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TEMA 1 - Versão para impressão - Modelo de Referência OSI_ISO

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Vanessa Paiva

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Modelo de
Referência
OSI/ISO
©2018 Copyright ©Católica EAD. Ensino a distância (EAD) com a qualidade da
Apresentação 
Nos processos de comunicação, a informação flui por meio de
diversas tecnologias. Ao acessar esta página, por exemplo, saiba
que ela percorreu um grande caminho para chegar até você.
Inicialmente, ela saiu de um de nossos servidores, percorreu a rede
local da Universidade e passou por diversos equipamentos de rede,
até chegar à Internet. A partir daí, percorreu redes de alta
velocidade por meio de fibras óticas, redes via satélite e, quem
sabe, até cabos submarinos transoceânicos, até chegar à sua rede
local ou provedor de Internet e, por fim, ao seu equipamento.
Observe uma representação desse caminho, no diagrama a seguir:
Figura 1 – Caminho percorrido pela informação.
O que faz com que uma mensagem saia de um
determinado dispositivo, passe por redes diversas até
chegar intacta ao dispositivo que a solicitou? Qual o
esforço empreendido por esta infraestrutura? De que
modo a origem e o destino acertam o envio dessas
informações? Como equipamentos diferentes, utilizando
inclusive sistemas operacionais diversos, se entendem?
Quais as limitações ou vantagens? Como o sistema lida
com erros e congestionamentos?
Nesta Unidade de Aprendizagem, você estudará de que
forma a rede se estrutura para possibilitar essa
comunicação. Começaremos pela definição sobre o que
são padrões para redes e quem são os responsáveis pela
sua criação. Passaremos, em seguida, para um dos
modelos mais importantes em Redes de Computadores, o
Modelo de Referência OSI/ISO. Este é, sem dúvida, um
ponto de partida importante no estudo das Redes de
Computadores e da Internet.
©2018 Copyright ©Católica EAD. Ensino a distância (EAD) com a qualidade da
Infográfico 
MODELO DE REFERÊNCIA OSI
Fonte: http://efagundes.com/networking/modelos-de-referencia/o-modelo-
de-referencia-osi/
©2018 Copyright ©Católica EAD. Ensino a distância (EAD) com a qualidade da
Conteúdo 
Organizações de Padronização de Redes
Ao iniciarmos esta unidade, duas questões importantes devem ser
respondidas:
O que são padrões de redes?
Quem estabelece os padrões de redes?
Para que sistemas diversos possam interoperar , é necessário o
estabelecimento de padrões. Estes padrões ditam desde o formato
de mensagens, passando pela intensidade de um sinal elétrico, até
as dimensões que um determinado conector ou interface devem
ter. Esta padronização permite, por exemplo, que você possa
adquirir uma placa de rede que, independentemente do fabricante,
poderá ser montada em seu equipamento e os demais
componentes de hardware e software presentes poderão interagir
com ele.
As Organizações de Padronização são associações compostas por
representantes dos fabricantes, de universidades, centros de
pesquisa e governos. Podem ser divididas em quatro categorias:
Nacional; Regional; Internacional; e Industrial, Comercial ou
Profissional. A seguir, relacionam-se as que merecem destaque:
Organizações de Padronização Nacionais –  American
National Standards Institute (ANSI); British Standards
Institute (BSI); Associação Brasileira de Normas Técnicas
(ABNT).
Organizações de Padronização Regionais  – European
Committee for Standardization/Comité Européen de
Normalisation (CEN).
Organizações de Padronização Internacionais – International
Organization for Standardization (ISO); International
Telecommunications Union (ITU).
Organizações de Padronização Industrial, Comercial ou
Profissional –  Electronic Industries Association (EIA);
International Eletrotechnical Commission (IEC); Institute of
Electrical and Electronics Engineers (IEEE).
