apontar que a Layer 2 é a única dividida em sublayers!
Layer 3 (Network)
A partir desta layer, protocolos de redes necessitam ser adotados pois as camadas passam a adotar uma abstração lógica. Um protocolo de rede não só define uma maneira de endereço, mas também um conjunto de regras a serem adotadas. É por este motivo que o protocolo TCP/IP (Transmition Control Protocol/Internet Protocol) começa a ser adotado.
A layer 3 é responsável pela tradução do endereço lógico (IP) para o endereço físico (MAC). Essa camada é a última a lidar com hardware.
Cada informação é enclausurada dentro do frame, em packets. O package consiste de Destination IP Address, Source IP Address e Data. Cada redirecionamento por dispositivo, o cabeçalho do frame é retirado e confeccionado novamente, mas o packet continua o mesmo.
Layer 4 (Transport)
O protocolo de transporte é responsável por segmentar a informação, denominado de datagrams ou sequences, e fornecer algum tipo de número em série para esses pedaços. (Datagrams não recebem esse número)
A camada 4 é a camada de assembly e disassembly da informação. 
Layer 5 (Session)
A 5° camada é responsável por abrir/fechar, aceitar/declinar, iniciar/terminar todas as sessões de software.
Por exemplo, ao mandar um print job para uma impressora na rede, primeiro o computador verifica se o recurso pode ser usado e então abre uma sessão de comunicação com o devido software. Dessa maneira é possível ter várias sessões de vários softwares diferentes.
netstat -a verificar todas as sessões abertas/em uso.
Layer 6 (Presentation)
A camada 6 é a camada de tradução. Traduz a informação das camadas inferiores para as superiores e vice & versa.
Layer 7 (Application)
A camada 7 é a última, e não se referencia à aplicação propriamente dita, e sim ao código “codado” na aplicação que possibilita elementos de rede.
Please Do Not Throw Sausage Pizza Away
Encapsulation & De-Encapsulation	
O termo Encapsulation se refere ao processo de preparar o dado para trafegar na rede. A encapsulação da informação ocorre nas camadas de 2 à 7.
O dispositivo/computador que recebe essa informação, faz o processo reverso de de-encapsulação da informação.
TCP/IP
O modelo TCP/IP consiste basicamente de 4 camadas;
Application;
Transport;
Internet;
Link/Network Interface;
TCP/IP - Link Layer
Ocorre nas camadas 1 & 2 do modelo OSI.
TCP/IP - Internet Layer 
Qualquer dispositivo ou protocolo que lida com IP packets diretamente/endereçamento de IP packets, é categorizado na camada Internet. IP packets são criados nesta camada.
TCP/IP - Transport Layer
A camada de transporte do IP lida diretamente com as camadas 4 & 5 do modelo OSI, com um pouco da camada 7. 
Connection-oriented vs Connectionless Communication
Existem dois tipos de protocolos de comunicação; Orientado à Conexão (TCP - Transmission Control Protocol) verifica se a conexão estabelecida é confiável/boa o suficiente.
A Comunicação Sem Conexão não realiza essa verificação. O UDP (User Datagram Protocol) apenas envia a informação sem verificar se há uma conexão estável.
TCP/IP - Application Layer
A camada de aplicação do modelo TCP/IP engloba as três últimas (5, 6 & 7) camadas do modelo OSI. O protocolo TCP/IP fornece portas, que vão de 1 a 65535. Em cada porta existe uma conexão com um protocolo que se comunica com a aplicação. Diferente do modelo OSI (código), qualquer é a aplicação que é considerada nesta camada.
TCP/IP - Resumindo...
A camada de Aplicação cria a informação;
A camada de Transporte quebra a informação em pedaços em segmentos TCP ou UDP;
A camada de Internet adiciona o endereçamento IP e cria IP packets;
A camada de Enlace (Link) adiciona o IP packet ao frame, com a informação de endereço MAC e a Frame Check Sequence (FCS);
TCP/IP - Para o exame...
É importante lembrar em qual camada a encapsulação ocorre. Abaixo a cheat-sheet de cada camada com o seu tipo correspondente de informação:
Exercícios - Chapter Review
Página 101 (Exercício) e Página 102 (Resposta).
Further studies...
TechExams.net - Tech Notes, OSI Model (http://www.techexams.net/technotes/networkplus/osimodel.shtml);
Microsoft - OSI Model (https://support.microsoft.com/en-us/kb/103884);