Padronização na área de redes de computadores Outro importante organismo de padronização na área de redes de computadores é o IETF (Internet Engineering

Padronização na área de redes de computadores

Outro importante organismo de padronização na área de redes de computadores é o IETF (Internet Engineering Task Force {www.ietf.org), o qual coordena a padronização dos protocolos para a Internet. Cada padrão é publicado através de documentos conhecidos como RFCs (Request For Comments {www.ietf.org/rfc.html), os quais contém a descrição de cada protocolo padrão utilizado na Internet.

Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed

Padronização na área de redes de computadores

Na área de redes locais de computadores, os esforços de padronização são coordenados pelo IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers-www.ieee.org), através dos padrões IEEE802. Dentre as tecnologias conhecidas para redes locais em uso actualmente, destaca-se a redes Ethernet, padronizadas como IEEE802-3, as redes locais sem fio IEEE802-11, as redes metropolitanas sem fio IEEE802-16, entre outras.


http://www.ieee.org/

http://www.ieee.org/

Arquitectura de redes

As camadas de protocolos facilitam o projecto e a implementação das redes de computadores, e no nosso caso, também o estudo das redes. Através das camadas de protocolos, o problema de construir uma rede fica decomposto em diversas partes, onde cada camada pode ser implementada separadamente, sem afetar as demais.

A ideia geral da divisão em camadas de protocolos é começar com os serviços oferecidos pelo hardware, e ir adicionando uma sequência de camadas, cada uma delas provendo um serviço com maior grau de abstração a camada superior.


Visão Geral do Modelo de Referência OSI (Open Systems Interconnection)


Objectivo

Entender o que é uma pilha de protocolos;Conhecer o Modelo de Referência OSI; Aprender a função de cada camada do Modelo Referência

OSI;


Introdução

o protocolo implementa as regras usadas na comunicação de dados entre os dispositivos;

Na realidade, diversos protocolos são usados, cadaum com uma finalidade específica;O conjunto de protocolos usados em uma comunicação

chamamos de pilha de protocolos;


Introdução

As pilhas de protocolos são responsáveis por todo o processo de comunicação;

Existem diferentes pilhas de protocolos, entretanto, não realizam comunicação entre si (precisa de um tradutor); TCP/IPNetBEUI(IBM) IPX/SPX


Modelo OSI

As soluções em redes de computadores eram proprietárias, cada fabricante usava uma tecnologia;

Com intuito de facilitar a interconexão de sistemas de computadores, a ISO(International Standards Organization) desenvolveu um modelo de referência, o modelo OSI.

Open Systems Interconnection (Interconexão de Sistemas Abertos)

Sistemas abertos a comunicação com outros sistemas;


Lembrando que,

Modelo OSI

Fabricantes iriam se basear nele para desenvolver seus protocolos;

O OSI é um modelo de 7(sete) camadas;Em teoria cada camada é de responsabilidade de um protocolo

específico;


Lembrando que,

Modelo OSI

1. Cada camada deve ser criada onde houver necessidade de outro grau de abstração;2. Cada camada deve executar uma função bem definida;3. A função de cada camada deve ser escolhida tendo em vista adefinição de protocolos padronizados internacionalmente;4. Os limites de camadas devem ser escolhidos para minimizar o fluxo de informações

pelas interfaces; 5. O número de camadas deve ser grande o bastante para

que funções distintas não precisem desnecessariamente colocadas na mesma camada e pequeno o suficiente para que a arquitetura não se torne difícil de controlar.

