Modelo ISO-OSI

Conceitos

• Desenvolvido em 1983 pela ISO

• Modelo abstrato de redes

• Não existe rede implementada exatamente segundo modelo

• 7 camadas

• Redes não necessitam implementar todas as camadas

• Cada camada efetua função bem definida

• Camadas definidas para minimizar comunicação entre elas

• Não detalha serviços

• Usado para referência

Estrutura

• Camada presta serviços para camada superior

• Camada usa serviços da camada inferior

• Camadas de mesmo nível “comunicam-se”

• Uma camada apenas toma conhecimento da camada inferior

• Interação entre camadas feita por serviços

• Divisão de tarefas

• Facilita abstração

Camada Física

• Transmissão de sequências de bits sobre meio físico

• Especifica – voltagens ecorrentes

– tempos

– conectores e pinagens

– meio físico utilizado

– aspectos eletrônicos e mecânicos

• Domínio da engenharia eletrônica

• Não trata de correção de erros na transmissão

Camada de Enlace

• Organiza sequências de bits em conjuntos de bits chamados frames

• Reconhece início e fim de frames

• Detecta perdas de frames e requisita retransmissão

Camada de Rede

• Encaminha informação da origem para o destino (roteamento)

• Controla fluxo de transmissão entre sub-redes (controle de congestão)

• Funções de contabilização

• Estabelece esquema único de endereçamento independente da sub-rede utilizada

• Permite conexão de sub-redes heterogêneas

Camada de Transporte

• Divide e reagrupa a informação binária em pacotes

• Garante a sequência dos pacotes

• Assegura a conexão confiável entre origem e destino da comunicação

• Primeira camada que estabelece comunicação origem-destino

Camada de Sessão

• Gerencia sessões de comunicação

• Sessão é uma comunicação que necessita armazenar estados

• Estados são armazenados para permitir re-estabelecimento da comunicação em caso de queda da comunicação

• Ex: Retomar transferências de arquivos

Camada de Apresentação

• Trata da representação dos dados em alto nível

• Adoção de sistema padronizado de representação de caracteres

• Adoção de códigos de representação numérica padrão

• Compressão de dados

• Codificação de dados

Camada de Aplicação

• Aplicações que oferecem os serviços ao usuário final

• Unificação de sistemas de arquivos e diretórios

• Correio eletrônico

• Login remoto

• Transferência de arquivos

• Execução remota

TCP/IP

Internet

• Início em 1969

• Baseado em um conjunto de protocolos onde os mais importantes são o TCP e o IP

• Financiado pela ARPA

• Objetivos militares

• Sem ponto central de coordenação

• ARPANET - anos 70

• NSFNET - anos 80

• Difusão mundial hoje

Modelo de Camadas

• Implementação parcial do modelo ISO-OSI

• Apenas 4 camadas

• Ethernet - camadas 1 e 2

• IP - camada 3

• TCP - camada 4

• Ftp, Telnet, etc - camadas 5, 6 e 7

Ethernet

• Implementa 2 primeiras camadas do conjunto de protocolos TCP/IP

• Protocolo de acesso ao meio mais comum

• Transmissão serial

• Baseado em broadcasts

• Padronizado (IEEE 802.3)

• Placas de rede identificadas por código de 48 bits chamado MAC address gravadas durante sua fabricação

• Outros: PPP, X.25, etc

CSMA/CD

• Disciplina compartilhamento do meio de transmissão entre todos os copmutadores

• Carrier Sense Multiple Access / Colision Detect

• Verifica meio antes de transmitir

• Aguarda tempo aleatório após liberação do meio antes de iniciar a transmissão

• Colisão ainda é possível se computadores transmitem simultaneamente e deve ser detectada

• Transmissão verificada para detectar corrupção de dados e possível colisão

• Retransmissão de dados no caso de colisão

IP

• Internet Protocol

• Equivale a camada 3

• Trabalha com apenas com datagramas

• Sem controle de erros

• Presta serviços de roteamento

Endereçamento IP

• Utiliza 4 bytes

• Representação decimal: 200.145.31.1

• Classes:– A:0.X.X.X a 127.X.X.X, 128 redes de 16 milhões de computadores

– B:128.X.X.X a 191.X.X.X, 16 mil redes de 65 mil computadores

– C: 191.X.X.X a 223.X.X.X, 2 milhões de redes de 256 computadores

• Endereçamento hierárquico

• Rotas decididas em função do número da rede

ABC

Rede Host

Máscaras de Rede• Utilizado para definir a rede a qual pertence o computador

• Máscara típica: 255.255.255.0

• 255 em binário é 11111111

• A rede do computador é obtida a partir de um AND entre o endereço do computador e a máscara

