Aula 2 MODELO OSI E MODELO TCP IP

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

MODELO OSI E MODELO TCP/IP
Prof. Gerson Lobato Rabelo Filho
TÉCNICO EM ELETROELETRÔNICA
OBJETIVOS
Entender o significado e qual a importância do modelo OSI e do modelo TCP/IP para as redes, assim como, a diferença entre suas camadas
O MODELO OSI
Para facilitar a interconexão de sistemas de computadores, a ISO (International Standards Organization) desenvolveu um modelo de referência chamado OSI (Open Systems Interconnection).
Foi criado em 1970 e formalizado em 1983
É um modelo de referência usado para criar protocolos de comunicação entre os mais diversos sistemas (computadores, celulares, etc), e assim garantir a comunicação fim-a-fim (end-to-end)
O MODELO OSI - CAMADAS
Spurgeon (2000): o modelo de referência OSI é o método para descrever como os conjuntos interconectados de hardware e software de rede podem ser organizados para que trabalhem ao mesmo tempo no mundo das redes.
O modelo OSI oferece um modo de dividir arbitrariamente a tarefa da rede em pedaços separados.
Este modelo divide as redes de computadores em 7 camadas, de forma a se obter camadas de abstração. Cada protocolo implementa uma funcionalidade assinalada a uma determinada camada.
O MODELO OSI - CAMADAS
Tanenbaum: o modelo OSI não é uma arquitetura de redes, pois não especifica os serviços e protocolos exatos que devem ser usados em cada camada. Ele apenas informa oque cada camada deve fazer.
O Modelo OSI permite comunicação entre máquinas diferentes e define diretivas genéricas para a construção de redes de computadores (seja de curta, média ou longa distância) independente da tecnologia utilizada.
O MODELO OSI - CAMADAS
O MODELO OSI - CAMADAS
Camada física:
Esta camada pega os quadros enviados pela camada de enlace e os transforma em sinais compatíveis com o meio por onde os dados deverão ser transmitidos. 
Camada de enlace de dados:
A camada de enlace pega os pacotes de dados recebidos da camada de rede e os transforma em quadros que trafegarão pela rede, adicionando informações como o endereço da placa de rede de origem, o endereço da placa de rede de destino, os dados de controle, os dados em si e a checagem de redundância cíclica (CRC).
O MODELO OSI - CAMADAS
Camada de rede:
É responsável pelo endereçamento dos pacotes, convertendo endereços lógicos em endereços físicos, de forma que os pacotes consigam chegar corretamente ao destino. 	
Camada de transporte:
Esta camada é responsável por pegar os dados enviados pela camada de sessão e dividi-los em pacotes que serão transmitidos à camada de rede.
O MODELO OSI - CAMADAS
Camada de sessão:
A camada de sessão permite que duas aplicações em computadores diferentes estabeleçam uma sessão de comunicação.
Camada de apresentação:
A camada de apresentação converte o formato do dado recebido pela camada de aplicação em um formato comum a ser usado na transmissão desse dado.
O MODELO OSI - CAMADAS
Camada de aplicação:
A camada de aplicação faz a interface entre o protocolo de comunicação e o aplicativo que pediu ou receberá a informação através da rede.
O MODELO OSI - HISTÓRIA
A ISO foi uma das primeiras organizações a definir formalmente uma arquitetura padrão com objetivo de facilitar o processo de interconectividade entre máquinas de diferentes fabricantes.
Assim em 1984 lançou o padrão chamado Interconexão de Sistemas Abertos (do inglês: Open Systems Interconnection - OSI) ou Modelo OSI.
O MODELO OSI - HISTÓRIA
A Organização Internacional para a Normalização (ISO) começou a desenvolver a sua estrutura de arquitetura OSI, com quatro componentes principais:
um modelo abstrato de rede, chamado de Modelo de Referência Básico ou sete camadas do modelo
um conjunto de protocolos específicos
outros dois de menor relevância.
O MODELO OSI - HISTÓRIA
O conceito de um modelo de sete camadas foi fornecida pelo trabalho de Charles Bachman, Serviços de Informação da Honeywell.
Vários aspectos do projeto OSI evoluíram a partir de experiências com a ARPANET, a Internet incipiente.
O novo projeto foi documentado em ISO 7498 e seus adendos diferentes.
