Artigo - O Modelo OSI

24/06/2015 ArtigoOModeloOSI

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OModeloOSIJosMauricioSantosPinheiroem22/11/2004

Comoobjetivodefacilitaroprocessodepadronizaoeobterinterconectividadeentremquinasdediferentesfabricantes, a Organizao Internacional de Normalizao (ISO International Standards Organization), umadas principais organizaes no que se refere elaborao de padres de comunicao de mbitomundial,aprovou, no incio da dcada de 1980, ummodelo de arquitetura para sistemas abertos, visando permitir acomunicao entre mquinas heterogneas e definindo diretivas genricas para a construo de redes decomputadoresindependentedatecnologiadeimplementao.

EssemodelofoidenominadoOSI(OpenSystemsInterconnection),servindodebaseparaaimplementaodequalquertipoderede,sejadecurta,mdiaoulongadistncia.

ElaboraodoModelo

Paraatingir osobjetivosde interoperabilidade, compatibilidade,portabilidadeeescalabilidadeexigidosparaaimplementaodeumsistemaabertosonecessriasalgumasetapasobrigatriasquepodemserobservadasnadefiniodomodeloOSI:

Definiodomodelo(padroparaarquiteturadosistemaaberto)OpadrocriadoparaomodeloOSIdefineexatamenteoquecadacamadadevefazer,masnodefinecomoistoserfeito,ouseja,defineosserviosquecadacamadadeveprestar,masnooprotocoloqueosrealizar

DefiniodosprotocolosdecadacamadaDefiniodospadresdoscomponentesquefazemparte do modelo (padres de interoperabilidade e portabilidade), no s os relacionados comunicao, mas tambm alguns no relacionados como a estrutura de armazenamento dedadoseoutros

SeleodosperfisfuncionaisEtaparealizadapelosrgosdepadronizaodecadapasqueescolhem os padres que lhes cabem, baseados em condies tecnolgicas, base instalada,visofutura,etc.

ArquiteturaOSI

A arquitetura de uma rede formada por camadas (ou nveis), interfaces e protocolos. As camadas soprocessos, implementadosporhardwareousoftware,quesecomunicamcomoprocessocorrespondentenaoutramquina.Cadacamadaofereceumconjuntodeserviosaonvelsuperior,usandofunesrealizadasnoprprionveleserviosdisponveisnosnveisinferiores.

Emumaestruturabaseadaemcamadas,osdadostransferidosemumacomunicaodeumnvelespecficonosoenviadosdiretamenteaoprocessodomesmonvelemoutraestao,masdescem,atravsdacadacamadaadjacentedamquinatransmissoraatonvelinicial,ondetransmitido,paradepoissubiratravsdecadanveladjacentedamquinareceptora.

Os protocolos so conjuntos de regras e formatos que permitem a comunicao entre as camadas nasdiferentes mquinas. Em cada camada podem ser definidos um ou mais protocolos. J as interfacesrepresentamolimiteentrecadanveladjacenteondeumacamadacompreendeasinformaesvindasdeoutracamada.



Figura1Camadas,interfaceseprotocolos

Dentro dessa filosofia, o modelo OSI define uma arquitetura genrica de sete camadas para o sistemacomputacional. Com exceo da camada mais alta, cada camada usuria dos servios prestados pelacamadaimediatamenteinferior(n1)eprestaserviosparaacamadaimediatamentesuperior(n+1).Estatrocadeinformaesentreascamadasadjacentesocorrepormeiodatrocadeprimitivasdeservios(funesqueum nvel oferece ao nvel imediatamente superior de forma a prover a comunicao entre osmesmos) nasinterfacesentreascamadas.

Apesar da diviso em sete nveis, podese considerar genericamente que as trs camadasmais baixas domodelo cuidam dos aspectos relacionados transmisso propriamente dita, a quarta camada lida com acomunicao fimafim, enquanto que as trs camadas superiores se preocupam com os aspectosrelacionadosaplicao,jaonveldeusurio.

