Informática Industrial
N8INF
Prof. Dr. Cesar da Costa
3.a Aula: Modelo de Referencia e Elementos de Rede
Modelo de Referência OSI (Open Systems Interconnection
 Modelo
baseado na proposta desenvolvida pela ISO
(International Standards Organization).
 Foi criado para tratar do problema da incompatibilidade
entre as redes de computadores e da impossibilidade delas
se comunicarem entre as diferentes tecnologias.
O
modelo de referência OSI foi lançado em 1984.
 Ele oferecia aos fabricantes um conjunto de padrões,
dividido em 7 camadas.
 Que garantiam maior compatibilidade e interoperabilidade
entre os vários tipos de tecnologias de rede, criados por
várias empresas de todo o mundo.
 O modelo OSI é dividido em 7 camadas. Veja a seguir o
número e o nome de cada camada.
 Na
verdade o modelo OSI é usado somente para fins
didáticos, pois ele divide o funcionamento das redes em
várias partes para facilitar o entendimento de quem ainda
está apreendendo o funcionamento das redes. A idéia é
diminuir a complexidade facilitando o aprendizado.
 As camadas do modelo OSI podem ser divididas em
três grupos: Aplicação, Transporte e Rede.
 Modelo de Referência OSI
Aplicação
Transporte
Rede
 Modelo de Referência OSI
Rede
 As camadas de
rede se preocupam
com a transmissão e
recepção de dados
através da rede e,
portanto,
são
camadas de baixo
nível.
 Modelo de Referência OSI
Transporte
 A camada de transporte é
responsável por pegar os
dados recebidos pela rede e
repassá-los
para
as
camadas de aplicação de
uma forma compreensível,
isto é, ela pega os pacotes
de dados e transforma-os
em dados quase prontos
para serem usado pela
aplicação.
 Modelo de Referência OSI
Aplicação
 As camadas de aplicação,
que são camadas de alto
nível, colocam o dado
recebido em um padrão que
seja compreensível pelo
programa (aplicação) que
fará uso desse dado.
 Quadros x Pacotes
Dados
• Um quadro é um
conjunto
de
dados
enviado através da rede,
de forma mais bruta, ou
melhor dizendo, de mais
baixo nível.
Pacotes
Quadros
• Um quadro está associado às
camadas mais baixas do modelo OSI
(Níveis 1 e 2).
• Dentro de um quadro
encontramos informações
de endereçamento físico,
como, por exemplo, o
endereço real (MAC) de
uma placa de rede.
 Quadros x Pacotes
Dados
• Um pacote é um
conjunto
de
dados,
criado pela camada 3 de
rede.
Pacotes
Quadros
• Na recepção:
• Na transmissão:
- A camada 3 de rede transforma os
pacotes recebidos da camada 4 de
transporte, em quadros, e os envia para
as camadas 1 e 2.
- A camada 3 de rede
transforma os quadros
recebidos das camadas 1
e 2, em pacotes, que são
enviados a camada 4 de
transporte.
Quadros e Pacotes
 Quadro: conjunto de dados enviado através da rede (baixo nível)
 Endereçamento físico (Exemplo: MAC)
 Nível 1 e 2 do modelo OSI
 Pacote: informação proveniente de vários quadros (nível mais alto)
 Endereçamento virtual (Exemplo: IP)
 Nível 3 e 4 do modelo OSI
 Modelo de Referência OSI
 Cada camada OSI tem um conjunto de funções, que
ela deve executar para que os dados trafeguem de uma
origem a um destino em uma rede.
 Veremos as explicações de cada uma das camadas do
modelo OSI e suas funções, partindo do princípio de que temos
dois hosts, A e B, e que o host A está transmitindo dados para o
host B.
 Modelo de Referência OSI
Camada 7
Nome : Aplicação
Função:
Esta camada contém uma série de protocolos que são comumente
necessários, como transferência de arquivos, o correio eletrônico e
pesquisa de diretórios.
Protocolos:
•SMTP
•HTTP
•FTP
•Telnet
Camada 6
Nome : Apresentação, também chamada de Tradução.
 Função:
• Compatibiliza a formatação e sintaxe dos dados transmitidos e
recebidos.
• Converte o formato do dado recebido pela camada de Aplicação
em um formato comum a ser usado na transmissão de dados.
• Funções Principais:
Formatação (ASCII e EBCDIC)
Criptografia
Compactação