(TANENBAUM, 2011)Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed

Princípios aplicados na construção do modelo

Modelo OSI


Modelo de Referência OSI

Modelo de Ref8erência OSI

O Modelo OSI


Modelo de Referência OSI


Encapsulamento



•Na transmissão de um dado: •Cada camada recebe as informações da camada imediatamente superior;•Acrescenta as informações pelas quais ela é responsável;• Passa os dados para a camada imediatamente• inferior;

•Esse processo é chamado encapsulamento;

Encapsulamento



Camada 7 – Aplicação



•Faz a interface entre a pilha de protocolos e oaplicativo que pediu ou irá receber a informação; •Exemplos:•HTTP(Web);• FTP(Transferência de arquivos); •SMTP(Email);

Camada 6 – Apresentação



•Camada de “Tradução”;•Converte o formato do dado recebido pela camada de Aplicação em um formato comum a ser usado na transmissão do dado, ou seja, um formato estendido pelo protocolos usado;

•Está diretamente relacionada à sintaxe e à semântica das informações;•Criptografia;

Camada 6 – Apresentação



•Exemplo:Conversão do padrão de caracteres (web)

quando o dispositivo transmissor usa um padrão diferente do ASCII;

•Também atua na compressão de dados e criptografia;

Ex: SSL(Secure Socket Layer),

implementado no HTTPS;

Camada 5 – Sessão



•Permite que duas aplicações em computadores diferentes estabeleçam uma sessão de comunicação; • Define como será feita a transmissão de dados e coloca as marcações nos dados que estão sendo transmitidos;• Diferentes usuários estabeleçam sessões de comunicação;• Gerenciamento de token e sincronização; • Ex:

Caso a rede falhe em determinada operação, ao se reestabelecê-la, a operação continua de onde foi encerrada;

Camada 4 – Transporte



•Pegar os dados vindos da camada de Sessão, dividi- los em segmentos e enviar para camada de Rede;• •No receptor, recebe os segmentos vindos da camada de Rede, remonta o dado original e encaminha para a camada de sessão já informando a que protocolo da camada superior deve ser entregue; • Camada de comunicação fim-a-fim;

• Uma aplicação na máquina de origem mantém uma conversação com um outro na máquina destino;




Outras funções: •Informações sobre o protocolo da camada superior; •Multiplexação de conexões• Usar vários protocolos da camada acima ao mesmo tempo •Controle de fluxo:• Ordenar os segmentos;• Qualidade do serviço esperada;




•Verificação de erros: • enviar confirmação de recebimento; • Ex: acknowledge);•Verificar se houve perda de segmentos: • Verificar se todos os dados foram recebidos corretamente;•Verificar se não houve duplicação de segmentos:• Segmento de dados recebido duplicado

Camada 3 – Rede



Responsável por:• Endereçamento lógico dos pacotes;• Tradução de endereços lógicos em endereços físicos;• Qualidade de serviço(QoS):

• Prioriza a entrega de determinado pacote;• Determinação da rota

• Baseia-se em condições de tráfego e prioridades;

Camada 2 – Enlace (Ligação de dados)



•Também chamada Link de Dados;• Pega os pacotes oriundos da camada de Rede e transforma em:• Quadros(Ethernet – tamanho variável)• Células(ATM – tamanho fixo)

•Fornecer informações sobre os endereços físicos de origem e destino(MAC Addres) do quadro;

•Controlar o acesso ao canal compartilhado;

Camada 2 – Enlace (Ligação de dados)



Os quadros também carregam informações sobre:

• Controle; • Checksum (código usado para verificar a integridade de dados

transmitidos através de um canal com ruídos ou armazenados em algum meio por algum tempo);• Os dados(informação);

Camada 1– Física



•Pega os quadros enviados pela camada de Enlace e os transforma em sinais compatíveis com o meio;• Meio elétrico(0s e 1s convertidos em pulsos elétricos transmitidos

pelo cabo)• Meio óptico(0s e 1s convertidos em sinais luminosos).

•Papel desempenhado pela placa de rede; • Quantidade de pinos deve ter o conector de rede e qual a finalidade

de cada um deles; •Questões referentes a interfaces mecânicas, elétricas e sincronização, e também com o meio físico de transmissão;

Considerações finais



• O Modelo de referência OSI foi fundamental para o

desenvolvimento de pilhas de protocolo;• Conhecer o funcionamento de cada camada é necessário para entender o correto funcionamento da comunicação em redes de computadores;

Referências bibliográficas



TANENBAUM, Andrew. S.. Redes de computadores, Ed. Campus. 5ª Edição. SOARES, Luiz F.; LEMOS, Guido e COLCHER, Sérgio. Redes de Computadores: Das LANs, MANs e WANs às Redes ATM, Ed. Campus. ROSS, Keith e KUROSE, JAMES. Redes de Computadores e a Internet: Uma nova abordagem, Ed. Addison Wesley.