Umamaneirabastantesimplesdeseenxergara funcionalidadedomodeloOSI imaginarquecadacamadatem como funo adicionar um cabealho aos dados do usurio a serem transmitidos para outro sistema.Deste modo, a funo de cada camada do outro sistema exatamente a inversa, ou seja, retirar oscabealhosdosdadosquechegameentreglosaousurioemsuaformaoriginal.AscamadasdoModelodeRefernciaOSIsoasseguintes:

CamadaFsica

Osprotocolosdestenvelsoosquerealizamacodificao/decodificaodesmbolosecaracteresemsinaiseltricoslanadosnomeiofsico,queficalogoabaixodessacamada.

O nvel fsico tem a funo de transmitir uma seqncia de bits atravs de um canal de comunicao. Asfunes tpicas dos protocolos deste nvel so fazer com que um bit "1" transmitido por uma estao sejaentendido pelo receptor como bit "1" e no como bit "0". Assim, este nvel trabalha basicamente com ascaractersticasmecnicaseeltricasdomeiofsico,comoporexemplo:

Nmerodevoltsquedevemrepresentarosnveislgicos"1"e"0"

Velocidademximadatransmisso

Transmissosimplex,halfduplexoufullduplex

Nmerodepinosdoconectoreutilidadedecadaum

Dimetrodoscondutores.

CamadadeEnlacedeDados

Oprincipalobjetivodacamadadeenlace receber/transmitirumaseqnciadebitsdo/paraonvel fsicoe



transformlos em uma linha que esteja livre de erros de transmisso, a fim de que essa informao sejautilizadapelonvelderede.Onveldeenlaceestdivididoemdoissubnveis:

Subnvelsuperiorcontrolelgicodoenlace(LLCLogicalLinkControl)OprotocoloLLCpodeserusadosobre todososprotocolos IEEEdosubnvelMAC,comoporexemplo,o IEEE802.3(Ethernet),IEEE802.4(TokenBus)eIEEE802.5(TokenRing).Eleocultaasdiferenasentreosprotocolos do subnvel MAC. Usase o LLC quando necessrio controle de fluxo oucomunicaoconfivel

Subnvelinferiorcontroledeacessoaomeio(MACMediumAccessControl)possuialgunsprotocolos importantes, comoo IEEE802.3 (Ethernet), IEEE802.4 (TokenBus) e IEEE802.5(TokenRing). O protocolo de nvel superior pode usar ou no o subnvel LLC, dependendo daconfiabilidadeesperadaparaessenvel.

CamadadeRede

Acamadaderede tema funodecontrolaraoperaodarededeummodogeral.Suasprincipais funessoo roteamentodospacotesentre fonteedestino,mesmoqueestes tenhamquepassarpordiversosnsintermediriosduranteopercurso,ocontroledecongestionamentoeacontabilizaodonmerodepacotesoubytesutilizadospelousurio,parafinsdetarifao.

O principal aspecto que deve ser observado nessa camada a execuo do roteamento dos pacotes entrefonteedestino,principalmentequandoexistemcaminhosdiferentesparaconectarentresidoisnsda rede.Em redes de longa distncia comum que a mensagem chegue do n fonte ao n destino passando pordiversosns intermediriosnomeiodocaminhoe tarefadonvelde redeescolheromelhorcaminhoparaessamensagem.

Aescolhadamelhorrotapodeserbaseadaemtabelasestticas,quesoconfiguradasnacriaodaredeeso raramentemodificadas pode tambmser determinadano incio de cada conversao, ou ser altamentedinmica, sendo determinada a cada novo pacote, a fim de refletir exatamente a carga da rede naqueleinstante. Se muitos pacotes esto sendo transmitidos atravs dos mesmos caminhos, eles vo diminuir odesempenho global da rede, formando gargalos. O controle de tais congestionamentos tambm tarefa dacamadaderede.

CamadadeTransporte

Acamadadetransporte inclui funesrelacionadascomconexesentreamquina fonteemquinadestino,segmentandoosdadosemunidadesdetamanhoapropriadoparautilizaopelonvelderede,seguindoounoasorientaesdonveldesesso.

