Seção: Tutoriais Infraestrutura

O Modelo de Referência OSI

O objetivo desse modelo é fornecer uma base comum onde seja permitido o desenvolvimento de padrões para interligações entre diversos tipos de sistemas.

No início das redes de computadores, as maiorias dos fabricantes desenvolviam soluções proprietárias, isto é, só suportavam seus próprios equipamentos. Não era possível trocar informações com outros computadores de outros fabricantes. Assim, um mesmo fabricante era responsável pela construção de quase tudo na rede.

O modelo de referência OSI possui sete camadas. Essa divisão reduz a complexidade do processo de comunicação e fica mais fácil implementar novas alterações porque não há necessidade de mexer nas existentes.

Essas camadas são mostradas na tabela 1 e descritas nas seções que se seguem.

Tabela 1: Modelo de referência OSI

Deve ser salientado que este modelo não define a arquitetura de uma rede. Isso acontece porque ele não descreve com exatidão os serviços e protocolos de cada camada. Ele simplesmente “diz o que cada camada deve fazer” [33].

Camada 7 – Aplicação

A camada topo desse modelo de referência. Ela trabalha com técnicas que os programas de aplicação usam para se comunicar com a rede. Em outras palavras, ela retrata o nível no qual os programas de aplicação se comunicam com a rede.

Camada 6 – Apresentação

É responsável pela transformação dos dados enviados através da rede de um tipo de representação para outra. Ela pode também embaralhar os dados antes de serem transmitidos, usando a técnica de criptografia.

Camada 5 – Sessão

A camada de Sessão estabelece sessões entre nós de uma rede. Uma sessão deve ser fixada antes dos dados serem transmitidos pela rede. Essa camada garante que as sessões estão devidamente estabelecidas e mantidas.

Camada 4 – Transporte

É a camada em que um computador se comunica com outro em uma rede. O principal objetivo dessa camada é assegurar que os pacotes se movam em uma rede de forma confiável e sem erros. Ela faz isso estabelecendo conexões entre dispositivos de redes, reconhecendo o recebimento de pacotes e reenviando estes se não chegarem ao destino ou forem danificados. Em muitas vezes, a camada de Transporte divide mensagens grandes em pequenos pacotes para que possam ser enviados de forma eficiente. No outro lado, ela remonta o pacote, certificando-se que todos os dados foram transmitidos.

Camada 3 – Rede

Esta camada cuida da tarefa de rotear as mensagens de rede de um computador para o outro. Isto é, encontrar um caminho apropriado através da rede, levando em consideração o tráfego. Uma função importante da camada de rede é o endereçamento lógico, que é transformar um endereço de IP em endereço MAC.

Camada 2 – Enlace

A camada de Enlace é a menor camada de significado que é atribuído a bits que são transmitidos pela rede. Tem como objetivo detectar erros que ocorram na camada Física. Ela garante que dois ou mais nós não enviem dados ao mesmo tempo, sobrecarregando o receptor. Ela também converte um canal de transmissão não confiável em um confiável para ser usado na camada de Rede.

Camada 1 – Física

É a camada inferior do modelo OSI. Ela aborda as características físicas da rede, tais como os tipos de cabos utilizados para conectar dispositivos, tipos de conectores, tamanho dos cabos e assim por diante. Outro aspecto dessa camada é especificar as características elétricas dos sinais usados para transmitir dados através dos cabos de um nó da rede para outro.

O Modelo de Referência TCP/IP

Segundo Sousa [26] “o TCP/IP é um padrão de comunicação entre diferentes computadores e diferentes sistemas operacionais e aplicativos”.

A arquitetura TCP/IP é um conjunto de padrões e protocolos de comunicação de dados utilizada na interconexão e endereçamento de computadores e redes.

De acordo com Soares [25], “a arquitetura TCP/IP dá uma ênfase toda especial à interligação de diferentes tecnologias de redes.”

O TCP/IP é organizado em quatro camadas conceituais construídas sobre uma quinta camada que não faz parte do modelo, a camada intra – rede.

Este modelo pode ser visto na tabela 2.

