6. Modelo de Referência ISO-Prova 2

ARQUITETURAS E PROTOCOLOS

- MODELO DE REFERNCIA (RM) OSI

Esse modelo de referncia (RM) baseado em uma proposta desenvolvida pela ISO (International Standards Organization) em 1984 como um primeiro passo na direo da padronizao internacional dos protocolos usados nas diversas camadas.

OSI significa interconexo de sistemas abertos (Open System Interconection).

2

NETWORK ARCHITECTURES

A reference model that describes the layers of hardware and software necessary to transmit data between two points or for multiple devices / applications to interoperate

Reference models are necessary to increase likelihood (probabilidade) that different components from different manufacturers will converse

- TCP/IP protocol suite

- OSI model

- MODELO DE REFERNCIA OSI

Possibilita a comunicao entre diferentes tipos

de hardware e de software de rede.

Evita que as modificaes numa camada afete

as outras, possibilitando maior rapidez no seu

desenvolvimento.

Decompe as comunicaes de rede em

pacotes, facilitando sua aprendizagem e

compreenso.


Interfaces ( os dados so transmitidos de uma

camada para outra )

Engenharia modular (decompe projetos de

engenharia complexos em problemas menores e

gerenciveis)

Interoperabilidade (no sentido de fazer com que

vrios fabricantes e tecnologias diferentes

possam trabalhar juntos)


O modelo OSI tem 7 camadas de software, cada

uma com uma funo bem definida, com

interfaces tambm bem definidas com as

camadas imediatamente superior e inferior.

O modelo OSI no especifica quais so os

protocolos de cada camada, mas sim o que

cada camada deve fazer.

http://support.microsoft.com/kb/103884/pt-br


Permite visualizar as funes da rede que

acontece em cada camada.

Decompe as comunicaes da rede em pacotes,

tornando-se mais simples.

Padroniza os componentes da rede, permitindo o

desenvolvimento e o suporte por parte de vrios

fabricantes .

7

The OSI Model

8

Logical and Physical Connections

Trata da transmisso de bits brutos atravs de

um canal de comunicao.

O projeto da rede deve garantir que, quanto um

lado envia um bit 1, o outro receba como um bit

1, e no como 0.

1- Camada Fsica

Nesse caso, as questes mais comuns so as seguintes:

a quantidade de volts a ser usada para representar um bit 1 e um bit 0;

a quantidade de microssegundos que um bit deve durar;

o fato de a transmisso poder ser ou no realizada nas duas direes;

a forma como a conexo inicial ser estabelecida e de que forma ela ser encerrada (start e stop bit);

e a quantidade de pinos (vias) que o conector da rede precisar e de que maneira eles sero organizados.

Camada Fsica

Nessa situao, as questes de projeto dizem

respeito s interfaces mecnicas e eltricas ao meio

de transmisso fsico, que fica abaixo da camada

fsica.

HUB, Modem, RS-232, USB,

10BASE-T, 100BASE-TX,

ISDN,SONET, DSL

Camada Fsica

o Camada de ligao de dados (link de dados).

o A principal tarefa da camada de enlace de dados transportar um canal de transmisso bruta de dados em uma linha que parea livre de erros de transmisso para a camada de rede.

o Para executar essa tarefa, a camada de enlace de dados faz com que o emissor divida os dados de entrada em quadros de dados (que, em geral, tm algumas centenas ou milhares de bytes), transmita-os sequencialmente e processe os quadros de reconhecimento transmitidos pelo receptor.

2 - Camada de Enlace (Enquadramento)

o Como a camada fsica apenas aceita e

transmite um fluxo de bits sem qualquer

preocupao em relao ao significado

(semntica) ou estrutura, cabe camada de

enlace de dados criar e reconhecer os limites

do quadro.

o Para tal, so includos padres de bits especiais

no incio e no fim do quadro.

2 - Camada de Enlace (Enquadramento)

Se esses padres de bit puderem ocorrer acidentalmente nos dados ser preciso um cuidado especial para garantir que os padres no sejam incorretamente interpretados como delimitadores de quadro.

Controle de erros: Um ataque de rudo na linha pode destruir completamente um quadro. Nesse caso, a camada de enlace de dados da mquina de origem dever retransmitir o quadro.

