CARACTERÍSTICAS, DEFINIÇÃO E APLICABILIDADES DO MODELO OSI : UM MODELO REFERÊNCIA

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA CATARINENSE – CAMPUS ARAQUARI
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CARACTERÍSTICAS, DEFINIÇÃO E APLICABILIDADES DO MODELO OSI : UM 
MODELO REFERÊNCIA
Mickael Lelis de Oliveira1; 
RESUMO
O frenético desenvolvimento tecnológico evidenciou a necessidade de evoluir os meios de processamento de informações e de interconectar computadores, facilitando o compartilhamento de recursos e dados. A fim de proporcionar a comunicação entre diferentes hardwares e softwares, foram desenvolvidos modelos para a organização da comunicação de dados. Neste contexto, são descritos ao longo do estudo os conceitos de um dos modelos amplamente utilizado: o modelo OSI. Trata-se de uma pesquisa de revisão bibliográfica, com o propósito de conceder uma base a respeito de um dos modelos que domina a estruturação de redes de computadores na atualidade.
Palavras-chave: Protocolo. modelo OSI. redes de computadores. comunicação de dados. 
INTRODUÇÃO
Para atender as insuficiências e pedidos das vigentes redes de comunicação, os produtores de aparelhos e sistemas desenvolveram fundamentos proprietários para às múltiplas arquiteturas de sistemas. Como resultado, inúmeras redes foram elaboradas a partir de diversas instalações de hardware e de software. Esses fundamentos passaram, então, a estabelecer a correlação dos sistemas com os usuários. Porém, numerosas redes eram incompatíveis entre si, com distintas especificações, impedindo o sistema de se comunicar de forma transparente (ou o mais próximo disso) com outro sistema. Ultrapassando tal barreira, o foco desviou-se para a estruturação de uma arquitetura de softwares de rede, para que computadores interconectados fossem capazes de trocar informações, compartilhar recursos e distribuir tarefas, através de camadas que se comunicavam por protocolos (TANENBAUM, 2011). Essa circunstância levou a criação de um modelo que servisse como referência para que todos os fabricantes desenvolvessem soluções capazes de interagir entre si. Essas camadas teriam como objetivo a redução da complexidade das redes, sendo cada uma responsável por serviços específicos e complementares às funções das outras. Nesse contexto, foi desenvolvido na década de 1970 pela ISO (Organização Internacional de Padrões) o padrão OSI (Interconexão de Sistemas Abertos) que contém sete camadas interligadas: física, enlace, rede, transporte, sessão, apresentação e aplicação (MENDES, 2007). Em 1983 o modelo inicial foi formalizado, a arquitetura RM-OSI (Modelo de Referência para Interconexão de Sistemas Abertos) foi desenvolvida pela ISO (Organização Internacional de Padrões) com o intuito de impor um padrão no progresso dos aparelhos para redes de intercomunicação de informações, em réplica ao progressivo número de arquiteturas independente. Seu propósito é permitir a interligação de equipamentos e sistemas distintos sem dificuldades de compatibilidade. É uma referência que mostra sempre o que fazer, mas não como fazer. Neste contexto o artigo visa conter os conceitos e funcionalidades dos modelos OSI. 
PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
1. Estrutura do Modelo 
O modelo de referência OSI foi apresentado em 1984. Relaciona-se a um detalhamento ou modelo de referência e não um novel modelo definindo a forma como a comunicação deve ser propagada entre os níveis de uma rede. Assim sendo o modelo sugere uma estrutura em camadas para o progresso de soluções que operem perante todas as plataformas, independentemente do hardware ou software utilizado.
A fim de que os pacotes de dados possam trafegar de uma origem até o destino, através de uma rede, é importante que todos os dispositivos da rede usem a mesma linguagem, o mesmo protocolo. Por isso, podemos determinar o protocolo como sendo um agrupamento de regras, ou um trato, que impõe o formato e como será a transmissão de dados. A camada n em um computador se inter-relaciona com a camada n em outro computador.