A ISO é uma organização fundada em 1946. Os membros da ISO
são os órgãos nacionais mais representativos em termos de
padronização de 157 países. O representante do Brasil na ISO é a
ABNT. A ISO é organizada em Comitês Técnicos (Technical
Committees – TCs) que lidam com assuntos específicos. Na área
de tecnologia da informação os vários TCs foram reunidos no JTC
1 (Joint Technical Committee – JTC). Os TCs possuem Subcomitês
(Sub Committees  – SCs), que são organizados em grupos de
trabalho, por exemplo: o Subcomitê SC 6 trata da troca de
informações entre sistemas de telecomunicações e é composto
por vários grupos de trabalho (Working Groups – WGs), entre estes:
WG 1 – Camada Física e de Enlace; WG 7 – Camada de Rede e de
Transporte. Estudaremos estas camadas mais adiante.
Modelos de Referência
Visando reduzir a complexidade e facilitar a interoperabilidade, os
softwares de comunicação são altamente estruturados. O
processo de comunicação é dividido em camadas, em que cada
camada provê serviços para a camada superior. Na comunicação
entre duas máquinas, cada nível troca informações com o mesmo
nível na outra máquina. Desse modo, uma camada pode ser
completamente alterada, desde que respeitadas as interfaces.
Figura 2 - Relação de camadas e suas interfaces.
Existem atualmente dois modelos de referência que tratam dessa
organização da comunicação em camadas: Modelo de
Referência  Open Systems Interconnection/International
Organization Standardization  (OSI/ISO); Modelo de
Referência  Transmission Control Protocol/Internet
Protocol  (TCP/IP). O primeiro é o chamado modelo  de jure ,
sendo acatado como um padrão formal e devidamente
reconhecido. É um ótimo modelo para iniciarmos nossos estudos e
permite uma compreensão mais clara da organização em
camadas. O segundo é reconhecido como um modelo de facto ,
ou seja, mesmo sendo um padrão que não surgiu pelos trâmites
formais de elaboração de uma norma, é tido como tal, em virtude
de sua ampla aceitação pública. É o modelo utilizado na Internet.
Modelo OSI/ISO
Com o surgimento das redes apareceram as questões de
interoperabilidade. Como garantir que uma diversidade de
equipamentos e programas troquem informações livremente sem
problemas de compatibilidade?
De forma a resolver essas questões e também permitir que redes
heterogêneas ou com padrões proprietários se comunicassem, a
ISO desenvolveu o Modelo de Referência OSI (Open System
Interconnection).
Este modelo apresenta um conjunto detalhado de definições e
codificações para organizar a arquitetura da rede em camadas.
Cada camada agrupa funções e serviços similares. Eventuais
ajustes ou modernizações em uma camada não afetam as demais,
se respeitadas as interfaces entre elas. São sete as camadas deste
modelo: Física; de Enlace; de Rede; de Transporte, de Sessão; de
Apresentação; e de Aplicação; sendo a Física a mais baixa e a de
Aplicação a mais alta. Em geral, as camadas inferiores oferecem
serviços às superiores.
Figura 3 - Camadas do Modelo OSI/ISSO.
Camada Física
A Camada Física trata da transmissão efetiva dos bits  pela rede.
Os dados são enviados pela rede como uma sequência de bits
composta de vários 0 (zero) e 1 (um). Assim, essa Camada deve
garantir que um bit 0, enviado, deve ser recebido como um bit 0 e
um bit 1, enviado, deve ser recebido como um bit 1. O que
diferencia um bit do outro é a quantidade de volts em um sinal
elétrico. A duração desse sinal determina a quantidade do bit. Cabe
ao projetista determinar a duração em microssegundos, bem como
determinar se a transmissão será  half-duplex   ou  full-duplex ,
quantos pinos o conector terá e qual a função de cada um.
Nessa Camada é que se define como será estabelecida a conexão
inicial e de que modo será encerrada. Isso é feito pelo envio de
pulsos elétricos a determinados pinos em um conector. A unidade
de dados é de 1 (um) bit em uma transmissão serial (os dados são
enviados em um fluxo, um bit de cada vez, por meio de um canal), e
de “n” bits em uma transmissão paralela. A Camada Física
preocupa-se unicamente com o envio e recebimento de bits. Ela
não se preocupa com o significado dos dados, o que é feito pelas
camadas mais altas. Não faz parte das funções dessa Camada
lidar com erros ocorridos durante a transmissão.