Camada 5
Nome : Sessão.
 Função:
• Estabelece , gerencia e termina as sessões de comunicação
através da rede, entre duas máquinas.
• Permite que duas aplicações em computadores diferentes
estabeleçam uma sessão de comunicação. Nesta sessão, essas
aplicações definem como será feita a transmissão de dados e
coloca a marcação nos dados.
• È responsável pela sincronização do fluxo de dados, de modo que
um arquivo continue a ser transmitido do ponto onde houve a
interrupção no caso de queda da conexão.
• Exemplo:
 Recebimento de email : 50%, 100%, parcial ou integral.
Camada 4
Nome : Transporte.
 Função:
• Garante a confiabilidade dos dados transferidos, estabelecendo
circuitos virtuais.
• No transmissor: É o responsável por pegar os dados enviados
pela camada de sessão (5) e dividi-los em pacotes, que serão
transmitidos pela camada de rede.
• No receptor: È o responsável por pegar os pacotes recebidos da
camada de rede e remontar o dado original para enviá-lo à camada
de sessão (5).
 Inclui controle de fluxo, ou seja, coloca os pacotes recebidos em
ordem.
Camada 4
 Detecção e correção de erros , tipicamente enviando para o
transmissor uma informação de reconhecimento (ACKNOWLEDGE),
informando que o pacote foi recebido com sucesso.
 Qualidade de serviços.
 Estabelece e encerra conexões pela rede, assim como controla o fluxo
para que um host rápido não sobrecarregue um mais lento.
Camada 4
 A camada de transporte separa as camadas de níveis de Aplicação
(Camadas 7, 6 e 5) das Camadas de Rede (Camadas 3, 2 e 1)..
 As camadas 7, 6 e 5 estão preocupadas com os dados contidos
nos pacotes de dados, para serem enviados ou recebidos pelo
programa de Aplicação responsável pelos dados.
 As Camadas 3, 2 e 1 estão preocupadas com a maneira com que
os dados serão transmitidos ou recebidos pela rede, mais
especificamente com os quadros transmitidos pela rede.
Camada 4
Camada 4
Camada 3
Nome : Rede.
 Função:
• Fornece o endereçamento hierárquico (IP) para os dispositivos que
utilizam a rede.
• Converte o endereço lógico em endereço físico.
• È responsável pelo tratamento de pacotes, determinando a rota que os
pacotes irão seguir para atingir o destino, baseado em fatores como
condições de tráfego e prioridades.
Camada 2
Nome : Enlace.
 Função:
• Controla o aceso ao meio físico.
• Pega os pacotes de dados recebidos da Camada Rede e os transforma
em quadros, que serão transmitidos, adicionando informações como
endereço MAC da placa de rede de origem, o endereço MAC da placa de
rede de destino, os dados em sí e o CRC (Cyclical Redundancy Check).
Camada 2
Nome : Enlace.
• Define o protocolo de acesso a rede:
 Ethernet (Padrão IEEE802.3) - não-determinística, também conhecido
como CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Detection).
 Token Pass (Padrão IEEE802.5) – determinística,passagem de bastão.
• Serviços disponíveis nesta camada: ADSL, Frame Relay, X.25 e ATM.
Padrão IEEE 802
• IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) criou uma série de
padrões de protocolos;
• IEEE 802 é a série mais importante: conjunto de protocolos usados no
acesso à rede;
• Três camadas que equivalem as duas primeiras do modelo OSI:
• Camada 2 do modelo OSI é dividida em duas:
• Controle do Link Lógico (LLC - Logic Link Control)
• Controle de Acesso ao meio (MAC - Media Access Control)
Camada dos Protocolos IEEE 802
Modelo de protocolo usado por dispositivos que
usam o protocolo IEEE 802
Padrões IEEE
IEEE 802.3 (Ethernet)
 Detecção de Colisão CSMA/MD (Carrier Sense Multiple Access with
Collision Detection):
 Todos os dispositivos no mesmo cabo;
 Só pode enviar dados quando cabo está livre;
 Em caso de colisão, dispositivos esperam tempo aleatório antes de
reenviar;
 Mais amplamente usados em redes locais;
 Velocidade: 10Mbps, 100Mbps e 1Gbps.
IEEE 802.5 (TokenRing)