No modelo de referência OSI, encontra-se sete níveis numerados, e cada nível representa uma função particular da rede. Essa partição das funcionalidades é chamada divisão em camadas.
Fragmentar a rede em sete camadas possibilita uma saída para os problemas de comunicação transparente, ou o mais próximo disso, com o outro sistema apontado previamente, pois oferece como vantagens:
Dividir as comunicações de rede em partes menores e mais compreensíveis, viabilizando sua análise;
Uniformizar os elementos de rede, concedendo o avanço e o suporte por parte dos diversos fabricantes;
Impedir que as mudanças em uma camada afetem as outras, concedendo maior rapidez no seu desenvolvimento;
2. As Sete Camadas
O modelo de referência OSI (RM-OSI) está segmentado em sete camadas verticais (Física, Enlace de Dados, Rede, Transporte, Sessão, Apresentação e Aplicação), cada uma com sua característica peculiar e funcionamento independente uma das outras (Figura 1).
As sete camadas, por sua vez, se decompõe em dois agrupamentos. As quatro primeiras camadas são utilizadas no momento em que a informação passa de ou para o próprio elemento de rede, ao mesmo tempo que as ultimas três camadas são usadas quando a informação é destinada a outro elemento na rede. Esta segmentação proporciona uma melhor compreensão do modelo como um todo e a otimização de cada tarefa.
Entre as camadas, a intercomunicação se dá unicamente, com a camada inferior ou com a camada superior àquela que pretende estabelecer a comunicação. Para que isso aconteça são essenciais, no mínimo, dois sistemas com um mesmo conjunto de camadas.
 
Figura 1 - Estrutura do Modelo de Referência OSI
 
Fonte:TANENBAUM, 2003
2.1. Camada Física ou de Acesso ao Meio
A Camada Física é encarregada pela conexão física entre os equipamentos e os protocolos a serem executados para a comunicação entre os diversificados sistemas. Além de administrar a transição física da informação sobre os meios de transmissão viáveis. Com esta camada, o modelo OSI permite a versatilidade do uso de diversos meios físicos para interconexão com procedimentos de controle diferentes.
Carmona (2008) ainda afirma que a camada 1 é de suma importância, porque é ela que possui os dados que estão no formato de “0s” e “1s” convertendo-os em um formato compatível com o meio físico. 
A camada física determina as características mecânicas, elétricas, funcionais e os métodos para ativar, manter e desativar conexões físicas para a transmissão de dados entre as entidades da camada subsequente. Ela abrange a definição de todas as referências relativas com as propriedades físicas (tipos de cabos e conectores), elétricas (níveis de tensão dos sinais, tipos de codificação etc.), funcionais e procedurais do sistema.
2.2. Enlace de Dados ou de Ligação Lógica
A Camada de Enlace controla a transição de dados através do canal de transmissão e é ponderada pelo domínio do fluxo dos dados na rede, bem como sua sincronia e certeza de entrega. Oferece ainda, a localização e reparo de erros de transmissão.
A segunda camada tem muitas responsabilidades e Tanenbaum (2011) define como a principal, a transformação de um canal de transmissão comum em uma linha que aparente livre de erros de transmissão. Para isso, o nível 2 mascara as falhas reais, deixando-as não visíveis a camada de rede
Sendo assim sua dominante utilidade é tornar o meio físico mais seguro e alheio de falhas para as camadas superiores, concedendo mecanismos para ativar, manter e desativar a conexão. Com o intuito de executar sua função, nesta fase são implementados instrumentos de controle e percepção de falhas, e também, os bits de informação são agrupados em unidades chamadas "frames". O Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) fragmenta a camada de Enlace de Dados em duas subcamadas: LLC e MAC.
A subcamada LLC fica encarregada por propiciar às camadas superiores um meio de transmissão que aparente ser isenta de falhas.Sua implementação independe da subcamada MAC.