Em resumo, a Camada Física transmite efetivamente os bits,
adapta o sinal ao meio de transmissão, define o formatoe os pinos
dos conectores e estabelece a conexão física.
Camada de Enlace
http://pt.wikipedia.org/wiki/Half-duplex
http://pt.wikipedia.org/wiki/Half-duplex
http://pt.wikipedia.org/wiki/Half-duplex
http://pt.wikipedia.org/wiki/Full-duplex
http://pt.wikipedia.org/wiki/Full-duplex
http://pt.wikipedia.org/wiki/Full-duplex
A função principal da Camada de Enlace é tornar livre de erros a
transmissão efetuada pela Camada Física. Para isso, divide-se o
fluxo de bits em unidades chamadas quadros. Cada quadro possui
centenas ou milhares de bits. Para controlar cada quadro, são
incluídos bits especiais no início e final de cada quadro. A Camada
de Enlace reconhece então os limites de cada um deles.
É função dessa Camada efetuar um controle de fluxo, evitando que
o transmissor envie mais do que o receptor pode processar. Isso é
feito com a utilização de um mecanismo que permite ao
transmissor saber o espaço disponível no buffer  do receptor.
A Camada de Enlace, da origem, pode ainda reenviar um quadro
inutilizado por erros de transmissão, ou um quadro perdido; deve
também possuir mecanismos para detectar o recebimento de
quadros repetidos.
Em resumo, a Camada de Enlace divide os dados em quadros,
detecta e corrige os erros da Camada Física, efetua controle de
fluxo e provê uma comunicação confiável entre os dispositivos.
Camada de Rede
A Camada de Rede trata de duas funções importantes:
endereçamento e roteamento. A primeira diz respeito à
identificação dos endereços de origem e destino dos dados a
transmitir. A segunda está relacionada a escolhas associadas à
determinação do melhor caminho a ser percorrido pela informação.
Nesta camada, o fluxo de dados é dividido em unidades
denominadas pacotes.
Em situações em que as máquinas estão conectadas diretamente
por meio de uma ligação ponto a ponto, não há a necessidade de
uma Camada de Rede, uma vez que a Camada de Enlace pode
executar as tarefas necessárias à manutenção do enlace (link).
Na maior parte das situações, o que acontece é que as máquinas
não estão conectadas diretamente entre si, podendo estar
conectadas em uma mesma rede local, ou ainda, estarem em redes
diferentes, inclusive a milhares de quilômetros uma da outra.
Nesse caso, a comunicação dos dados, ao trafegar entre a origem
e o destino, passará por uma ou mais máquinas intermediárias.
Figura 1.4 – Comunicação entre as Camadas.
Nas três camadas inferiores (Física, de Enlace e de Rede) a
comunicação se dá entre as máquinas adjacentes, ponto a ponto.
Já nas quatro camadas superiores, a comunicação se dá entre a
máquina de origem e o destino final, fim a fim.
Assim, as informações escritas pelas três camadas inferiores são
lidas pelas camadas pares na máquina adjacente que, após
processá-las, as enviará para a próxima máquina, no caminho a ser
percorrido pelos dados.
Nesse processo, a Camada de Rede analisará cada pacote e, com
base no endereço de origem e de destino, determinará o caminho
por onde a mesma será enviada. Essa operação será vista mais
adiante na unidade que trata de Camada de Rede.
Camada de Transporte
A Camada de Transporte provê uma comunicação fim a fim,
objetivando tornar variações na confiabilidade do serviço prestado
pelas camadas inferiores transparentes aos usuários. Essa
Camada não garante que as informações cheguem ao destino. Os
pacotes encaminhados pela Camada de Rede podem inclusive
chegar fora de ordem, ou mesmo não chegar.
Para prover a comunicação fim a fim confiável, a Camada de
Transporte da origem se comunica com a do destino, o que não
acontece nas camadas inferiores (Física, de Enlace e de Rede), nas
quais a comunicação se dá entre máquinas adjacentes.