O MODELO OSI - HISTÓRIA
Neste modelo, um sistema de rede foi dividido em camadas. Dentro de cada camada, uma ou mais entidades se encarrega de implementar sua funcionalidade. Cada entidade interage diretamente apenas com a camada imediatamente abaixo dela, e dispõe de instalações para utilização pela camada de cima.
Protocolos ativam um sinal elétrico de um host para interagir com uma entidade correspondente na mesma camada em outro host.
O MODELO OSI – CAMADA FÍSICA
A camada física define especificações elétricas e físicas dos dispositivos.
Define a relação entre um dispositivo e um meio de transmissão, tal como um cabo de cobre ou um cabo de fibra óptica.
Isso inclui o layout de pinos, tensões, impedância da linha, especificações do cabo, temporização, hubs, repetidores, adaptadores de rede, adaptadores de barramento de host (HBA, usados em redes de áreas de armazenamento)
O MODELO OSI – CAMADA FÍSICA
A camada física é responsável por definir se a transmissão pode ser ou não realizada nos dois sentidos simultaneamente.
Sendo a camada mais baixa do modelo OSI, diz respeito a transmissão e recepção do fluxo de bits brutos não-estruturados em um meio físico.
Ela descreve as interfaces elétricas, ópticas, mecânicas e funcionais para o meio físico e transporta sinais para todas as camadas superiores.
O MODELO OSI – CAMADA FÍSICA
Trata da transmissão transparente de sequências de bits pelo meio físico, sendo a parte final da comunicação.
Contém padrões mecânicos (conectores, painéis de conexão, cabos, etc.), funcionais, elétricos e procedimentos para acesso a esse meio físico. Nessa camada que temos as especificações dos meios de transmissão (satélite, coaxial, radiotransmissão, par metálico, fibra óptica, etc.).
O MODELO OSI – CAMADA FÍSICA
Nas redes mais antigas era aqui na camada física que os computadores eram interconectados utilizando os HUBs, os quais são dispositivos simples que encaminham os bits recebidos para todas as portas simultaneamente.
O MODELO OSI – CAMADA FÍSICA
Hoje os HUBs não são mais recomendados, mas eles ainda são encontrados no mercado e utilizado em redes domésticas e de pequeno porte pelo seu custo ser extremamente baixo.
O MODELO OSI – CAMADA DE ENLACE DE DADOS
A camada de ligação de dados também é conhecida como de enlace ou link de dados.
Esta camada detecta e, opcionalmente, corrige erros que possam acontecer no nível físico.
É responsável por controlar o fluxo (recepção, delimitação e transmissão de quadros) e também estabelece um protocolo de comunicação entre sistemas diretamente conectados.
O MODELO OSI – CAMADA DE ENLACE DE DADOS
Esconde características físicas do meio de transmissão para as camadas superiores, pois ele transforma os bits em quadros (frames).
Sua principal função é fornecer um meio de transmissão confiável entre dois sistemas adjacentes.
O MODELO OSI – CAMADA DE ENLACE DE DADOS
Funções mais comuns da camada 2:
Delimitação e formato dos quadros de bits
Detecção de erros
Sequenciamento dos dados
Controle de fluxo de quadros
Endereçamento físico (endereço MAC)
Controle de acesso aos meios físicos
Para redes locais a camada de enlace é dividida em dois subníveis: LLC (Logical Link Control) e MAC (Media Access Control), sendo que a LLC faz interface com a camada de rede e o MAC com a camada física.
O MODELO OSI – CAMADA DE ENLACE DE DADOS
Os representantes da camada de enlace são as placas de rede, switches e bridges.
Nas redes atuais recomenda-se o uso de switches no lugar dos HUBs por questões de desempenho e segurança.
os switches ao invés de enviar uma informação recebida para todas as portas ele cria um caminho virtual ponto a ponto entre os computadores que estão se comunicando, o que melhora sensivelmente o desempenho e a segurança da rede
impede que terceiros consigam espiar o tráfego de rede, técnica chamada de “sniffing”.
O MODELO OSI
– CAMADA DE REDE
Tem a função de fornecer um canal de comunicação independente do meio.
Ela transmite pacotes de dados através da rede utilizando um esquema de endereçamento lógico que pode ser “roteado” através de diversas redes até chegar ao seu destino.