Na subcamada MAC encontra-se os processos de entrada com os endereços de hardware de cada sistema, igualmente relacionados como MAC Address e o CRC. Uma das suas finalidades é mascarar o tipo de meio físico que está sendo usado, assim como o método de acesso das camadas superiores.
No método de comunicação, esta camada adiciona seus particulares atributos de controle como o endereço de origem e de destino, a extensão do frame, os protocolos das camadas superiores envolvidos na comunicação e um protocolo ponderado pela verificação de falhas reputado como "Cyclic Redundancy Check" (CRC).
2.3. Camada de Rede
A camada de rede é encarregada pela gestão da transmissão de dados entre uma rede composta de diversos segmentos. 
Tanenbaum (2011), afirma que estes pacotes roteados possuem rotas, que podem se fundamentar em tabelas estáticas, entrelaçadas à rede que são ocasionalmente alteradas, geralmente atualizadas automaticamente, para prevenir componentes com falhas.
Disponibiliza o seguimento e endereçamento dos dados, quer na origem, quer no destinatário da transmissão. Na estrutura de sistemas abertos, alguns sistemas são destinatários terminais de dados, enquanto outros funcionam apenas como nós intermediários que transferem os dados para outros sistemas.
A camada de rede tem como aplicabilidade proporcionar um trajeto de conexão de rede entre um par de entidades da camada de transporte, até mesmo passando por nós intermediários. É o protocolo regressado para a operação da rede propriamente dita. Algoritmos de roteamento e de controle de congestionamento são agrupados nessa camada.
2.4. Camada de Transporte
Viabiliza a conexão entre as três camadas superiores e as três camadas inferiores, segregando o usuário das particularidades operantes e físicos da rede. Assegura ainda, a intercomunicação ponto-a-ponto, determina e domina a qualidade da transmissão. A ISO tem a pressuposição de que existe a inevitabilidade de monitoramento da transmissão de informações do sistema fonte para o destino para que o serviço de transporte atinja sua totalidade. Por essa causa existe uma camada de transporte acima da camada de rede para amenizar as camadas superiores dos encargos do transporte de dados entre elas. 
A Principal função da camada de transporte é ligar a camada de sessão à camada de rede, isto é, assegurar que todos os blocos originários do nível 5 (denominados pacotes) sejam redirecionados para a rede (CARMONA, 2008).
A Camada de Transporte viabiliza uma comunicação ponto a ponto segura e transparente, Por meio de mecanismos de sequenciamento, controle de fluxo e confirmação / negação do recebimento de datagrama. Frequentemente é utilizado para contrapesar a ausência de confiabilidade das camadas inferiores.
2.5. Camada de Sessão
A quinta da sequência chamasse Sessão e nela que é disponibilizado uma infraestrutura de gerência com intuito de propiciar a intercomunicação por meio das aplicações. É incumbido por um procedimento reputado de "name-to-station address translation" (NAT), que tem como utilidade, traduzir adereços para o nome de uma estação de rede típica. Controla a transmissão ordenada dos dados, a partir do meio como se realiza a comunicação até a gestão da troca de informações entre as entidades de apresentação. Para esse fim, a camada de sessão provê sistemas com o fim de estabelecer uma junção de sessão entre duas unidades de apresentação por meio do uso de uma ligação de transporte.
Sobre a camada ser a controladora de diálogo, Souza (2009) afirma que isso se dá pelo estabelecimento de uma sessão entre dois hosts remotos, permitindo então a comunicação entre eles. 
Nesta camada também ocorre a disponibilidade de sistemas a gerência da sessão (login/ autenticação e logoff) e a comunicação da sessão, sendo assim tem um autocontrole da troca de informações, delimitando e sincronizando operações entre duas entidades.
2.6. Camada de Apresentação
Carmona (2008) estabelece que o formato para a comunicação entre hosts seja compatível para o modelo de transporte, conhecido como padrão de protocolo. Diversos serviços podem ser executados nessa camada como, criptografia, compreensão de dados e padronização dos caracteres. 