A Camada de Transporte da origem recebe os dados da Camada
de Sessão, dividindo-os em unidades menores, denominadas
segmentos. Então os encaminha, via camadas inferiores, à Camada
de Transporte do destino, que libera os dados para a Camada de
Sessão na ordem em que foram enviados pela Camada da origem.
A Camada de Transporte pode prover diferentes tipos de serviço. O
tipo mais comum é o orientado à conexão, estabelecida
inicialmente entre a origem e o destino, liberando os dados livres
de erros e na ordem em que foram enviados. Em um segundo tipo,
as mensagens são enviadas de forma isolada, sem garantia em
relação à ordem de entrega. Pode ainda efetuar a difusão para
múltiplos destinos.
Tudo isso é feito independentemente das camadas inferiores, as
quais podem inclusive se utilizar de diferentes tecnologias sem
afetar as camadas superiores.
Camada de Sessão
A Camada de Sessão, que também é fim a fim, objetiva fornecer
meios que permitam melhor controle sobre a informação enviada,
sobretudo em situações com que a Camada de Transporte não
consegue lidar. Entre os serviços providos estão: o gerenciamento
de token  (ou bastão) e a sincronização.
O gerenciamento de token é utilizado por alguns protocolos que
não suportam que ambos os lados executem as mesmas funções
simultaneamente. Nesse caso a Camada de Sessão fornece os
tokens que somente podem ser utilizados por um lado de cada vez.
Outra situação diz respeito à sincronização que se dá quando há
transferência de um grande volume de dados, ou mesmo de um
arquivo de tamanho elevado, especialmente em redes não
confiáveis, podendo ocorrer falhas que prejudiquem a
transferência. Isso ocorre sobretudo quando a rede deixa de
funcionar. Nesse caso, mesmo a Camada de Transporte não
conseguiria lidar com o problema, o que levaria a transmissão dos
dados a falhar, levando a transferência a ser reiniciada.
Nessas situações, a Camada de Sessão permite que a
transferência dos dados seja reiniciada de um ponto de referência
imediatamente anterior à falha. Esse ponto de referência é
denominado “ponto de sincronização”. A origem e o destino
periodicamente trocam informações estabelecendo pontos de
referência lógicos. Quando ocorre uma falha, a transferência
poderá se dar a partir do último ponto de referência.
A sincronização pode ainda ser utilizada quando há necessidade
de priorização de tráfego. Nesse caso, o recebimento de um
arquivo pode ser momentaneamente suspenso, em razão de um
outro tráfego com maior prioridade, podendo ser retomado
posteriormente.
Camada de Apresentação
A Camada de Apresentação oferece serviços relacionados à
sintaxe (formato) e à semântica (significado) das informações, ao
contrário das camadas inferiores que, normalmente, se preocupam
somente com a movimentação de bits entre as máquinas. Antes de
enviar os dados à Camada de Sessão, realiza uma série de
operações, tais como: compressão de textos; criptografia e
conversão de padrões de terminais. É uma camada fim a fim.
A Camada de Apresentação compreende a sintaxe do sistema local
e do sistema de transferência, e permite que computadores
utilizando diferentes códigos possam se comunicar
adequadamente. Por exemplo: caso um deles se utilize de Unicode
 e o outro de ASCII .
Camada de Aplicação
A Camada de Aplicação provê padrões para que aplicativos
possam comunicar-se adequadamente, independentemente do
fabricante do sistema em que são executados.
No OSI, a camada de aplicação pode utilizar-se de elementos de
serviço. Entre estes, convém mencionar:
Association Control Service Element  (ACSE)  – Estabelece
uma associação entre usuários para permitir a troca de
informações entre eles.
Remote Operations Service Element  (ROSE)  – Oferece
suporte a chamadas de procedimentos remotos.
Reliable Transfer Service Element  (RTSE)  – Provê um
mecanismo confiável de transferência de dados, inclusive
tornando a recuperação de erros transparente para o usuário.