• Redes com topologia em anel;
• Token (ficha) é um pacote especial, que circula no anel de dispositivo em
dispositivo;
• Só quem está com o token pode transmitir, colocando seus dados dentro
do quadro de dados;
• A ficha circula até chegar ao seu destino
 O dado é descarregado;
 O Token fica livre para receber outro dado.
IEEE 802.5 (TokenRing)
• Redes com topologia em anel;
• Token (ficha) é um pacote especial, que circula no anel de dispositivo em
dispositivo;
• Só quem está com o token pode transmitir, colocando seus dados dentro
do quadro de dados;
• A ficha circula até chegar ao seu destino
 O dado é descarregado;
 O Token fica livre para receber outro dado.
Camada 1
Nome : Física.
 Função:
• Transmite os sinais elétricos ou ópticos que representam as
informações.
• Pega os quadros enviados pela camada de Enlace e os
transforma em sinais compatíveis com o meio onde os dados
deverão ser transmitidos.
• Trata da transmissão de bits brutos através de um canal de
comunicação.
• Define especificações elétricas, mecânicas, funcionais, etc.
• Padrões físicos: RS-232C, RS-485, padrão Ethernet e USB.
Padrão RS232C
 RS-232 (também conhecido por EIA RS-232C ou V.24) é um padrão de
protocolo para troca serial de dados binários entre um DTE (terminal de
dados - Data Terminal equipment) e um DCE (comunicador de dados - Data
Communication equipment). Era comumente usado nas portas seriais dos
CLPs.
Padrão RS485
 A comunicação RS485 funciona em modo diferencial. Ou seja, a diferença
entre as tensões na linha dirão se o mestre está transmitindo 1 ou 0.
 Este tipo de comunicação alcança grandes distâncias de cabo. Podemos
chegar até 1200m de cabo estando a mesma funcionando a 9600 bps.
 Conforme o baud-rate aumenta, o tamanho do cabo diminui.
 Este meio utiliza a estrutura mestre-escravo onde há uma máquina que faz
a pergunta e os escravos respondem de acordo com o frame que chegar,
estiver com o mesmo endereço ajustado no escravo.
 O cabo de comunicação RS 485 é composto de dois fios, sendo um destes
chamado de A e o outro de B.
Padrão RS485
 LARGURA DE BANDA
 A largura de banda (bandwidth) é a capacidade de transmissão
que um determinado meio de transmissão possui.
 Em meios analógicos a largura de banda é definida em MHz
(frequência).
 Em sistemas digitais a definição é em quantidade de bits por segundo (bps).
Por exemplo: Ethernet 10/100 Mbps.
 LARGURA DE BANDA
 A largura de banda pode ser:
 Compartilhada
 Comutada
 Na largura de banda compartilhada (shared bandwidth) cada
equipamento transmite quando tiver necessidade e somente um por
vez poderá utilizar a largura da banda.
 LARGURA DE BANDA
 Na
largura de banda comutada (switched bandwidth) um
equipamento central (topologia estrela) oferece a
possibilidade de conexão entre vários pares de usuários,
controlando dessa maneira a largura de banda dedicada
para cada porta de conexão.
 LARGURA DE BANDA
 A largura de banda ou taxa de transmissão é um fator importante
para que se defina qual tipo de padronização de rede deverá ser
utilizado em um determinado projeto.
 O valor real da taxa de transmissão de um sistema de dados nunca é o
valor da largura de banda.
 O valor real da taxa de transmissão é chamada de THROUGHPUT.
 BANDA BASE x BANDA LARGA
 Banda base – Meio de comunicação digital, que permite a
transmissão de apenas uma única portadora (frequência).
 Banda larga – Meio de comunicação analógica, onde há divisão
em canais para a transmissão de dados, voz e vídeo. Em um
único meio é possível transmitir várias portadoras (frequências).
Conceito de: Simplex, Half-Duplex e Full-Duplex
 Podemos caracterizar a forma como os dispositivos trocam
informações como:
– Simplex: comunicação numa só direção;
– Half-Duplex: comunicação nos dois sentidos, porém não simultânea;
– Full-Duplex: comunicação nos dois sentidos simultânea .

