Aula – 23 e 30/10/12
Redes de Computadores
Telecom
1
–
e
Exercícios (23.10.12)
1- O que são os Serviços de Radiodifusão?
2- Quais são os Tipos de Serviço de Radiodifusão?
3- O que é cabeamento estruturado?
4- Quais são
Estruturada?
as
características
de
uma
Rede
5- Quais as principais vantagens oferecidas por um
Cabeamento Estruturado?
6Porque
Estruturado?.
devemos
usar
um
Cabeamento
7- Cite as Organizações que desenvolveram normas
para a padronização do Cabeamento Estruturado.
8- Quais são as normas mais comuns desenvolvidas?
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Modelo de Referência-OSI
• Quando as redes de computadores surgiram, as soluções eram,
namaioria das vezes, proprietárias, isto é uma determinada
tecnologia só era suportada por seu fabricante.
• Não havia a possibilidade de se misturar soluções de
fabricantes diferentes. Dessa forma um mesmo fabricante era
responsável por construir praticamente tudo na rede.
• Para facilitar a interconexão de sistemas de computadores a ISO
(International Standards Organization) desenvolveu um
modelo de referência chamado OSI (Open Systems
Interconnection), para que os fabricantes pudessem criar
protocolos a partir desse modelo.
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• Este modelo é dividido em camadas hierárquicas onde cada
camada usa as funções da própria camada ou da camada
anterior. Ao passar por cada uma dessas camadas são
acopladas aos pacotes de dados informações de
endereçamento, para que os pacotes de dados cheguem a seu
destinatário com segurança.
Modelo de Referência-OSI
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Modelo de Referência-OSI
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Modelo de Referência-OSI
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Modelo de Referência-OSI
• As sete camadas podem ser agrupadas em três grupos:
Aplicação, Transporte e Rede.
• Rede: As camadas deste grupo são camadas de baixo nível que
lidam com a transmissão e recepção dos dados da rede.
• Transporte: Esta camada é responsável por pegar os dados
recebidos da rede e transformá-los em um formato
compreensível pelo programa.
• Quando seu computador está transmitindo dados, esta camada
pega os dados e os divide em vários pacotes para serem
transmitidos pela rede.
• Quando seu computador está recebendo dados, esta camada
pega os pacotes recebidos e os coloca em ordem.
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• Aplicação: Essas são as camadas mais altas que colocam os
dados no formato usado pelo programa.
1- Camada Física
• Esta camada pega os quadros transmitidos pela
camada de Link de Dados e os transforma em sinais
compatíveis com o meio onde os dados deverão ser
transmitidos.
• Se o meio for elétrico, essa camada converte os 0s e 1s
dos quadros em sinais elétricos a serem transmitidos
pelo cabo;
• Se o meio for óptico (uma fibra óptica), essa camada
converte os 0s e 1s dos quadros em sinais luminosos;
• Se uma rede sem fio (wireless), for usada, então os 0s e
1s são convertidos em sinais eletromagnéticos; e
assim por diante.
• No caso da recepção de um quadro, a camada física
converte os sinais do cabo em 0s e 1s e envia essas
informações para a camada de Link de Dados, que
montará o quadro e verificará se ele foi recebido
corretamente
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1- Camada Física
• Sua função é lidar com a transmissão pura de bits, níveis de tensão,
duração de um bit, taxa de transmissão, comprimento máximo,
construção dos conectores
• É responsável da transferência de bits num circuito de comunicação.
• Os dispositivos que operam nesta camada incluem: placas de rede,
hubs, repetidores.
• Para isto, as questões a serem resolvidas neste nível são do tipo:
• Os modos de representação dos bits 0 e 1 de maneira a evitar
ambigüidades ou confusões (valor da tensão em volts para a
representação dos valores 0 e 1 dos bits, duração de cada sinal
representando um bit, a codificação dos sinais, etc...);
• Os tipos de conectores a serem utilizados nas ligações (número de pinos
utilizado, as funções associadas a cada pino, ...);
• Modo de transmissão adotado (unidirecional, bidirecional, ...);
• Modo de conexão adotado (ponto-a-ponto, multiponto, ...);
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• Modo de tratamento dos erros (detecção, tratamento, etc...).
