Modelo de Camadas. Redes de Computadores

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1 Modelo de Camadas Redes de Computadores

2 Sumário Visão Geral de uma Rede de Computadores Protocolos Modelo de Camadas Porque utilizar Tipos de Modelos de Referência Modelo de Referência ISO/OSI Histórico Principais características Camadas Protocolos do Modelo OSI Principais considerações Modelo de Referência TCP/IP Histórico Principais Características Camadas Visão Geral das Camadas Conceito de Portas Comparação entre os Modelos Modelo de Cinco Camadas Principais características Camadas Protocolos do Modelo Cinco Camadas 2

3 Visão Geral de uma Redes de Computadores Origem - dispositivo emissor transmissor Interface modem Canal / link de comunicação Interface - modem Destino - dispositivo receptor 3

4 Protocolos (1/2) Conjunto de regras e convenções sobre a forma que se dará a comunicação entre entidades de sistemas diferentes; Em uma rede de computadores, toda comunicação é governada por protocolos; Definem formato, ordem de mensagens enviadas e recebidas entre entidades de rede e ações tomadas ao enviar ou receber uma mensagem. 4

5 Protocolos (2/2) Redes são complexas?!...??? Dispositivos Protocolos Hosts Roteadores Enlaces Aplicações Hardware Software e muito mais... Pergunta: Como organizar isso tudo??? Resposta: Dividir em Camadas 5

6 Modelo de Camadas Por que usar camadas? Estrutura explícita permite identificação de relações entre componentes; Modularização facilita implementação, atualização do sistema; Exemplo: Uma janela de um apartamento está vinculada ao seu respectivo andar de um prédio de residências. Tipos de Modelos de Referência: ISO/OSI TCP/IP Cinco camadas (hpibrido) 6

7 Modelo ISO/OSI

8 Modelo ISO/OSI (1/11) Histórico Em 1984 a ISO (Organização Internacional de Padronização), criou o modelo de referência aberto OSI (Open Systems Interconnection) Para resolver o crescimento de protocolos proprietários de rede incompatíveis; Facilitar o processo de padronização e obter interconectividade entre máquinas de diferentes fabricantes; Modelo serve de base para qualquer tipo de rede, seja de curta, média ou longa distância. 8

9 Modelo ISO/OSI (2/11) Principais características Dividido em sete camadas: As três camadas mais baixas cuidam dos aspectos relacionados à transmissão propriamente dita; A camada de transporte lida com a comunicação fim a fim; As três camadas superiores se preocupam com os aspectos relacionados à aplicação, já a nível de usuários; A comunicação entre sistemas ocorre a nível de camadas. 9

10 Modelo ISO/OSI (3/11) Camada Física É a única camada que possui acesso físico ao meio de transmissão de rede (cobre, fibra ótica ou ondas de rádio); Trata das características dos padrões mecânicos, elétricos, funcionais e procedimentos para conexão física; Responsável por enviar os bits de um computador para o outro por fio ou por outro tipo de conexão; NÃO é função desta camada em tratar erros de transmissão. 10

11 Modelo ISO/OSI (4/11) Camada de Enlace de Dados Torna o meio físico livre de erros; Detecção e correção de erros; Quadros com informação + bits de verificação; Subcamadas MAC - Controla o acesso ao meio físico LLC - Controla o enclace lógico 11

12 Modelo ISO/OSI (5/11) Camada de Rede Roteia as informações de origem ao destino, ou seja, responsável pelo endereçamento dos pacotes, convertendo endereços lógicos (IP) em endereços físicos (MAC), de forma que os pacotes consigam chegar corretamente ao destino; Essa camada também determina a rota que os pacotes irão seguir para atingir o destino. 12

13 Modelo ISO/OSI (6/11) Camada de Transporte Divide as mensagens em pacotes; É a primeira camada de comunicação fim a fim, ou seja, o programa na máquina de origem conversa com a máquina de destino; Rede de Interconexão Comunicação fim a fim A B Deve garantir uma comunicação fim a fim confiável. 13

14 Modelo ISO/OSI (7/11) Camada de Sessão Esta camada estabelece, gerencia e termina sessões entre dois hosts; Exemplo: faz com que dois programas em computadores diferentes estabeleçam uma sessão de comunicação para posterior troca de informação. 14

15 Modelo ISO/OSI (8/11) Camada de Apresentação Realiza transformações adequadas nos dados: Tradução dos dados entre a camada de Aplicação e as demais camadas; Compressão de textos; Criptografia; Conversão de padrões. 15

16 Modelo ISO/OSI (9/11) Camada da Aplicação É a camada que lida com as solicitações dos aplicativos que requerem comunicações de rede como: Acesso a um banco de dados; Envio de um correio eletrônico; Transferência de arquivos; Esta camada oferece acesso direto aos aplicativos que estão sendo executados em computadores ligados em rede. 16