Podemos considerar, por exemplo, o envio (upload) ou recebimento
(download) de arquivos entre um servidor na Internet e o seu
computador. Você pode estar utilizando um programa de
transferência de arquivos instalado em seu sistema operacional -
Windows, Linux, Unix ou Mac. Você pode utilizá-lo por meio de uma
http://pt.wikipedia.org/wiki/Unicode
http://pt.wikipedia.org/wiki/Unicode
http://pt.wikipedia.org/wiki/Unicodehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Unicode
http://pt.wikipedia.org/wiki/ASCII
http://pt.wikipedia.org/wiki/ASCII
http://pt.wikipedia.org/wiki/ASCII
bonita interface gráfica, ou mesmo de uma linha de comando.
Nesses casos, como funcionaria a comunicação entre o seu
computador e o servidor?
Na resposta a essa pergunta, considere que você gostaria de
efetuar o download de um determinado arquivo. Na interface
gráfica de seu programa, você irá possivelmente selecionar o
arquivo, com o mouse, e clicar em algum botão, informando sua
intenção de baixá-lo. Na linha de comando, irá digitar algo
como get .  Em ambas as situações, o programa
utilizado conseguirá se comunicar com o servidor, permitindo que o
arquivo desejado seja transferido.
Essas funções, executadas pela Camada de Aplicação, permitem
que programas presentes em diferentes computadores possam
comunicar-se adequadamente. Desse modo, o acesso à página da
Internet, o download de um arquivo e o acesso às mensagens de
correio eletrônico funcionarão adequadamente,
independentemente do sistema operacional e do programa
utilizado por você ou pelo servidor.
Considerações Adicionais sobre o Modelo
OSI/ISO
Para concluirmos o estudo do Modelo de Referência OSI/ISO, é
conveniente analisarmos como se dá o processo da transferência
dos dados, desde a origem até o destino, passando por cada uma
das camadas em ambas as máquinas. Esclarecendo, inclusive, o
processo de comunicação ponto a ponto e fim a fim efetuado pelas
camadas.
Figura 5 - Cabeçalhos por Camada.
No processo de transferência de dados, dois termos são
extremamente importantes: SDU (Service Data Unit) – Unidade de
Dados do Serviço e PDU (Protocol Data Unit) – Unidade de Dados
do Protocolo.
O SDU se refere às informações recebidas da camada superior. A
camada atual, ao receber essas informações, adiciona as
informações de controle (cabeçalho) a serem lidas pela camada
par do destino. O PDU consiste do cabeçalho adicionado da SDU.
Figura 6 - Envio de Dados de um Usuário A (origem) para um
Usuário B (destino).
No processo ilustrado acima, a transferência se inicia com a
origem A, que entrega os dados a serem transmitidos para a
Camada de Aplicação.  Esta Camada adiciona então, aos dados
recebidos, um cabeçalho com as informações a serem
manipuladas pela Camada de Aplicação do destino, conforme visto
no item anterior. O PDU da Camada de Aplicação (cabeçalho +
dados do usuário) é entregue para a Camada de Apresentação.
Analogamente, a Camada de Apresentação adiciona aos dados
recebidos da Camada de Aplicação o seu próprio cabeçalho.
Convém enfatizar que, para a Camada de Apresentação, os dados
são todas as informações recebidas da camada superior (PDU da
Camada de Aplicação = cabeçalho da Camada de Aplicação +
dados do usuário). A seguir, os dados são enviados para a Camada
de Sessão.
Do mesmo modo, a Camada de Sessão adiciona seu próprio
cabeçalho, que contém as informações associadas à
sincronização e gerenciamento de token. A seguir, seu PDU é
enviado para a Camada de Transporte.
A Camada de Transporte recebe então os dados da Camada de
Sessão e adiciona seu próprio cabeçalho, onde é determinado o
tipo de serviço a ser prestado (por exemplo, orientado à conexão).
O PDU (cabeçalho + dados) é daí enviado para a Camada de Rede.