2 - Camada de Enlace

No entanto, vrias transmisses do mesmo

quadro criam a possibilidade de existirem

quadros repetidos. Um quadro repetido

poderia ser enviado caso o quadro de

reconhecimento enviado pelo receptor ao

transmissor fosse perdido.

Cabe a essa camada resolver os problemas

causados pelos quadros repetidos, perdidos

ou danificados.



Controle de fluxo: Outra questo decorrente da camada

de enlace de dados (assim como da maioria das camadas

mais altas) a forma como impedir que um transmissor

rpido seja dominado por um receptor de dados muito

lento.

Deve ser empregado algum mecanismo de controle de

trfego para permitir que o transmissor saiba o espao de

buffer disponvel no receptor.

Frequentemente, esse controle de fluxo e o tratamento de

erros so integrados.

2 - Camada de Enlace - Protocolos

Controle de acesso ao meio: Como controlar o acesso ao canal

compartilhado. Esse problema resolvido por uma subcamada

especial da camada de enlace de dados, a subcamada de acesso

ao meio (MAC).

Protocolos:

Ethernet (placas de rede, Switches),

IEEE 802.11 WiFi,

HDLC,

Token ring,

FDDI, outros.

3 - Camada de Rede (Roteamento)

A camada de rede controla a operao da sub-

rede. Uma questo de fundamental importncia

para o projeto de uma rede diz respeito ao modo

como os pacotes so roteados da origem ao

destino.

As rotas podem se basear em tabelas estticas,

amarradas rede e que raramente so

alteradas.


Colocar um exemplo de tela do traceroute (tracert

no Windows):

Microsoft Windows [versao 6.1.7601]

Copyright (c) 2009 Microsoft Corporation. Todos os direitos reservados.

C:\Users\ADELIO>tracert google.com.br

Rastreando a rota para google.com.br [173.194.118.63]

com no mximo 30 saltos:

1 1 ms 1 ms 1 ms 192.168.1.1

2 39 ms 42 ms 42 ms 172.20.2.77

3 52 ms 53 ms 47 ms 192.168.250.1

4 40 ms 53 ms 37 ms 253.166.195.200.static.copel.net [200.195.166.253]

5 52 ms 47 ms 42 ms tengiga200-src1cel-src1vyo.copel.net [200.150.92.147]

6 56 ms 53 ms 52 ms tengiga310-src1cic-src1cel.copel.net [200.150.92.149]

7 64 ms 59 ms 62 ms tengiga200-src1level3-src1cic.copel.net [200.150.93.79]

8 * 67 ms 52 ms as15169-s2.sp.ptt.br [187.16.218.58]

9 75 ms 58 ms 42 ms 209.85.254.54

10 73 ms 63 ms 58 ms 209.85.245.151

11 * 69 ms * gru06s10-in-f31.1e100.net [173.194.118.63]

12 54 ms 63 ms 68 ms gru06s10-in-f31.1e100.net [173.194.118.63]

Rastreamento concludo.


Estas podem ser determinadas no incio de cada

conversao, como por exemplo, em uma sesso de

terminal.

Elas tambm podem ser altamente dinmicas, sendo

determinadas para cada pacote, a fim de refletir a carga

atual da rede.

Controle de congestionamento: Se houver muitos pacotes

na sub-rede ao mesmo tempo, eles dividiro o mesmo

caminho, provocando engarrafamentos.


O controle desse congestionamento, no modelo OSI,

tambm pertence camada de rede.

Tarifao: Como os operadores da sub-rede em geral so

remunerados pelo trabalho que fazem, deve haver uma

funo de contabilizao na camada de rede.

Pelo menos, o software deve contar quantos pacotes ou

caracteres, ou bits so enviados por/para cada cliente, o

que permitir a produo de informaes para tarifao.


Endereamento: Quando um pacote tem que viajar de uma rede

para outra, at chegar ao seu destino, podem surgir muitos

problemas.

O endereamento utilizado pelas redes poder ser diferente. Talvez

a segunda rede no aceite o pacote devido ao seu tamanho. Os

protocolos tambm podero ser diferentes.

na camada de rede que esses problemas so resolvidos,

permitindo que redes heterogneas sejam interconectadas.