A camada de rede realiza roteamento de funções, e também pode realizar a fragmentação e remontagem e os erros de entrega de relatório
O MODELO OSI – CAMADA DE REDE
As funções características da camada 3 são:
Tradução de endereços lógicos em endereços físicos (protocolo ARP)
Esquema de endereçamento lógico
Roteamento de pacotes
Não possuem garantia de entrega dos pacotes
Os protocolos de camada 3 utilizados atualmente tanto na Internet como nas Intranets são o IP versão 4 e o IP versão 6 (o IPv6 está sendo aos poucos implementado em diversas redes e na Internet).
O MODELO OSI – CAMADA DE REDE
Roteadores operam nesta camada, enviando dados em toda a rede estendida e tornando a Internet possível.
A camada de rede pode ser dividida em três subcamadas:
Sub-rede de acesso - considera protocolos que lidam com a interface para redes;
Sub-rede dependente de convergência - necessária para elevar o nível de uma rede de trânsito, até ao nível de redes em cada lado;
Sub-rede independente de convergência - lida com a transferência através de múltiplas redes. Controla a operação da sub rede, roteamento de pacotes, controle de congestionamento, tarifação e permite que redes heterogêneas sejam interconectadas.
O MODELO OSI – CAMADA DE REDE
As informações trocadas pelos protocolos de camada 3, tais como o IP, são chamadas de pacotes.
É importante ressaltar aqui que a comunicação em rede propriamente dita é realizadas pelas camadas 1, 2 e 3. A partir da camada 4 estamos tratando de uma comunicação mais interna dos computadores
O MODELO OSI – CAMADA DE TRANSPORTE
A camada de transporte é responsável por receber os dados enviados pela camada de sessão e segmentá-los para que sejam enviados a camada de rede, que por sua vez, transforma esses segmentos em pacotes.
No receptor, a camada de Transporte realiza o processo inverso, ou seja, recebe os pacotes da camada de rede e junta os segmentos para enviar à camada de sessão.
O MODELO OSI – CAMADA DE TRANSPORTE
A camada 4 possui mecanismos que fornecem uma comunicação confiável e transparente entre dois computadores, isto é, assegura que todos os segmentos cheguem corretamente ao destino e na ordem correta
Funções da camada 4:
Controle de fluxo de segmentos
Correção de erros
Multiplexação
O MODELO OSI – CAMADA DE TRANSPORTE
Normalmente é caracterizada pelas especificações do protocolo chamado TCP, o qual é utilizado em aplicações que necessitam de garantia na entrega e controle de fluxo, pois ele é orientado a conexão.
Existe um segundo protocolo chamado UDP, o qual não é orientado a conexão e utilizado em aplicações que necessitam de velocidade, pois sem tantos controles como o TCP ele acaba sendo naturalmente mais veloz.
O MODELO OSI – CAMADA DE TRANSPORTE
Na camada 4 quando falamos do fluxo TCP chamamos as informações de segmentos, já o fluxo UDP é chamado de datagrama.
A camada de transporte separa as camadas de nível de aplicação (camadas 5 a 7) das camadas de nível físico (camadas de 1 a 3)
O objetivo final da camada de transporte é proporcionar serviço eficiente, confiável e de baixo custo. O hardware e/ou software dentro da camada de transporte e que faz o serviço é denominado entidade de transporte.
O MODELO OSI – CAMADA DE SESSÃO
Responsável pela troca de dados e a comunicação entre hosts, a camada de Sessão permite que duas aplicações em computadores diferentes estabeleçam uma comunicação
Define como será feita a transmissão de dados, pondo marcações nos dados que serão transmitidos.
Se porventura a rede falhar, os computadores reiniciam a transmissão dos dados a partir da última marcação recebida pelo computador receptor.
O MODELO OSI – CAMADA DE SESSÃO
A camada de sessão tem a função de disponibilizar acessos remotos, estabelecendo serviços de segurança, verificando a identificação do usuário, sua senha de acesso e suas características.
Atua como uma interface entre os usuários e as aplicações de destino, podendo inclusive fornecer sincronização entre as tarefas dos usuários.
O MODELO OSI – CAMADA DE APRESENTAÇÃO
É responsável pelas transformações ou traduções adequadas nos dados antes do seu envio a camada de sessão.
essas transformações podem ser referentes à
Compressão de textos
Criptografia
conversão de padrões de terminais e arquivos para padrões de rede e vice-versa
Tem o objetivo de fazer com que os dois lados “falem a mesma língua”.