Asprincipaisfunesdonveldetransportesoacriarconexesparacadarequisiovindadonvelsuperior,multiplexar as vrias requisies vindas da camada superior em uma nica conexo de rede, dividir asmensagens em tamanhos menores, a fim de que possam ser tratadas pelo nvel de rede e estabelecer eterminarconexesatravsdarede.

Sob condies normais, o nvel de transporte cria uma conexo distinta para cada conexo de transporterequisitadapelonvelsuperior.Seaconexodetransporterequisitadanecessitaumaaltataxadetransmissodedados,estenvelpodecriarmltiplasconexesderede,dividindoosdadosatravsdaredeparaaumentara velocidade de transmisso, conforme as indicaes do nvel de sesso. Por outro lado, a camada detransporte podemultiplexar as vrias conexes de transporte namesma conexo de rede, a fim de reduzircustos.Emambososcasos,acamadadetransportedeixaessamultiplexaotransparenteaonvelsuperior.

Existem vrias classes de servio que podem ser oferecidas ao nvel superior, e, em ltima instncia, aosusuriosda rede.Amaispopularumacomunicaoatravsdeumcanalpontoaponto livredeerros,queenvia asmensagens seqencialmente, namesma ordemque elas foram recebidas. Existem outras classespermitidas, como o envio de mensagens isoladas, sem garantia sobre a ordem da entrega, ou enviarmensagensparamltiplosdestinos(mensagensmulticast).

O nvel de transporte o primeiro que trabalha com conexes lgicas fim a fim, ou seja, um programa namquina fonte conversa com um programa similar na mquina destino, diferente dos nveis anteriores, queconversavamsomentecomonvizinho.Valeressaltarqueaconexocriadapelonvelde transporteumaconexolgica,eosdadossotransmitidossomentepelomeiofsicos,atravsdacamadafsicadomodelo.Assim,osdadosdevemdescernvel anvel atatingir onvel 1, paraento serem transmitidosmquinaremota.



As funes implementadas pela camada de transporte dependem da qualidade de servio desejada. Foramespecificadas,ento,cincoclassesdeprotocolosorientadosconexo:

Classe0:simples,semnenhummecanismodedetecoerecuperaodeerros

Classe1:recuperaodeerrosbsicossinalizadospelarede

Classe 2: permite que vrias conexes de transporte sejam multiplexadas sobre uma nicaconexoderedeeimplementamecanismosdecontroledefluxo

Classe 3: recuperao de erros sinalizados pela rede e multiplexao de vrias conexes detransportesobreumaconexoderede

Classe4:detecoerecuperaodeerrosemultiplexaodeconexesdetransportesobreumanicaconexoderede.

CamadadeSesso

Afunodacamadadesessoadministraresincronizardilogosentredoisprocessosdeaplicao.Estenveloferecedoistiposprincipaisdedilogo:halfduplexefullduplex.

O nvel de sesso fornece mecanismos que permitem estruturar os circuitos oferecidos para o nvel detransporte.Nestenvelocorreaquebradeumpacotecomoposicionamentodeumamarcalgicaaolongododilogo. Esta marca tem como finalidade identificar os blocos recebidos para que no ocorra uma recarga,quandoocorrererrosnatransmisso.

Uma sesso permite transporte de dados de uma maneira mais refinada que o nvel de transporte emdeterminadasaplicaes.Umasessopodeserabertaentreduasestaesafimdepermitiraumusurioselogaremumsistemaremotooutransferirumarquivoentreessasestaes.Osprotocolosdessenveltratamdesincronizaes(checkpoints)natransfernciadearquivos.

CamadadeApresentao

Afunodacamadadeapresentaoassegurarquea informaoseja transmitidade tal formaquepossaser entendida e usada pelo receptor. Dessa forma, este nvel podemodificar a sintaxe damensagem,maspreservandosuasemntica.Porexemplo,umaaplicaopodegerarumamensagememASCIImesmoqueaestao interlocutorautilizeoutra formadecodificao (comoEBCDIC).A traduoentreosdois formatosfeitanestenvel.