Tabela 2: Modelo TCP/IP

Em cada camada atuam determinados protocolos que interagem com os protocolos das outras camadas do modelo TCP/IP. Como no modelo OSI, a divisão do processo de comunicação de dados em camadas tem como objetivo facilitar o controle e desenvolvimento de produtos e sistemas.

A seguir uma breve explicação sobre a função de cada camada desse modelo:

Camada 4 – Aplicação

Nessa camada ficam os protocolos responsáveis pela comunicação com as diferentes aplicações. Alguns protocolos da família TCP/IP que atuam na camada de aplicação e suas respectivas funções são: TELNET, protocolo utilizado para acessar outros computadores e simular ser um terminal dele para acessar informações, FTP, um protocolo utilizado para fazer transferência de arquivos, criação e alteração de diretórios, SMTP, é um protocolo responsável pelo envio de mensagens de e-mail, HTTP, protocolo de envio e recebimento das páginas web entre o navegador de um host e o servidor web, DNS, que associa o nome simbólico WWW de um site ao seu endereço IP de forma encaminhar os dados para ele e o SNMP, que é um protocolo de envio de informações de gerenciamento e controle dos equipamentos da rede para um servidor de gerenciamento e será abordado nesse trabalho.

Camada 3 – Transporte

A camada de transporte tem como função estabelecer uma conexão confiável entre a origem e o destino dos dados, garantindo a integridade dos dados na transmissão, checando se não ocorreram perdas de pacotes e se eles estão chegando na sequência correta. Ela solicita a retransmissão de pacotes faltantes ou com erro e efetua um controle de fluxo do envio dos dados entre a aplicação e a transmissão pela rede.

Camada 2 – Internet

Nessa camada são definidos e tratados os endereços lógicos de origem e de destino na rede, os caminhos que os dados irão percorrer para atingir o seu destino e a interconexão de múltiplos links.

Camada 1 – Acesso à rede

Essa camada é composta pelo hardware, especificações e características dos equipamentos, conectores, interfaces mecânicas e elétricas, níveis de tensão, taxa de transmissão e demais características físicas.

Comparação entre os Modelos de Referência

Esses modelos de referência têm muito em comum. Os dois se baseiam no conceito de uma pilha de protocolos independentes e as camadas têm praticamente as mesmas funções. Mas apesar dessas semelhanças, os dois modelos também têm muitas diferenças.

O Modelo OSI descreve formalmente os serviços de cada camada, a interface usada pelas camadas adjacentes para troca de informações e o protocolo que define regras de comunicação para cada uma das camadas. Alguns serviços definidos para as camadas desse modelo são opcionais.

Tabela 3: Comparação entre modelos OSI e TCP/IP

O modelo TCP/IP foi desenvolvido com o objetivo de resolver um problema prático: interligar redes com tecnologias distintas. Para isso foi desenvolvido um conjunto específico de protocolos que resolveu o problema de forma bem simples e satisfatória.

De acordo com SOUSA [26]:

“O modelo de comunicação utilizado na Internet é o TCP/IP de quatro camadas, a qual é uma implementação simplificada do modelo OSI. Como o TCP/IP é semelhante, mas não igual ao modelo OSI, dizemos que eles não são aderentes.” (Pág.31)

Ambos os modelos e seus respectivos protocolos não são perfeitos. O modelo OSI é muito complexo, são difíceis de implementação e sua operação não é nada eficiente. Além disso, algumas funções, como endereçamento, controle de fluxo e controle de erros, aparecem repetidamente em cada camada, sendo que para um modo eficaz, o controle de erros deve ser feito na camada mais alta, de modo que sua repetição em cada uma das camadas inferiores seja desnecessária e ineficiente. Já o modelo TCP/IP não diferencia com necessária clareza os conceitos de serviço, interface e protocolo. Esse modelo também não é nem um pouco abrangente e não consegue descrever outras pilhas de protocolos que não a pilha TCP/IP. Em relação a distinção, o modelo não faz nenhuma referência a camada física e de enlace. Um modelo mais adequado deve incluir as duas camadas como elementos distintos.

Resumindo, apesar de problemas, o modelo OSI é excelente para discussão das redes de computadores, mas jamais conseguiu se tornar popular, por outro lado, o TCP/IP, que tem o modelo praticamente inexistente, seus protocolos são usados em larga escala.