Nas redes de difuso, o problema de roteamento simples e,

portanto, a camada de rede, quando existe, costuma ser pequena.

IP (IPv4, IPv6),ICMP

4 - Camada de Transporte (Fim a fim)

A camada de transporte uma verdadeira camada fim a

fim, que liga a origem ao destino.

Em outras palavras, um programa da mquina de origem

mantm uma conversa com um programa semelhante

instalado na mquina de destino, utilizando cabealhos

de mensagem e mensagens de controle.

Nas camadas inferiores, os protocolos so trocados entre

cada uma das mquinas e seus vizinhos, e no entre as

mquinas de origem e de destino que podem estar

separadas por muitos roteadores.


Multiplexao: Muitos hosts so multiprogramados. Isso significa

que muitas conexes entram e saem simultaneamente de cada

host.

preciso, no entanto, criar alguma forma de determinar a qual

conexo uma mensagem pertence.

Essas informaes podem ser colocadas no cabealho de

transporte.

Garantia de chegada: funo bsica aceitar dados da camada de

sesso (acima), dividi-los em unidades menores em caso de

necessidade, pass-los para a camada de rede (abaixo) e garantir

que todas essas unidades cheguem corretamente outra

extremidade.


Alm disso, tudo tem de ser feito com eficincia e de forma que as

camadas superiores fiquem isoladas das inevitveis mudanas na

tecnologia de hardware (tipo midleware).

Em condies normais, a camada de transporte cria uma conexo

de rede diferente para cada conexo de transporte exigida pela

camada de sesso.

Se, no entanto, a conexo de transporte precisar de uma vazo

muito alta, a camada de transporte poder criar vrias conexes de

rede, dividindo os dados entre as conexes de rede para melhorar a

vazo.

A camada de transporte necessria para tornar a multiplexao

transparente em relao camada de sesso.


O tipo de conexo de transporte mais popular o canal ponto a

ponto livre de erros que libera mensagens ou bytes na ordem em

que so enviados.

No entanto, outros tipos possveis de servio de transporte so as

mensagens isoladas sem garantia em relao ordem de entrega e

difuso de mensagens para muitos destinos.

O tipo de servio determinado quando a conexo estabelecida.

Alm de multiplexar diversos fluxos de mensagens em um canal,

tambm cabe camada de transporte estabelecer e encerrar

conexes pela rede.


Isso exige um mecanismo de denominao que permita a um

processo de uma mquina descrever com quem deseja conversar.

Deve haver um mecanismo para controlar o fluxo de informaes,

de modo que um host rpido no possa sobrecarregar um host

lento.

Esse mecanismo chamado de controle de fluxo e desempenha um

papel fundamental na camada de transporte (assim como em

outras camadas).

O controle de fluxo entre hosts diferente do controle de fluxo entre

os roteadores, embora sejam aplicados a eles princpios

semelhantes.


No TCP/IP, a camada de transporte faz a interface entre a camada

de rede e a camada de aplicao, e alm da multiplexao e

endereamento de vrias aplicaes em uma interface de rede

(portas), tambm oferece, opcionalmente, os controles de erro, de

perda de pacotes, de duplicao de pacotes, de ordenao de

pacotes, de fluxo e de congestionamento.

TCP, UDP

Esses detalhes sero vistos em maiores detalhes no estudo da

arquitetura TCP/IP.

5 - Camada de Sesso (Login)

A camada de sesso permite que os usurios de

diferentes mquinas estabeleam sesses entre eles.

Uma sesso permite o transporte de dados normal, assim

como o faz a camada de transporte, mas ela oferece

tambm servios aperfeioados que podem ser de grande

utilidade em algumas aplicaes.

Uma sesso pode ser usada para permitir que um usurio

estabelea um login com um sistema remoto multiusurio

ou transfira um arquivo entre duas mquinas.


Um dos servios da camada de sesso gerenciar

o controle de trfego.

As sesses podem permitir o trfego em ambas as

direes ao mesmo tempo ou em apenas uma

direo de cada vez.

Se o trfego s puder ser feito em uma direo de

cada vez, a camada de sesso poder ajudar a

monitorar esse controle.


Token: Um dos servios de sesso o

gerenciamento de token. Para alguns protocolos,

de fundamental importncia que ambos os lados

no executem a mesma operao ao mesmo

tempo.