Elementos de Rede
Modulos de Rede
 Repetidor
 Hub’s
 Transceivers(Conversores)
 Bridge
 Switch
 Roteador / Gateway


Placa de Rede

Tipo de conexão, UTP,
STP, F.O, AUI e Coaxial.

Velocidades de
comunicação.

Tipo de Barramento.

Ambiente Operacional
Elementos de Rede: Modem
 Modem: Modulador e Demodulador
– Permite a interconexão de computadores (ou outros dispositivos) a longas
distâncias.
– Basicamente, o modem modula o sinal a ser transmitido para uma
freqüência adequada ao meio de transmissão, de forma a obter o melhor
desempenho.
Atualmente um uso muito comum para modems é na conexão para “banda larga”
44
Elementos de Rede: Repetidor

Um
repetidor
essencialmente é um
dispositivo
que
amplifica
um
determinado
sinal,
possibilitando
sua
transmissão a longas
distâncias.

Em redes LAN, por
exemplo, a distância
máxima
entre
segmentos,
usando
cabos
UTP,
é
padronizada em 100
metros.
 Com
um repetidor
podemos ampliar essa
distância.
45

Transceivers
(Conversor)
Quando utilizase os
transceivers ou
conversores, as
características
técnicas dos
meios de
transmissão
devem ser
respeitadas.
46
Bridge
Lan 1
Lan 2
Bridge
01-32-AA-00-2E-54
01-32-AA-03-3E-1A
21-2C-EA-04-AA-3E
21-2C-EA-5A-EE-00
Lan1
Lan2
01-32-AA-00-2E-54
01-32-AA-03-3E-1A
21-2C-EA-04-AA-3E
21-2C-EA-5A-EE-00
Switch
O switch é uma evolução dos hubs e
bridges, ele possui barramentos
internos comutáveis que permitem
chavear Backbones, tornando-o no
momento dedicado a dois nós que
podem assim usufruir de toda
capacidade do meio físico existente.
Switch
Em outras palavras, o switch permite
a troca de mensagens entre várias
estações ao mesmo tempo, desta
forma estações podem obter para si
taxas efetivas de transmissão bem
maiores do que as observadas
anteriormente nos hubs.
Switch
O switch é um equipamento que permite a
formação do backbone , arquitetura que nos
dias de hoje, se encontra em evidência.
Essas características fazem dele hoje a
resposta tecnológica mais procurada para
responder às crescentes demandas das
atuais aplicações em redes.
Switch



Roteador
O roteador é um equipamento responsável
pela interligação das redes LAN (redes
locais) uma as outras.
Responsável por qual rota ou destino um
determinado pacote deve seguir.

Roteador

Roteador
Este equipamento atua nas camadas
1,2 e 3 do modelo ISO/OSI. Através
de uma série de regras como: rotas
estáticas inseridas no roteador, rotas
dinâmicas aprendidas através de
protocolos de roteamento usado entre
roteadores .

Aplicações de Roteadores