2) O Modelo OSI
1
2.1) O Modelo de uma Arquitetura de Redes de Transmissão de Dados
Inicialmente as redes eram como “ilhas” que funcionavam dentro de uma
mesma plataforma proprietária, o que dificultava a interligação entre redes
de fabricantes e/ou topologias diferentes;
Redes são complexas
Muitos componentes:
– hosts
– roteadores
– enlaces de vários tipos
– aplicações
– protocolos
– hardware, software
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
2
2.1) O Modelo de uma Arquitetura de Redes de Transmissão de Dados
(cont)
Para atividades complexas, que envolvem diversas áreas com responsabilidades
bem definidas, o modelo de divisão do processo em camadas pode ser adotado;
Exemplo Prático: Organização de uma viagem aérea
passagem (compra)
passagem (reclamação)
bagagem (verificação)
bagagem (receber)
portões (carga)
portões (descarga)
decolagem
aterrisagem
navegação aérea
navegação aérea
Roteamento da aeronave
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
3
2.1) O Modelo de uma Arquitetura de Redes de Transmissão de Dados
(cont) Exemplo Prático: Organização de uma viagem aérea
passagem (compra)
passagem (reclamação)
bagagem (verificação)
bagagem (receber)
portões (carga)
portões (descarga)
decolagem
aterrisagem
navegação aérea
navegação aérea
roteamento da aeronave
Cada camada implementa um serviço:
 Através de suas próprias ações internas da camada;
 Confiando em serviços fornecidos pela camada inferior.
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
4
2.1) O Modelo de uma Arquitetura de Redes de Transmissão de Dados
(cont) Exemplo Prático: Organização de uma viagem aérea
Viagem aérea em camadas: serviços
Transporte de pessoas e bagagem de balcão a balcão
Entrega entre centros de despacho de bagagem
Transporte de pessoas entre portões de embarque
Encaminhamento do avião de aeroporto a aeroporto
Roteamento da aeronave da origem ao destino
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
5
passagem (compra)
passagem (reclamação)
bagagem (verificação)
bagagem (receber)
portões (carga)
portões (descarga)
decolagem
aterisagem
navegação aérea
navegação aérea
sites de tráfego aéreo intermediários
roteamento do avião
roteamento do avião
roteamento do avião
Ciência da Computação – Redes de Computadores
aeroporto de chegada
Aeroporto de partida
2.1) O Modelo de uma Arquitetura de Redes de Transmissão de Dados (cont)
Implementação Distribuída da funcionalidade das camadas (viagem aérea)
2) O Modelo OSI
6
2.1) O Modelo de uma Arquitetura de Redes de Transmissão de
Dados (cont)
Vantagens da organização por camadas
 A estrutura explícita permite a identificação e o relacionamento das
partes de um sistema complexo;
 Um modelo de referência em camadas permite a discussão da
arquitetura;
 Modularização facilita a manutenção, atualização do sistema . As
mudanças na implementação de uma camada são transparentes para o
resto do sistema;
Exemplo: novas regras para embarque de passageiros não afetam os
procedimentos de decolagem.
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
7
2.2) O Modelo OSI – Breve Histórico e principais premissas
Em 1978 o órgão ISO (International Organization for Standardization) criou o
subcomitê SC16, responsável pelo estudo e elaboração de um conjunto de especificações para
a interconexão de sistemas abertos;
 Em 1984 foi publicado e oficializado a norma internacional RM/OSI (Reference Model for
Open System Interconection) sob o código ISO/TC97/SC16 7498/1;
 Este modelo descreve ambientes de rede, baseado em uma arquitetura formada por 7
camadas (ou níveis), onde cada uma delas fornece serviços de comunicação com um certo
grau de confiabilidade, proporcionando uma descrição de como o software de rede e o
hardware trabalham em conjunto. Os seguintes princípios foram aplicados na definição destas
camadas:
. Uma camada deve ser criada somente quando um nível diferente de abstração for necessário;
. Cada camada deve fornecer uma função ou serviço bem definidos;
. A função de cada camada deve definir internacionalmente os padrões dos protocolos;
. Os limites da camada devem minimizar o fluxo de informações através das interfaces das
camadas;
. Funções distintas devem ser definidas em camadas separadas, mas o número de camadas
deve ser pequeno o bastante para que a arquitetura não torne-se complexa.