A Camada de Rede recebe os dados e adiciona seu cabeçalho. Este
contém informações relativas ao endereço de origem e de destino
dos dados. Os endereços serão interpretados pelos equipamentos
intermediários presentes ao longo do caminho, que visam
determinar o trajeto a ser percorrido pelo pacote, entregue em
seguida à Camada de Enlace.
A Camada de Enlace, ao receber os dados, adiciona seu cabeçalho,
que contém as informações referentes à manipulação dos quadros,
controle de fluxo e erros associados aos dados enviados pela
Camada Física.
A Camada Física efetuará a movimentação propriamente dita dos
bits, entre a origem A e o destino B.
Nas camadas superiores – de Aplicação, de Apresentação, de
Sessão e de Transporte – o cabeçalho escrito pela origem (A) será
lido pela camada par no destino (B). Não sendo esses cabeçalhos
manipulados por elementos intermediários que, por ventura,
possam existir entre a origem e o destino. É o que estamos
denominando de comunicação fim a fim.
Nas demais camadas – de Rede, de Enlace e Física – o cabeçalho
escrito na origem (A) é lido e manipulado por cada um dos
elementos intermediários presentes ao longo do caminho entre A e
B, o que é denominado comunicação ponto a ponto.
Para Refletir 
Por que utilizamos padrões nas redes?
Por que o Modelo de Referência OSI/ISO não é utilizado
na prática?
©2018 Copyright ©Católica EAD. Ensino a distância (EAD) com a qualidade da
Dica do Professor 
Nesta unidade, você estudou o Modelo de Referência OSI,
elaborado pela ISO, que visa permitir a interoperabilidade
entre computadores de diferentes fabricantes. A ISO é
uma organização que reúne os órgãos de padronização de
vários países e dita padrões em várias áreas do
conhecimento, tais como: Tecnologia da Informação;
Mineração; Petróleo e Gás; Materiais; e Saúde.
O Modelo OSI/ISO é composto por sete camadas:
Aplicação, Apresentação, Sessão, Transporte, Rede,
Enlace e Física. Vimos ainda que a estruturação em
camadas visa reduzir a complexidade. Essa organização
permite que uma eventual modificação em uma das
camadas não afete as demais, desde que respeitada a
forma de comunicação dessa camada com a superior e a
inferior.
No mercado de trabalho frequentemente é feita
referências às camadas pelo seu número, digamos
“camada 1”, “camada 2”, camada 3” ou “camada 7”, se
referindo respectivamente às camadas física, enlace, rede
ou aplicação.
Finalmente, considere que esse modelo é de primordial
importância para o estudo e compreensão sobre a forma
de comunicação nas redes, abrindo horizontes para que
possamos entender com maior clareza a organização dos
sistemas de comunicação, sendo ainda um degrau que
nos permitirá estudar o Modelo de Referência TCP/IP e as
soluções em uso no mundo atual. 
©2018 Copyright ©Católica EAD. Ensino a distância (EAD) com a qualidade da
Na Prática 
"Prezado(a) estudante,
Esta seção é composta por atividades que
objetivam consolidar a sua aprendizagem
quanto aos conteúdos estudados e
discutidos. Caso alguma dessas
atividades seja avaliativa, seu (sua)
professor (a) indicará no Plano de Ensino
e lhe orientará quanto aos critérios e
formas de apresentação e de envio."
Bom Trabalho!
1. Explique os conceitos de cada uma das camadas do
Modelo De Referência OSI/ISO.
2. Associe a visão de 7 camadas do modelo OSI/ISO,
com a visão hardware/software, e com a visão de
serviços (aplicações, entrega e comunicações).
3. A tentativa de utilizar camadas se refere à
capacidade de reduzir a complexidade,
modularizando a solução. Considere que ao invés de
enviar um pacote pela rede, você enviará uma
encomenda por meio de uma empresa
transportadora. Quais camadas de serviço utilizaria?
De um nome e uma descrição a cada uma delas,
tanto na origem quanto no destino.
Atividade 

©2018 Copyright ©Católica EAD. Ensino a distância (EAD) com a qualidade da
Referências 
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