1- Camada Física
• Os equipamentos, protocolos e dispositivos utilizados nesta camada
são:
• Modem - É um dispositivo eletrônico que modula um sinal digital
numa onda analógica, pronta a ser transmitida pela linha telefónica, e
que demodula o sinal analógico e reconverte-o para o formato digital
original.[
• RDSI ( Rede Digital de Sinais Integrados) – tecnologia de par metálico
para transmissão de sinais digitais
• RS-232 - é um padrão para troca serial de dados binários entre um DTE
(terminal de dados, de Data Terminal equipment) e um DCE
(comunicador de dados, de Data Communication equipment). É
comumente usado nas portas seriais dos PCs
• Bluetooth é uma especificação industrial para áreas de redes pessoais
sem fio
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• USB (Universal Serial Bus ) é um tipo de conexão "ligar e usar” (plug &
play) que permite a conexão de periféricos sem a necessidade de
desligar o computador.
1- Camada Física
• Exemplos de equipamentos, protocolos e dispositivos utilizados nesta
camada
Placa de Rede
Repetidores – repete o sinal
de um lado para outro
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2- Camada de Enlace de Dados
• Tem por função principal a transformação do meio de comunicação
"bruto" em uma linha livre de erros de transmissão para a camada de
Rede.
• Ela efetua esta função através do fracionamento das mensagens
recebidas do emissor (camada de rede) em unidades de dados
denominadas quadros, que correspondem a algumas centenas de
bytes.
• Nestes quadro são adicionadas informações como o endereço da placa
de rede de origem, o endereço da placa de rede de destino, dados de
controle, os dados em si e uma soma de verificação, também
conhecida como CRC (Cyclical Redundancy Check)
• Estes quadros são transmitidos seqüencialmente e vão gerar quadros
de reconhecimento enviados pelo receptor.
• Esta camada é responsável pela detecção e possível correção de erros
que possam acontecer no nível físico.
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• Também é responsável pela transmissão e recepção de quadros e pelo
controle de fluxo.
2- Camada de Enlace de Dados
• A camada de enlace é responsável por todo o processo de
comutação. Após o recebimento dos bits, ela os converte de
maneira inteligível, os transforma em unidade de dados, subtrai
o endereço físico e encaminha para a camada de rede que
continua o processo
• Exemplo de protocolos nesta camada: PPP (Poit-to-Point
Protocol), LAPB (Link Access Procedure Balanced) (do
X.25),NetBios (Network Basic Input/Output System).
• Em redes do padrão IEEE 802 (norma que tem como objetivo
definir uma padronização para redes locais e metropolitanas das
camadas 1 e 2)
• E outras não IEEE 802 como a FDDI (Fiber Distributed Data
Interface) , que estabelece normas para redes de fibras ópticas
até 100Mbps
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• As redes sem fio IEEE 802.11, que também são conhecidas
como redes Wi-Fi ou wireless, foram uma das grandes
novidades tecnológicas dos últimos anos. Atualmente, são o
padrão de facto em conectividade sem fio para redes locais
2- Camada de Enlace de Dados
• Exemplos de equipamentos desta camada
•
Bridges
• Permite aumentar o alcance de um
segmento de rede num âmbito local
• Encaminha tráfego de um segmento para
outro apenas se a estação destino estiver
nesse outro segmento.
Switches
• Um switch funciona como um nó central de
uma rede em estrela. Ele tem como função
o chaveamento (ou comutação) entre as
estações que desejam se comunicar.
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3- Camada de Rede
• A camada de Rede é responsável pelo endereçamento dos pacotes. Ela
é quem faz a conversão dos endereços físicos em endereços lógicos,
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, baseada em fatores como condições de tráfego da
rede e prioridades.
• São funções desta camada o encaminhamento, endereçamento,
interconexão de redes, tratamento de erros, fragmentação de pacotes,
controle de congestionamento e sequenciamento de pacotes
• Ela deve, finalmente, resolver todos os problemas relacionados à
interconexão de redes heterogêneas, particularmente:
• incompatibilidades no endereçamento;
•
incoerências em relação aos tamanhos das mensagens
• A partir de dispositivos como roteadores, ela decide qual o melhor
caminho para os dados no processo, bem como o estabelecimento
das rotas
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3- Camada de Rede
• Exemplo de protocolos de endereçamento lógico são o IP (Internet
Protocol) IPX (Internetwork Packet Exchange)
• IPX (Internetwork Packet Exchange)
• O IPX é um protocolo não orientado a conexão, ou seja, quando um
processo que esta sendo executado em um nó da rede deseja
comunicar-se com outro processo em outro nó da rede, nenhuma
conexão entre os dois nodos é estabelecida.
• Desta forma, os pacotes IPX contendo dados são endereçados e
enviados para o destinatário, sem nenhuma garantia ou verificação
do sucesso na comunicação. A segurança na troca de pacotes é de
responsabilidade dos protocolos implementados acima do IPX.