17 17 Modelo ISO/OSI (10/11) Protocolos do Modelo OSI

18 Modelo ISO/OSI (11/11) Principais Considerações O Modelo OSI não obteve êxito comercial; Modelo OSI muito complexo Primeiras versões demoraram a ser lançadas e não tinham bom desempenho (eram lentas); Nem sempre precisamos usar todas as camadas(sete) em um software. Exemplo: FTP - não usa criptografia, - não usa a noção de sessão; Quanto o padrão OSI foi lançado, o TCP/IP já estava sendo amplamente utilizado nas universidades. Muitos fabricantes já ofereciam produtos TCP/IP. Modelo TCP/IP mais simples e eficiente e cresceu mais rapidamente. Além disso estava associado ao SO UNIX (muito empregado no ambiente acadêmico). 18

19 Modelo TCP/IP

20 Modelo TCP/IP (1/10) Histórico Na década de 60, a Advanced Research Projects Agency foi fundada com recursos sob os auspícios do U.S. Department of Defense; Computadores naquela época eram poucos e caros; Em 1968, o Defense Department fundou uma rede de interconexão para compartilhar esses preciosos recursos; A rede, DARPANet, designada por Bolt, Beranek, e Newman, tinha suficiente redundância para resistir à perda da maior parte da rede; DARPANet, mais tarde mudada para domínio público, eventualmente desenvolveu-se para tornar-se a Internet de nossos dias. 20

21 Modelo TCP/IP (2/10) Histórico Com a adoção maciça do TCP/IP no governo americano, universidades e centros de pesquisas, ele se tornou um padrão mundial de fato na interconexão de computadores; Sendo um padrão aberto aceita sugestões de melhoria da comunidade internacional; A Internet se fundamenta no modelo de referência de protocolo TCP/IP. 21

22 Modelo TCP/IP (3/10) Principais características Padrão aberto; TCP/IP foi o protocolo adotado na Internet; Possui quatro camadas. 22

23 Modelo TCP/IP (4/10) Camada de Acesso à rede Conecta o host à rede. Presume que qualquer tecnologia de acesso pode ser utilizada, com ou sem fio, local ou não, etc. Protocolos: Utilizados no driver do dispositivo no SO, placa de rede: SLIP PPP 23

24 Modelo TCP/IP (5/10) Camada de Internet Encaminhamento de pacotes pela rede de interconexão, independente da localização dos hosts. Endereçamento dos hosts Roteamento Controlar congestionamento Protocolos: IP ICMP ping do dos 24

25 Modelo TCP/IP (6/10) Camada de Transporte Comunicação entre o host origem e o host destino (fim a fim) Protocolos: TCP - Transmition Control Protocol Garante a entrega dos pacotes Mantém a sequência de envio em caso de falha de comunicação Detecta e corrige erros de transmissão UDP - User Datagram Protocol Não garante a entrega de pacotes Não tem detecção e correção de erros de transmissão Muito usado em transmissão de voz e vídeo. 25

26 Modelo TCP/IP (7/10) Camada da Aplicação Serviços específicos para os usuários e aplicações Representação, codificação e controle de diálogo. Protocolos: Telnet Serviço de Terminal alfanumérico FTP Transferência de arquivos SMTP correio eletrônico DNS HTTP 26

27 27 Modelo TCP/IP (8/10) Visão geral das Camadas

28 Modelo TCP/IP (9/10) O Conceito de Portas Cada nível da arquitetura existe um campo no protocolo da camada que indica para que os dados encapsulados devem ser entregues; Para distinguir dentre as várias aplicações, o nível de transporte associa um identificador a cada processo de aplicação; Esse identificador é chamado de Porta ; Número de portas de origem e destino são incluídos no cabeçalho do TCP e do UDP. 28

29 Modelo TCP/IP (10/10) Comparação entre os Modelos Existem algumas diferenças de nomenclatura das Camadas no Modelo TCP/IP mas, independente de tais diferenças o princípio e as funções das Camadas são as mesmas obedecendo ao esquema mostrado abaixo. 29

30 Modelo de Cinco camadas

31 Modelo de Cinco Camadas Principais características Usuário 5 4 Camada de Aplicação Camada de Transporte 3 Camada de Rede 2 Camada de Enlace 1 Camada Física 31 Canal de comunicação

32 32 Modelo de Cinco Camadas Camadas

33 Modelo de Cinco Camadas Protocolos do Modelo Camada Descrição Protocolo Aplicação Suporta aplicações de rede FTP, SMTP, HTTP Transporte Rede Enlace Transferência de dados entre sistemas terminais Roteamento de datagramas da origem ao destino Transferência de dados entre elementos de rede vizinhos TCP, UDP IP PPP, ethernet 33