Modelo TCP/IP Versus Modelo OSI

Histórico do TCP/IP O padrão histórico e técnico da Internet é o modelo TCP/IP.

O Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DoD) desenvolveu o modelo de referência TCP/IP porque queria uma rede que pudesse sobreviver a qualquer condição, mesmo a uma guerra nuclear.

Em um mundo conectado por diferentes tipos de meios de comunicação como fios de cobre, microondas, fibras ópticas e links de satélite, o DoD queria a transmissão de pacotes a qualquer hora e em qualquer condição.

Este problema de projeto extremamente difícil originou a criação do modelo TCP/IP.

TCP/IPAo contrário das tecnologias de rede proprietárias

mencionadas anteriormente, o TCP/IP foi projetado como um padrão ABERTO.

Isto quer dizer que qualquer pessoa tinha a liberdade de usar o TCP/IP.

Isto ajudou muito no rápido desenvolvimento do TCP/IP como padrão.

O modelo TCP/IPO modelo TCP/IP tem as seguintes camadas:

A camada de Aplicação

A camada de Transporte

A camada de Internet ou Inter-Rede ou Rede.

A camada de acesso à rede ou Física.

O Modelo TCP/IP e suas camadasCamadas do modelo TCP/IP

TCP/IP Versus Modelo OSIVocê deve ter reparado que algumas das camadas no

modelo TCP/IP têm os mesmos nomes das camadas no modelo OSI, certo?

Porém, as camadas dos dois modelos não correspondem exatamente.

Mais notadamente, a camada de aplicação tem diferentes funções em cada modelo.

TCP/IP Versus OSI e suas similaridadesOs projetistas do TCP/IP decidiram que os protocolos de mais alto

nível deveriam incluir os detalhes da camada de sessão e de apresentação do OSI.

Eles simplesmente criaram uma camada de aplicação (camada 4 no modelo TCP/IP ou camada 7, 6 e 5 no modelo OSI) que trata de questões de representação, codificação e controle de diálogo.

TCP/IP

OSI

TCP/IP Camada de TransporteA camada de transporte lida com questões de

qualidade de serviços de confiabilidade, controle de fluxo e correção de erros.

Um de seus protocolos, o Transmission Control Protocol (TCP), fornece formas excelentes e flexíveis de se desenvolver comunicações de rede confiáveis com baixa taxa de erros e bom fluxo.

TCP/IP OSI

TCP/IP Versus OSIO TCP é um protocolo orientado a conexões. Ele

mantém um diálogo entre a origem e o destino enquanto empacota informações da camada de aplicação em unidades chamadas segmentos.

O termo orientado a conexões não quer dizer que existe um circuito entre os computadores que se comunicam.

Significa que segmentos da Camada 4 trafegam entre dois hosts para confirmar que a conexão existe logicamente durante um certo período.

TCP/IP Camada de Internet O propósito da camada de Internet é dividir os segmentos TCP em

pacotes e enviá-los a partir de qualquer rede.

Os pacotes chegam à rede de destino independente do caminho levado para chegar até lá.

O protocolo específico que governa essa camada é chamado Internet Protocol (IP).

A determinação do melhor caminho.

TCP/IP OSI

TCP/IP Camada de InternetRedes comutadas por pacote – Os pacotes são enviados

por vários caminhos e chegam DESORDENADAMENTE num único lugar, acontecem na camada quatro .

Redes comutadas por circuito – Os pacotes seguem um único caminho, chegando ORDENADAMENTE a um único destino.

TCP/IP Camada de InternetRedes comutadas por pacote

Vantagens : Flexibilidade; Várias possibilidades de envio, Independe do meio físico.