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
8
2.3) O Modelo OSI – Interfuncionamento entre camadas
Serviços
Camada N+1
Serviços
Camada N
Serviços
Camada N - 1
Serviços
 Cada camada N deve ser considerada como um programa ou processo
implementado em hardware ou software que se comunica com o seu
correspondente em outra máquina da rede através de regras estabelecidas em
determinados protocolos denominados de nível N;
 As camadas prestam serviços umas às outras, ou seja, a camada N oferece
serviços à camada N+1 e recebe serviços da camada N-1);
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
2.3) O Modelo OSI – Interfuncionamento entre camadas
Exemplo de Modelo com 4 camadas (níveis):
Ciência da Computação – Redes de Computadores
9
2) O Modelo OSI
10
2.4) O Modelo OSI – Transmissão de dados
O processo de transmissão de dados utiliza as seguintes estruturas:
 Entidades – São os elementos ativos que executam os serviços dentro de
cada camada. Podem ser entidades de software (processo) ou hardware
(placa de interface de rede, p. ex)
 SDU (Service Data Unit) – Unidade de Dados de Serviço correspondente ao
nível N. Corresponde ao conjunto de dados a ser transmitido para o nível
N-1;
 PDU (Protocol Data Unit) – Unidade de Dados de Protocolo, constituída a
partir da junção da SDU com um cabeçalho de protocolo (PCI – Protocol
Control Information). Este conjunto é a unidade de informação trocada
entre as entidades pares na comunicação de duas máquinas em uma rede;
 SAP (Service Access Point) – É a interface que viabiliza a comunicação
entre camadas adjacentes.
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
11
2.4) O Modelo OSI – Transmissão de dados (cont)
Usuário A
Usuário B
Camada N+1
Camada N
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
2.4) O Modelo OSI – Transmissão de dados (cont)
Encapsulamento de dados em termos de SDU e PDU
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12
2) O Modelo OSI
13
2.4) O Modelo OSI – Transmissão de dados (cont)
Transmissão de informações no ambiente OSI
Cabeçalho
SDU = Service Data Unit
PDU = Protocol Data Unit
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
14
2.4) O Modelo OSI – Transmissão de dados (cont)
Transmissão de informações no ambiente OSI
Dados
Aplicação
7
Aplicação
Apresentação
6
Apresentação
Sessão
5
Sessão
Transporte
4
Transporte
Rede
3
Rede
Enlace
2
Enlace
Físico
1
Físico
Ciência da Computação – Redes de Computadores
Dados
2) O Modelo OSI
2.5) Unidades de Dados utilizadas pelo modelo OSI
7
Aplicação
6
Apresentação
5
Sessão
4
Transporte
Segmento
3
Rede
Datagrama
2
Enlace
Quadro
1
Físico
Bit
Mensagem
Ciência da Computação – Redes de Computadores
15
2) O Modelo OSI
16
2.6) O Modelo OSI – Principais vantagens
 Redução de custo, devido à
padronização de produtos;
7
Aplicação
6
Apresentação
5
Sessão
4
Transporte
3
Rede
2
Enlace
1
Físico
 Permite independência no
desenvolvimento de software e
hardware;
 Agiliza a adoção de novas tecnologias;
 Facilita a detecção e correção de
problemas na rede;
 Utilizado como referência para as
diversas arquiteturas de rede.
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
2.7) O Modelo OSI – Principais funções das Camadas
APLICATIVOS
7
Aplicação
6
Apresentação
5
Sessão
4
Transporte
3
Rede
2
Enlace
CONTROLE DE ERROS (QUADROS)
1
Físico
TRANSMISSÃO (BITS)
SINTAXE
SINCRONIZAÇÃO (MENSAGENS)
EMPACOTEAMENTO (SEGMENTOS)
ROTEAMENTO (DATAGRAMAS)
Ciência da Computação – Redes de Computadores
17
2) O Modelo OSI
2.8) Funcionalidades de
cada Camada.
A
1 - Camada Física
7
6
5
4
3
2
1
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
18
7
6
5
4
3
2
1
B
Estabelece a padronização referente aos aspectos elétricos, mecânicos e físicos das interfaces
hardware que interligam os equipamentos que compõe a rede, visando permitir o envio de uma
cadeia de bits sem preocupação com seu conteúdo;
As definições abrangem:
- Características dos sinais elétricos, modalidade de transmissão (simplex, half-duplex ou fullduplex), tipo de modulação, padrão de ligação e pinagem de cabeamento;
- Exemplos de alguns padrões, podemos citar as normas V-28 e V-24 do CCITT (atual ITU-T) para
níveis de tensões e padrões de pinagem em conectores ou seu equivalente RS-232 da EIA
(Eletronic Industry Association), ambos para interface física serial entre modem-usuário;
- Tais padrões são aplicáveis por exemplo aos cabos elétricos/ópticos, conectores, modens, rádios,
mux, fibras.
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
2.8) Funcionalidades de
cada Camada (cont).
A
2 - Camada de Enlace
7
6
5
4
3
2
1
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
19
7
6
5
4
3
2
1
B
Efetua a transferência de dados entre elementos vizinhos de uma rede. Insere os bits de
informações da camada física em blocos de dados pré-determinados (quadros) com
endereçamento de origem e destino dentro da rede.