• As tarefas realizadas pelo protocolo IPX incluem endereçamento e
roteamento possibilitando assim a movimentação de pacotes de
dados entre nodos da rede. O protocolo IPX define esquemas de
endereçamento inter-redes e intra-nós, confiando ao hardware da
rede a definição do endereçamento dos nós.
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3- Camada de Rede
• Exemplo de protocolos de endereçamento lógico são o IP (Internet
Protocol) IPX (Internetwork Packet Exchange)
• IP (Internet Protocol):
• O IP oferece um serviço de datagramas não confiável (também
chamado de melhor esforço); ou seja, o pacote vem quase sem
garantias.
• O pacote pode chegar desordenado (comparado com outros
pacotes enviados entre os mesmos nós), também podem chegar
duplicados, ou podem ser perdidos por inteiro.
• Se a aplicação requer maior confiabilidade, esta é adicionada na
camada de transporte.
• O IP é o elemento comum encontrado na Internet pública dos dias
de hoje. É descrito no RFC 791 da IETF, que foi pela primeira vez
publicado em Setembro de 1981.
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• Este documento descreve o protocolo da camada de rede mais
popular e atualmente em uso. Esta versão do protocolo é designada
de versão 4, ou IPv4. O IPv6 tem endereçamento de origem e
destino de 128 bits, oferecendo mais endereçamentos que os 32
bits do IPv4.
3- Camada de Rede
Datagrama dos Protocolos IPv4 (32bits) e Ipv6 (128bits)
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3- Camada de Rede
Equipamento que opera nesta camada é o Roteador
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3- Camada de Rede
• Diferenças entre Hub, Switch e Roteador
• Hub - O hub é um dispositivo que tem a função de interligar
•
•
•
•
•
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os computadores de uma rede local.
Sua forma de trabalho é a mais simples se comparado ao
switch e ao roteador: o hub recebe dados vindos de um
computador e os transmite às outras máquinas.
No momento em que isso ocorre, nenhum outro computador
consegue enviar sinal. Sua liberação acontece após o sinal
anterior ter sido completamente distribuído.
Em um hub é possível ter várias portas, ou seja, entradas para
conectar o cabo de rede de cada computador.
Geralmente, há aparelhos com 8, 16, 24 e 32 portas. A
quantidade varia de acordo com o modelo e o fabricante do
equipamento.
Caso o cabo de uma máquina seja desconectado ou apresente
algum defeito, a rede não deixa de funcionar, pois é o hub que
a "sustenta". Hubs são adequados para redes pequenas e/ou
domésticas. Havendo poucos computadores é muito pouco
provável que surja algum problema de desempenho.
3- Camada de Rede
• Diferenças entre Hub, Switch e Roteador
• Switch - O switch é um aparelho muito semelhante ao hub,
•
•
•
•
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mas tem uma grande diferença: os dados vindos do
computador de origem somente são repassados ao
computador de destino.
Isso porque os switchs criam uma espécie de canal de
comunicação exclusiva entre a origem e o destino.
Dessa forma, a rede não fica "presa" a um único computador
no envio de informações.
Isso aumenta o desempenho da rede já que a comunicação
está sempre disponível, exceto quando dois ou mais
computadores tentam enviar dados simultaneamente à mesma
máquina.
Essa característica também diminui a ocorrência de erros
(colisões de pacotes, por exemplo).
3- Camada de Rede
• Roteador - O roteador (ou router) é um equipamento
utilizado em redes de maior porte.
• Ele é mais "inteligente" que o switch, pois além de poder fazer
a mesma função deste, também tem a capacidade de escolher
a melhor rota que um determinado pacote de dados deve
seguir para chegar em seu destino.
• É como se a rede fosse uma cidade grande e o roteador
escolhesse os caminhos mais curtos e menos congestionados.
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• Existem basicamente dois tipos de roteadores:
• Estáticos: este tipo é mais barato e é focado em escolher sempre o
menor caminho para os dados, sem considerar se aquele caminho tem
ou não congestionamento;
• Dinâmicos: este é mais sofisticado (e conseqüentemente mais caro) e
considera se há ou não congestionamento na rede.
• Ele trabalha para fazer o caminho mais rápido, mesmo que seja o
caminho mais longo.
• De nada adianta utilizar o menor caminho se esse estiver
congestionado..
• Os roteadores são capazes de interligar várias redes e geralmente
trabalham em conjunto com hubs e switchs. Ainda, podem ser
dotados de recursos extras, como firewall, por exemplo.
4- Camada de Transporte
• Nas redes de computadores os dados são divididos em vários
pacotes.
• Quando estamos transferindo um arquivo grande, este arquivo é
dividido em vários pequenos pacotes.