Desvantagens : Não existe controle de velocidade do link; Alta taxa de mensagens de reenvio;

Redes comutadas por circuito – Vantagens : Uma única rota, baixa taxa de reenvio e erros, alta velocidade, pouco flexível e demanda de muito investimento para melhor funcionamento.

TCP/IP Camada de Acesso a Rede O significado do nome da camada de acesso à rede é muito amplo e um pouco

confuso.

É também conhecida como a camada host-para-rede.

Esta camada lida com todos os componentes, tanto físico como lógico, que são necessários para fazer um link físico.

Isso inclui os detalhes da tecnologia de redes, inclusive todos os detalhes nas camadas física e de enlace do OSI.

TCP/IPOSI

TCP/IP Protocolos Comuns

Protocolos TCP/IPFile Transfer Protocol (FTP)

Hypertext Transfer Protocol (HTTP)

Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)

Sistema de Nomes de Domínios (DNS)

Protocolos UDP

Trivial File Transfer Protocol (TFTP);

Sistema de Nomes de Domínios (DNS)

Protocolos da Camada de Transporte do Modelo OSI eTCP/IP

Transport Control Protocol (TCP)

User Datagram Protocol (UDP)

Protocolo da Camada de Internet

Internet Protocol (IP) .

TCP/IP Camada de Acesso a rede

A camada de acesso à rede se refere a qualquer tecnologia em particular usada em uma rede específica.

TCP/IP ConclusãoIndependentemente dos aplicativos de rede

fornecidos e do protocolo de transporte utilizado, existe apenas um protocolo de Internet que é o IP.

Esta é uma decisão intencional de projeto.

O IP serve como um protocolo universal que permite que qualquer computador, em qualquer lugar, se comunique a qualquer lugar, em qualquer momento.

TCP/IP Resumo simplesÉ muito importante a relação entre IP e TCP.

Pode-se imaginar que o IP aponta o caminho para os pacotes, enquanto que o TCP proporciona um transporte confiável.

OSI X TCP/IP

Semelhanças Ambos têm camadas. Ambos têm camadas de aplicação, embora incluam serviços

muito diferentes. Ambos têm camadas de transporte e de rede comparáveis. Os dois modelos precisam ser conhecidos pelos

profissionais de rede. Ambos supõem que os pacotes sejam comutados. Isto quer

dizer que os pacotes individuais podem seguir caminhos diferentes para chegarem ao mesmo destino.

Isto é em contraste com as redes comutadas por circuitos onde todos os pacotes seguem o mesmo caminho.

DiferençasO TCP/IP combina os aspectos das camadas de

aplicação,apresentação e de sessão dentro da sua camada de aplicação.

O TCP/IP combina as camadas física e de enlace do OSI na camada de acesso à rede.

O TCP/IP parece ser mais simples por ter menos camadas. Os protocolos TCP/IP são os padrões em torno dos quais a

Internet se desenvolveu, portanto o modelo TCP/IP ganha credibilidade apenas por causa dos seus protocolos. Ao contrário, geralmente as redes são desenvolvidas de acordo com o protocolo TCP/IP, embora o modelo OSI seja usado como um guia.

ConclusãoO protocolos do TCP/IP é o padrão com o qual a

Internet cresceu.O modelo OSI é um padrão genérico, independente de

protocolos. Tem mais detalhes, o que o torna de maior ajuda para o

ensino e a aprendizagem. Tem mais detalhes, o que pode ser útil na solução de

problemas.

ConclusãoMuitos profissionais da rede têm opiniões diversas

sobre que modelo usar. Devido à natureza da indústria, é necessário

familiarizar-se com ambos. Ambos os modelos OSI e TCP/IP serão mencionados

por todo o semestre.

LembreteLembre-se de que existe uma diferença entre um

modelo e um protocolo real que é usado em redes. O modelo OSI será usado para descrever os protocolos

TCP/IP.

Como o modelo OSI descreve o TCP/IP

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