São oferecidos os seguintes serviços:
- Transferência de dados entre dois pontos da rede de maneira transparente, possibilitando
acesso ao meio compartilhado e detecção/correção de erros gerados pela camada física;
- Controle de transferência de dados ao enlace (controle de fluxo), evitando
congestionamento no receptor;
- Como exemplos temos os padrões Ethernet, Token Ring, FDDI (Fiber Distributed Data
Interface), HDLC (High-Level Data Link Control) e em alguns contextos o ATM e o Frame
Relay.
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
2.8) Funcionalidades de
cada Camada (cont).
A
7
6
5
4
3
2
1
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
20
7
6
5
4
3
2
1
B
3 - Camada de Rede
Atua em segmentos da rede efetuando o roteamento dos datagramas, estabelecendo
uma ligação lógica entre dois pontos quaisquer durante uma conexão. Os serviços
oferecidos são:
- Definição e viabilização do endereçamento fim a fim;
- Multiplexação/demultiplexação dos dados para distribuição aos vários terminais da
rede;
- Tratamento do tráfego, controle de fluxo e roteamento feitos através de datagrama
(não orientado à conexão) ou circuitos virtuais (orientado à conexão);
- Como exemplo temos o Protocolo IP (Internet Protocol).
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
2.8) Funcionalidades de
cada Camada (cont).
A
4 - Camada de Transporte
7
6
5
4
3
2
1
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
21
7
6
5
4
3
2
1
B
Responsável pelo estabelecimento de conexão fim a fim entre dois usuários da rede,
atuando próxima às extremidades garantindo a qualidade da entrega dos dados. As
principais funções desta camada são:
- Gerenciamento do estabelecimento e desativação de uma conexão entre hosts;
- Controle de fluxo e multiplexação das conexões;
- Controle de seqüência de mensagens fim a fim, retransmissão de mensagens não
confirmadas;
- Detecção e recuperação de erros, segmentação e blocagem de mensagens;
- Como exemplos temos os protocolos TCP (Transport Control Protocol) e UDP (User
Datagram Protocol).
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
2.8) Funcionalidades de
cada Camada (cont).
A
7
6
5
4
3
2
1
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
22
7
6
5
4
3
2
1
B
5 - Camada de Sessão
A principal função desta camada é estabelecer e manter conexões entre processos.
Reconhece os nós de uma rede local e configura tabelas de endereçamento entre
origem e destino, permitindo ao usuário acessar outras máquinas da rede.
Os principais serviços oferecidos são:
- Conexão entre os sistemas dos equipamentos que estão interligados;
- Associa nomes lógicos aos endereços de hardware;
- Executa o protocolo de acesso aos sistemas de rede.
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
2.8) Funcionalidades de
cada Camada (cont).
A
6 - Camada de Apresentação
7
6
5
4
3
2
1
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
23
7
6
5
4
3
2
1
B
A função desta camada é a de realizar transformações adequadas nos dados para entrega
à camada de aplicação, tais como criptografia, conversão entre caracteres de padrões de
terminais, compressão/descompressão de textos para a transmissão, etc.
Os principais serviços oferecidos por esta camada são:
- Transformação, conversão e formatação de dados (exemplo: conversão ASCII x EBCDIC);
- Seleção de sintaxe;
- Estabelecimento e manutenção de conexões de apresentação.
Existe uma correspondência biunívoca entre os endereços de apresentação e sessão. Não
existe nenhum tipo de multiplexação nesta camada de protocolos.
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
2.8) Funcionalidades de
cada Camada.
A
7
6
5
4
3
2
1
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
24
7
6
5
4
3
2
1
B
7 - Camada de Aplicação
Por ser a camada mais alta do modelo OSI, vai fornecer seus serviços funcionando
como janela para os usuários finais. Nela estão os processos que efetivamente se
utilizam de toda a rede para desempenhar os tarefas solicitadas pelo usuário final.
Entre os principais principais serviços estão:
- Aplicativos de usuários que rodam em sistemas operacionais com o Windows
(planilhas, textos, bancos de dados);
- Aplicativos de Redes, tais como correio eletrônico (SMTP), transferência de arquivos
(FTP), WWW (HTTP), etc
Ciência da Computação – Redes de Computadores
2) O Modelo OSI
25
2.9) Exemplo de aplicação do modelo OSI: Configuração de Redes Locais.
LAN 1
Host
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
7
6
5
4
3
2
1
Host
Roteador
Switch
Hub
LAN 2
Host
Host
Roteador
Switch
Hub
7
6
5
4
3
2
1
Hub – Implementa o barramento de interligação dos Host na Camada Física (Por exemplo: Ethernet);
Switch – Comutador de Camada 2 (Enlace), fazendo a interligação entre os segmentos de uma Rede Local.
Roteador – Comutador que encaminha tráfego através da rede Wan, atuando junto à Camada 3 ( Rede).
Ciência da Computação – Redes de Computadores