• No computador receptor, esses pacotes são organizados para
formar o arquivo originalmente transmitido.
• A camada de Transporte é responsável por pegar os dados
enviados pela camada de Sessão e dividi-los em pacotes que
serão transmitidos pela rede.
• No computador receptor, a camada de Transporte é
responsável por pegar os pacotes recebidos da camada de Rede
e remontar o dado original para enviá-lo à camada de Sessão.
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• Isso inclui controle de fluxo (colocar os pacotes recebidos em
ordem, caso eles tenham chegado fora de ordem) e correção de
erros, tipicamente enviando para o transmissor uma informação
de reconhecimento (acknowledge), informando que o pacote
foi recebido com sucesso.
4- Camada de Transporte
• A camada de Transporte separa as camadas de nível de
Aplicação (camadas 5 a 7) das camadas de nível Rede (camadas
de 1 a 3).
• As camadas de Rede estão preocupadas com a maneira com
que os dados serão transmitidos e recebidos pela rede, mais
especificamente com os pacotes que são transmitidos pela rede,
• Enquanto que as camadas de Aplicação estão preocupadas com
os dados contidos nos pacotes, ou seja, estão preocupadas com
os dados propriamente ditos.
• A camada 4, Transporte, faz a ligação entre esses dois grupos.
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4- Camada de Transporte
• A camada de transporte é responsável pela qualidade na
entrega/recebimento dos dados.
• Após os dados já endereçados virem da camada 3, é hora de
começar o transporte dos mesmos. A camada 4 gerencia esse
processo, para assegurar de maneira confiável o sucesso no
transporte dos dados.
• Por exemplo, um serviço bastante interessante que atua de
forma interativa nessa camada é o QoS ou Quality of Service
(Qualidade de Serviço), que é um assunto bastante importante é
fundamental no processo de trabalho da internet.
• Após os pacotes virem da camada de rede, já com seus
"remetentes/destinatários", é hora de entregá-los, como se as
cartas tivessem acabados de sair do correio (camada 3), e o
carteiro fosse as transportar (camada 4).
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• Junto dos protocolos de endereçamento (IP e IPX), agora
entram os protocolos de transporte (por exemplo, o TCP e o
SPX)
4- Camada de Transporte
• Os principais protocolos desta camada são:
• TCP – (Transmission Control Protocol) é um dos protocolos sob os quais
assenta o núcleo da Internet. A versatilidade e robustez deste protocolo
tornou-o adequado a redes globais, já que este verifica se os dados são
enviados de forma correta, na sequência apropriada
• UDP (User Datagram Protocol) é um protocolo simples da camada de
transporte. Ele é descrito na RFC 768 e permite que a aplicação escreva
um datagrama encapsulado num pacote IPv4 ou IPv6, e então enviado
ao destino. Mas não há qualquer tipo de garantia que o pacote irá
chegar ou não ada e sem erros, pela rede.
• RTP (Real-time Transport Protocol) é um protocolo de redes utilizado
em aplicações de tempo real como, por exemplo, entrega de dados
áudio ponto-a-ponto, como Voz sobre IP. Define como deve ser feita a
fragmentação do fluxo de dados áudio, adicionando a cada fragmento
informação de sequência e de tempo de entrega
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• DCCP – (Protocolo de Controle de Congestionamento de Datagramas)é um novo protocolo da camada de transporte que implementa
conexões bidirecionais unicast, controle de congestionamento naoconfiavel de datagramas.
4- Camada de Transporte
• Protocolos da Camada de Transporte da Internet
•
•
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TCP
• Orientado à conexão
• Confiável: garante ordem de entrega dos pacotes.
• Pacotes de dados trocados pertencem a uma mesma
sessão.
• Controle de congestionamento.
• Controle de fluxo.
• Orientado à conexão.
• Sem garantia a atrasos.
• Sem garantia de banda.
UDP:
• Não orientado à conexão (datagrama).
• Não confiável, sem ordem de entrega.
• Mesmo comportamento do “melhor esforço” do IP
(“Best Effort”).
• Sem garantia a atrasos.
• Sem garantia de banda.
5- Camada de Sessão
• Esta camada permite que dois programas em computadores
diferentes estabeleçam uma sessão de comunicação.
• Nesta sessão, esses dois programas definem como será feita
a transmissão dos dados e coloca marcações nos dados que
estão sendo transmitidos.
• Se porventura a rede falhar, os dois computadores reiniciam
a transmissão dos dados a partir da última marcação
recebida em vez de retransmitir todos os dados novamente.
• Por exemplo, você está baixando e-mails de um servidor de
e-mails e a rede falha.