Nesta camada também é resolvido falhas que ocorre pelo fato de haver diferenças nas sintaxes dos sistemas abertos comunicantes. Mediante os serviços da camada de apresentação, as aplicações no universo OSI assim constituindo a intercomunicação sem custos demasiado resultante de transfigurações de interfaces, alterações ou deformações das inerentes aplicações.
2.7. Camada de Aplicação
A Camada de Aplicação exerce a sustentação das aplicabilidades dos utilizadores dos serviços. Sua ação é indicar o significado dos elementos e propagar/recepcionar. As ações oferecidas na camada são manipuladas pelos inerentes utilizadores do universo OSI. É nesta camada que é desempenhado um papel de "janela" entre os utilizadores comunicantes, por meio do da qual acontece a troca das informações entre esses utilizadores. Cada utilizador é denotado para os outros por sua individualidade de aplicação própria. E considerável destacar que a plenitude de uma aplicação não se constata nesta camada, somente uma parte, que necessita se intercomunicar com entidades remotas.
É a encarregada ainda pelo ajuste da forma como os dados a propagar é retratado (sintaxe). A camada também concede as ações que podem ser seletos pela camada de aplicação para a compreensão da sintaxe das informações trocadas. Controla o acesso, transição, amostra e gestão de dados estruturados.
De acordo com Forouzan (2007), o último nível do modelo OSI disponibiliza ao usuário a interface e acesso e-mail, transferências de arquivos remotos, gerenciamento de banco de dados compartilhados, entre outros. 
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O intuito do modelo OSI é prover uma estrutura universal que permita o progresso coordenado dos protótipos para a interoperabilidade de sistemas, em qual o termo aberto não se aplica a nenhuma tecnologia, implementação ou interconexão particular de sistemas, mas sim à adoção dos padrões para a troca de informações. Padrões esses que representam uma análise funcional de qualquer processo de comunicação.
A criação do modelo OSI procedeu de um empenho na tentativa de padronização e encaminhamento do progresso das vigentes tecnologias para a efetivação de produtos de redes que, por sua vez, fossem operantes entre si. Todavia, o modelo OSI é teórico e não uma arquitetura de implementação real de protocolos de rede. Citando caso análogo, a internet se baseia em um modelo de quatro camadas, na qual não existe uma estruturação formal de acordo com o que ocorre no modelo OSI. Ela procura determinar um protocolo próprio para cada camada, assim como a interface de comunicação entre duas adjacentes.
 
REFERÊNCIAS
TANENBAUM, A. S. Redes de computadores. 5ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011.
MENDES, Douglas Rocha. Redes de computadores: Teoria e Prática. São Paulo: Novatec, 2007.
FOROUZAN, Behrouz A. Comunicação de dados e Redes de Computadores. 4ª ed. São Paulo: Amgh, 2007.
CARMONA, Tadeu. Guia Técnico de Redes de Computadores. São Paulo: Digerati, 2008.
SOUSA, Lindemberg Barros de. Redes de computadores: guia total. 1ª ed. São Paulo: Érica, 2009.
Projeto de Redes - O Modelo OSI. 2004. Disponível em: <http://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_modelo_osi.php/> Acesso em: 21 Jun. 2018
Walter Cunha - Modelo OSI x TCP/IP. 2009. Disponível em: <http://waltercunha.com/blog/index.php/2009/04/22/modelo-osi-x-tcpip/> Acesso em: 22 Jun. 2018
PINHEIRO, José Mauricio Santos. OSI: Um Modelo de Referência. 2008. Disponível em: <http://www.projetoderedes.com.br/artigos/>. Acesso em: 23 Jun. 2018
1 Estudante de Graduação em Redes de Computadores, Instituto federal de educação, Ciência e Tecnologia Catarinense. E-mail: mklelis99@gmail.com.