A camada de apresentao tambm responsvel por outros aspectos da representao dos dados, comocriptografiaecompressodedados.

CamadadeAplicao

Acamadadeaplicaoonvelquepossuiomaiornmerodeprotocolosexistentes,devidoaofatodeestarmaispertodousurioeosusuriospossuremnecessidadesdiferentes.

Esta camada fornece ao usurio uma interface que permite acesso a diversos servios de aplicao,convertendo as diferenas entre diferentes fabricantes para umdenominador comum.Por exemplo, emumatransferncia de arquivos entre mquinas de diferentes fabricantes pode haver convenes de nomesdiferentes (DOS tem uma limitao de somente 8 caracteres para o nome de arquivo, UNIX no), formasdiferentesderepresentaraslinhas,eassimpordiante.

Transferirumarquivoentreosdoissistemasrequeruma formade trabalharcomessas incompatibilidades,eessaa funoda camadadeaplicao.Odadoentreguepelousurio camadadeaplicaodo sistemarecebeadenominaodeSDU(ServiceDataUnit).Acamadadeaplicao,ento, juntaaSDU(nocaso,osdadosdousurio)umcabealhochamadoPCI(ProtocolControlInformation).Oobjetoresultantedestajuno chamado de PDU (Protocol Data Unit), que corresponde unidade de dados especificada de um certoprotocolodacamadaemquesto.

AtabelaseguinteresumeasfunesdasdiferentescamadasdomodeloOSI:

CAMADA FUNO



APLICAO Funesespecializadas(transfernciadearquivos,terminalvirtual,email)APRESENTAO Formataodedadoseconversodecaracteresecdigos

SESSO NegociaoeestabelecimentodeconexocomoutronTRANSPORTE Meiosemtodosparaaentregadedadospontaaponta

REDE RoteamentodepacotesatravsdeumaouvriasredesENLACE DetecoecorreodeerrosintroduzidospelomeiodetransmissoFSICA Transmissodosbitsatravsdomeiodetransmisso

SistemaOperacionaldeRede

Osistemaoperacionalde redeumconjuntodeprogramasqueconstituiosoftwarebsicodeumaestao(computador)narede.Eleocultaaspeculiaridadesdohardwareedisponibilizaasfunesnecessriasparaaexecuo de uma srie de servios computacionais de alto nvel, simplificando o desenvolvimento deaplicaesparaosusurios.AmaioriadasfunesdomodeloOSI implementadapelosistemaoperacionalderedenasestaes.

Alm de gerenciar os recursos locais do computador, o sistema operacional de rede incorpora os mdulosnecessriosparasuportartodaacomunicaoemrede.Essessistemassogeralmentemultiprotocolos, isto, suportammaisdeum tipodeprotocolopara cadacamada.Esta caractersticapermite interligar, emumamesmarede,computadorescomsistemasoperacionaisdefabricantesdiferentes.

Figura2RelaoentreoSistemaOperacionaldeRedeeoModeloOSI

Concluso

OobjetivodomodeloOSIfornecerumabasecomumquepermitaodesenvolvimentocoordenadodepadresparaainterconexodesistemas,ondeotermoabertonoseaplicaanenhumatecnologia,implementaoouinterconexo particular de sistemas, mas sim adoo dos padres para a troca de informaes, padresessesquerepresentamumaanlisefuncionaldequalquerprocessodecomunicao.

A elaborao do modelo OSI representou um esforo na tentativa de padronizao e direcionamento dodesenvolvimentodasnovastecnologiasparaaimplementaodeprodutosderedesquefossemcompatveisentresi.Entretanto,omodeloOSIconceitualenoumaarquiteturadeimplementaorealdeprotocolosderede. Por exemplo, a internet se baseia em ummodelo de quatro camadas onde no existe a estruturaoformal dessas camadas conformeocorre nomodeloOSI.Ela procura definir umprotocolo prprio para cadacamada,assimcomoainterfacedecomunicaoentreduascamadasadjacentes.

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