Rede de computadores

Rede de Computadores: Modelo de Referência OSI

O modelo OSI (Open System Interconnection – Sistema Aberto de Interconexão) é um modelo de referência desenvolvido pela ISO na década de 70 para padronizar a comunicação entre computadores. Por ser um modelo genérico, ele serve como referência para facilitar o entendimento de como a rede é organizada.

Este modelo divide a comunicação em 7 camadas. Cada uma dessas camadas é responsável por executar funções específica até completar a comunicação. São elas:

  1. Camada Física;
  2. Camada de Enlace;
  3. Camada de Redes;
  4. Camada de Transporte;
  5. Camada de Sessão;
  6. Camada de Apresentação;
  7. Camada de Aplicação.

 

1 – Camada Física

A camada Física está relacionada ao meio físico de transmissão dos bits através de um canal de comunicação. É formada por placas, cabos, antenas, conectores. etc. Sua função é converter bits (menor unidade de medida de transmissão de dados) em sinais elétricos, sinais óticos ou ondas de rádio, isto é, sinais compatíveis com os meios de transmissão.

Ela recebe os dados da segunda camada e converte seus bits em sinais binários para que sejam enviados e interpretados pelo destinatário. Em uma rede cabeada (ethernet), por exemplo, os bits são convertidos em sinais elétricos. Para que seja interpretado pelo seu receptor, um sinal elétrico terá tensão negativa se o valor do bit for 0 e terá tensão positiva se o se o valor for 1.

Camada Física
Tarefa da camada física

 

2 –  Camada de Enlace Dados

A camada de enlace de dados ou camada de link de dados é responsável pelo tráfego confiável de dados através de um meio físico. Ela transforma um canal de transmissão de dados brutos em uma linha de comunicação livre de erros para a camada de redes.

Na segunda camada, não faz diferença se os dispositivos conectados são computadores, switches ou roteadores. Portanto, cada um deles é visto como nó.

Para estabelecer uma linha de comunicação confiável, cabe a camada de enlace de dados efetuar o controle de erros, garantir o envio e controlar o fluxo de dados evitando que um transmissor rápido sobrecarregue um receptor lento.

Ao receber os pacotes da camada de rede, a camada de enlace do transmissor encapsula-os em quadros, ou frames, uma unidade de informação lógica que representa a estrutura exata dos dados transmitidos através do meio físico. Esses quadros, por sua vez, recebem marcações especiais que determinam o início e o fim de cada um deles. Uma função de verificação determina se os dados nesta camada são confiáveis ou não.

A camada de enlace está dividida em duas subcamadas, a LLC e a MAC. As funções de enquadramento, controle de fluxo e erros são responsabilidades da subcamada LLC (Logic Link Control – Controle Lógico de Ligações) que estabelece e mantém a ligação para transmissão de quadros de um dispositivo para outro. Cabe a subcamada MAC (Medium Access Control – Controle de Acesso ao Meio) controlar o modo como os computadores compartilham o canal de comunicação.

 

3 – Camada de Rede

A camada de rede é responsável por transportar pacotes do remetente ao destinatário através do enlace, portanto, é esta camada que determina a maneira como os pacotes serão transportados da origem até o destino.

Para isso, a camada de rede exerce as funções de repasse, quando o pacote chega pelo enlace de entrada de um roteador e é conduzido para o enlace de saída apropriado; e roteamento, quando a camada determina o caminho que os pacotes devem seguir da origem até o destino.

Resumidamente, a camada de rede receberá os segmentos da camada de transporte, encapsulará em datagramas, pacote da camada de rede, e enviará ao destinatário. O trajeto será definido por um roteador através dos algoritmos de roteamento com base nas condições da rede, prioridade de serviço e outros fatores.

4 – Camada de Transporte

A camada de transporte é responsável pelo serviço de transporte confiável de dados. Ela recebe as mensagens da camada sessão, as divide em segmentos para que seja manipulada eficientemente pela camada de rede e assegura que todos os segmentos chegarão corretamente ao seu destino.

Diferente das camadas inferiores que são implementados em cada um dos nós, a camada de transporte é implementada nos hospedeiros, mas não nos roteadores, portanto, ela estabelece uma comunicação lógica de fim a fim.

O serviço de transporte é transparente aos usuários, sistemas e aplicações os mantem isolados das camadas inferiores, eliminando assim, a preocupação com os detalhes da infraestrutura física utilizada.

Entre os protocolos da camada, os mais conhecidos são:

  • TCP (Transmission Control Protocol) – O Protocolo de Controle de Transmissão está diretamente relacionado à confiabilidade. Orientado à conexão, os dados enviados por meio deste protocolo serão rastreados e verificados para garantir a integridade na entrega.
  • UDP (User Data Protocol) – O Protocolo de Dados do Usuário é um protocolo mais simples e menos confiável. Por não ser orientado a conexão, não há verificação de envio ou recebimento.

 

5- Camada de Sessão

A camada de sessão é responsável por gerenciar (estabelecer, manter, sincronizar e encerrar) uma sessão, ou diálogo, entre duas aplicações de cada extremidade. Sessão é uma ligação lógica persistente de dois processos de aplicativos que permite a troca de dados por um longo período de tempo.

Os protocolos de camada de sessão são úteis para aplicativos multimídia para os quais é necessário coordenar o tempo de dois ou mais tipos de dados, como voz e imagens em movimento, com alto grau de precisão. Os exemplos incluem videoconferência e transmissão.

Camada Sessão

6- Camada de Apresentação

A camada de apresentação é responsável por converter os dados de programas e protocolos da camada de aplicação para um formato que possa ser transmitido através da rede e usado por outras aplicações em outros hosts.

Entre as funções de formatação estão inclusos a compressão, a criptografia e a certificação de que o conjunto de código de caracteres (ASCII, Unicode, EBCDIC) pode ser interpretado na outra ponta.

 

7 – Camada de Aplicação

No topo das camadas do modelo OSI, a camada de aplicação é responsável pela interação do usuário com as aplicações. A maior parte do tráfego real de dados são gerados a partir desta camada. O tráfego pode ser originado por uma requisição HTTP, um comando da telnet, uma requisição de download de arquivo de um FTP, etc.

 

Saiba também sobre o modelo de referência TCP/IP

Referências:

Livros:

  • Paulo Eustaquio Coelho – Projetos de Redes com Cabeamento estruturado – 2003
  • Andrew S Tanenbaum – Rede de Computadores 4ª Ec.

Websites:

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