O MODELO OSI – CAMADA DE APRESENTAÇÃO
Funções da camada de apresentação:
Formatação de dados
Compressão e criptografia
Compatibilização entre aplicações (sintaxe)
Pode ser chamada também de camada de Tradução
Exemplo de tarefa nesta camada: conversão do padrão de caracteres (código de página) quando o dispositivo transmissor usa um padrão diferente do normal.
O MODELO OSI – CAMADA DE APRESENTAÇÃO
Os dados recebidos da camada 6 estão descomprimidos, e a camada 6 do dispositivo receptor fica responsável por comprimir esses dados.
 A transmissão dos dados torna-se mais rápida, já que haverá menos dados a serem transmitidos
Para aumentar a segurança, pode-se usar algum esquema de criptografia neste nível, sendo que os dados só serão decodificados na camada 6 do dispositivo receptor.
O MODELO OSI – CAMADA DE APLICAÇÃO
Esta camada é a mais superior e é responsável pela interface com as aplicações dos computadores (hosts).
tem a função de dar acesso à rede aos aplicativos dos usuários que estão instalados nos computadores
O MODELO OSI – CAMADA DE APLICAÇÃO
Serviços de rede mais comuns nesta camada:
Serviço de tradução de nomes de Internet: DNS
Serviços de e-mail: SMTP, POP3 e IMAP
Serviços de terminal: Telnet e SSH
Serviços de web: HTTP e HTTPS (seguro)
Gerenciamento de redes: SNMP
Acesso a arquivos em rede: FTP e TFTP
Fornecimento de endereços IP dinâmicos: DHCP
As informações trafegadas entre as camadas de sessão, apresentação e aplicação são chamadas de dados.
Tudo nesta camada é relacionado ao software.
O MODELO OSI
O modelo de referência OSI quebra a rede em pedaços ou fatia a rede para que o desenvolvimento seja mais simples e modular.
Cada camada é independente da outra e é como se entre dois hosts houvesse uma conexão camada a camada independentemente uma das outras.
O controle das informações de cada camada é realizado através de uma unidade de protocolo chamada PDU (protocol data unity), as quais são inseridas no início, chamada de “cabeçalho”.
O MODELO OSI
Esses cabeçalhos são lidos no destino para que o computador saiba o que fazer com a informação. Nele estão contidos instruções, endereços e demais controles necessários para que a comunicação flua entre os dois computadores.
O processo de recebimento dos dados do usuário pela camada 7 até sair em bits na camada 1 é chamado de “encapsulamento”.
MODELO TCP/IP
Dantas (2002): o modelo de referência mais conhecido é o TCP/IP (Transmisson Control Protocol / Internet Protocol)
modelo TCP/IP foi projetado em quatro camadas: interface de rede (acesso à rede), Inter-rede (Internet), Transporte e Aplicação.
surgiu de uma necessidade específica do Departamento de Defesa dos Estados Unidos, que necessitava de uma rede que pudesse sobreviver a qualquer condição, até mesmo uma guerra nuclear.
MODELO TCP/IP
Camada de Interface de rede (acesso à rede):
Esta camada, de acesso à rede, é a primeira do modelo TCP/IP, sua função é dar suporte à camada de rede, através dos serviços de acesso físico e lógico ao meio físico.	
Camada de Inter-rede (Internet):
O nível inter-rede (Internet) é o responsável pelo envio dos datagramas de um computador qualquer para o outro computador, independente de suas localizações na rede.	
MODELO TCP/IP
Camada de transporte:
A camada de transporte
é responsável por prover suporte à camada de aplicação de maneira confiável (ou não), independente dos serviços oferecidos pelas camadas de interface de rede e inter-rede.	
Camada de aplicação:
A quarta camada do modelo TCP/IP é denominada de camada de aplicação. Nesta camada, estão os protocolos que dão suporte às aplicações dos usuários. 	
	
MODELO TCP/IP
Na prática, as camadas 5, 6, e 7 do modelo OSI foram mescladas para formar a camada de Aplicação do TCP/IP.
Já as camadas 3 e 4 dos dois modelos são similares, porém a camada 3 do TCP/IP é chamada de Internet.
Já as camadas 1 e 2 do modelo OSI foram mescladas no TCP/IP para formar a camada de acesso aos meios ou acesso à rede.