Para gerenciar essas atividades, a camada de

sesso oferece tokens para serem trocados.

Consequentemente, determinadas operaes s

podem ser executadas pelo lado que est

mantendo o token.


Sincronizao: Outro servio de sesso a sincronizao.

Considere os problemas que podem ocorrer quando se est

tentando fazer uma transferncia de arquivos que tem a durao de

duas horas entre duas mquinas cujo tempo mdio entre falhas

seja de uma hora.

Aps ser abortada, cada transferncia seria reiniciada e

provavelmente falharia na nova tentativa.

Para eliminar esse problema, a camada de sesso oferece uma

forma de inserir pontos de sincronizao no fluxo de dados, de

modo que, quando ocorrer uma falha, apenas os dados transferidos

depois do ponto de sincronizao tenham que ser repetidos.

6 - Camada de Apresentao (Semntica)

Executa determinadas funes solicitadas com muita

frequncia. Portanto, necessrio encontrar uma soluo

geral para todas elas, em vez de deixar essa responsabili-

dade a cargo de cada usurio.

Ao contrrio de todas as camadas inferiores, que s esto

interessadas em tornar confivel o processo de

movimentao de bits de uma extremidade a outra da

ligao, a camada de apresentao se preocupa com a

sintaxe e a semntica (significado) das informaes

transmitidas.


Cdigos: Um exemplo tpico de um servio de

apresentao a codificao de dados conforme o

padro estabelecido.

A maioria dos programas destinados a usurios no faz

um intercmbio de sequncias de bits binrias aleatrias.

Esses programas fazem um intercmbio de itens como

nomes, datas, valores monetrios e notas fiscais.

Os itens so representados como strings de caracteres,

inteiros, nmeros com ponto flutuante e estruturas de

dados compostas por uma srie de itens mais simples.


Os computadores tem diferentes cdigos para representar

os strings de caracter (ASCII, EBCDIC, Unicode, etc.).

Para permitir que os computadores com diferentes

representaes se comuniquem, as estruturas de dados

intercambiadas podem ser definidas de uma forma

abstrata, juntamente com a codificao padro a ser

usada durante a conexo.

A camada de apresentao gerencia essas estruturas de

dados abstratas e converte a representao utilizada

dentro do computador na representao padro da rede,

e vice-versa.


Um exemplo de um servio de apresentao seria a

converso de um arquivo de computador de texto

codificado em EBCDIC para um arquivo codificado

em ASCII.

Outras funes: Criptografia e Compresso de dados.

(Ex. SSL - Secure Sockets Layer)

7 - Camada de Aplicao

A camada de aplicao contm uma srie de protocolos

que so comumente necessrios.

Por exemplo, para abrir um site na Internet, tanto o

programa servidor quanto o programa cliente tem que

conversar de acordo com certas regras, conhecidas por

ambos, mesmo que sejam de fabricantes distintos.

Aplicaes: Transferncia de Arquivos, Acesso remoto,

Correio Eletrnico, Gerenciamento de Rede.

HTTP, SMTP, FTP, Telnet SSH (Secure Shell), SIP, SNMP, POP3,IMAP, BitTorrent, DNS,Ping ...

38

Logical and Physical Connections

Modelo OSI Vdeo Resumo

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THE OSI MODEL

Application layer

Equivalent to TCP/IPs application layer

Presentation layer

Responsible for final presentation of data (code

conversions, compression, encryption)

Session layer

Responsible for establishing sessions between

users

41

THE OSI MODEL (CONTINUED)

Transport layer

Equivalent to TCP/IPs transport layer

Network layer

Equivalent to TCP/IPs network layer

Data link layer

Responsible for taking the data and transforming it

into a frame with header, control and address

information, and error detection code

42

THE OSI MODEL (CONTINUED)

Physical layer

Handles the transmission of bits over a

communications channel

Includes voltage levels, connectors, media choice,

modulation techniques

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LOGICAL AND PHYSICAL CONNECTIONS

A logical connection is one that exists only in

the software, while a physical connection is one

that exists in the hardware

Note that in a network architecture, only the

lowest layer contains the physical connection,

while all higher layers contain logical

connections

Documents

6. Modelo de Referência ISO-Prova 2