• Quando a rede voltar a estar operacional, a sua tarefa
continuará do ponto em que parou, não sendo necessário
reiniciá-la.
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• Note que nem todos os protocolos implementam esta
função.
5- Camada de Sessão
• Após a recepção dos bits, a obtenção do endereço, e a
definição de um caminho para o transporte, se iniciam então
a sessão responsável pelo processo da troca de
dados/comunicação.
• A camada 5 é responsável por iniciar, gerenciar e terminar a
conexão entre hosts.
• Para obter êxito no processo de comunicação, a camada de
seção tem que se preocupar com a sincronização entre
hosts, para que a sessão aberta entre eles se mantenha
funcionando.
• Exemplo de dispositivos, ou mais especificamente,
aplicativos que atuam na camada de sessão é o ICQ, ou o
MIRC (protocolos de conversação).
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• A partir daí, a camada de sessão e as camadas superiores
vão tratar como PDU(Protocol Data Unit), os DADOS.
5- Camada de Sessão
• Fornece comunicação lógica entre processos de aplicação
em diferentes hospedeiros.
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•
Os protocolos de transporte são executados nos sistemas
finais:
•
Lado emissor: quebra a mensagem da aplicação em
segmentos que serão transformados em pacotes a enviar
para a camada de rede.
•
Lado receptor: remonta os segmentos reconstituindo a
mensagem original e passa para a camada de apresentação.
6- Camada de Apresentação
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• Também chamada camada de Tradução.
• Esta camada converte o formato do dado recebido pela camada
de Aplicação em um formato comum a ser usado pelas
camadas inferiores
• Por exemplo, se o programa está usando um código de página
diferente do ASCII, esta camada será a responsável por traduzir
o dado recebido para o padrão ASCII.
• Esta camada converte os dados de entrada e saída de um
formato de apresentação para outro, com uso de formatos de
imagem, som e vídeo
• Esta camada também pode ser usada para comprimir e/ou
criptografar os dados.
• A compressão dos dados aumenta o desempenho da rede, já
que menos dados serão enviados para a camada inferior
(camada 5).
• Se for utilizado algum esquema de criptografia, os seus dados
circularão criptografados entre as camadas 5 e 1 e serão
descriptografadas apenas na camada 6 no computador de
destino.
7- Camada de Aplicação
• É a Camada mais próxima das aplicações do usuário
• Tanto a Camada de Aplicação OSI, quanto o usuário
interagem diretamente com o software de aplicação.
• Faz a interface entre o aplicativo e o protocolo de
transporte
• Por exemplo, ao solicitar a recepção de e-mails através do
aplicativo de e-mail, este entrará em contato com a
camada de Aplicação do protocolo de rede efetuando tal
solicitação.
• Tudo nesta camada é direcionada aos aplicativos.
• A comunicação da Camada de Aplicação se dá através de
uma porta
• As portas identificam o protocolo de comunicação.
• Ex.: UDP, TCP
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7- Camada de Aplicação
• Aplicações do Dia a Dia:
• E-mail
• Web
• Mensagem Instantânea
• Login em computador remoto como Telnet
• Compartilhamento P2P (peer-to-peer)
• Transferência de Arquivos (FTP- File Transfer Protocol)
• Jogos em Rede
• Telefonia por IP (VoIP)
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Resumo do Modelo OSI
• Cada camada do modelo realiza uma função em
particular
• Esse tipo de organização permite que cada camada se
comunique apenas com as camadas ao seu redor.
• As aplicações utilizam as camadas 5 a 7 para se
comunicarem com outro computador, usando o
mesmo protocolo.
• As camadas 3 e 4 definem como a remessa de dados é
configurada e delimitada nos computadores que usam
o mesmo protocolo.
• As camadas 1 e 2 definem as características físicas e
elétricas do sinal
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Exemplo de Fluxo Utilizando as
Camadas do Modelo OSI
• Um usuário que pede para o seu programa de e-mail baixar
seus os e-mails
•
Na verdade está fazendo com que o seu programa de e-mail
inicie uma transmissão de dados com a camada 7 – Aplicação –
do protocolo usado (SMTP), pedindo para baixar os e-mails do
servidor de e-mails.
• Essa camada processa esse pedido, acrescenta informações de
sua competência, e passa os dados para a camada
imediatamente inferior, a camada 6 - Apresentação.
• Esse processo continua até a camada 1 - Física enviar o quadro
de dados para o cabeamento da rede, quando,
então, atingirá o dispositivo receptor, que fará o processo
inverso, até a sua aplicação – no nosso exemplo, um programa
servidor de e-mail.
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Modelo de Referência-OSI
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