• Se a rede do computador destino for a mesma do computador origem o dado é enviado diretamente para o computador destino através da sub-rede (ethernet)

• Se a rede for diferente os pacotes são enviados para o roteador

200.145.31.34

255.255.255.0200.145.31.3255.255.255.0

200.145.31.0 200.145.31.0 Mesma Rede!!

Roteamento• Hierárquico

• Utiliza o endereço da rede para determinar a localização dos computadores

• O endereço da rede determina a localização do computador na rede

• Ex: Se um computador se mover do DEMAC para o CEAPLA ele deve ter seu número IP alterado

• Eficiente (Novel não utiliza este tipo de numeração e roteamento hierárquico, portanto é menos eficiente)

• Roteamento pode ser estático ou dinâmico

• Estático sempre utiliza as mesmas rotas para um determinado endereço

• Dinâmico avalia o estado das rotas possíveis para um determinado endereço e escolhe a melhor

• Ex: RIP, OSPF, etc

ARP

• Address Resolution Protocol

• Relaciona endereços IP e MAC

• Evita que tenha-se que saber detalhes da camada física (sub-rede) e que se tenha de alterar configuração no caso de mudanças na placa de rede

• Para descobrir o MAC de um determinado IP faz-se o broadcast solicitando identificação

• Todos computadores ouvem e apenas aquele que tiver aquele IP retorna uma resposta

• A tabela MAC-IP fica armazenada no computador que solicitou a descoberta

• Ex: arp mostra a tabela IP-MAC obtida pelo computador

DHCP• Dinamic Host Configuration Protocol

• Utilizado para configurar o TCP/IP no computador automaticamente, sem intervenção do usuário

• Pode configurar IP, DNS, Gateway, etc

• Utiliza o MAC para obter um IP do servidor DHCP

• Configuração com um tempo de validade (tempo de aluguel)

• Configuração é dinâmica pois após o tempo de aluguel ela pode ser alterada

• Na nossa rede não utilizamos a configuração dinâmica

• Ex: winipcfg

TCP e UDP

• Trabalham sobre o IP

• Utilizam os serviços de identificação e roteamento oferecidos pelo IP

• Introduzem o conceito de portas para identificar o processo de comunicação no computador origem e destino

• Comunicação é feita entre processos de dois computadores e não simplesmente entre dois computadores

• Ex: SMTP - porta 25, Telnet - porta 23, etc

• Serviços clássicos são definidos pelas well-known ports

• Ex: /etc/services lista os serviços e portas

UDP• User Datagram Protocol

• Simplesmente acrescenta as portas ao IP

• Oferece serviços de entrega de datagramas (pacotes)

• Não cuida do sequenciamento de pacotes

• Estaria “entre” a camada 3 e 4, pois não implementa sequenciamento de pacotes

• Não implementa checagem e correção de erros (não confiável)

• Utilizado eficientemente em redes locais, que já possuem mecanismos de checagem de erros em nível mais baixo

• Ex: NFS (Network File System), SNMP

TCP

• Transport Control Protocol

• Oferece serviços de transmissão de streams

• Fragmenta os streams em pacotes e os entrega a camada IP

• Protocolo confiável com checagem de erros

• Implementa camada 4

• Implementa portas

• Mais complexo e mais lento que UDP

• Ex: FTP, Telnet, SMTP (mail)

Serviços

• Implementa as camadas 5, 6 e 7

• São os aplicativos que interagem com o usuário

• Ex: FTP, Telnet, SMTP, NFS, SNMP

Bibliografia

• Tannenbaum, Computer Networks, Prentice-Hall• Arnet et al, Desvendando TCP/IP, Ed. Campus• Comer e Stevens, Internetworking with TCP/IP,

Prentice-Hall• Craig, TCP/IP Network Administration,

O’Reilly• Cyclades, Guia Internet de Conectividade• man pages UNIX