O Modelo OSI
A LENDA DAS MATRIOSHKAS
Há muitos e muitos anos atrás na velha Rússia, um artesão esculpiu uma boneca de madeira tão linda que, ao invés de vendê-la, resolveu ficar com ela e a batizou de Matrioshka (Fig. 5.1). Todas as noites o artesão perguntava se ela estava feliz. Ela sempre respondia que sim. Até que certa noite disse que estava triste porque não tinha um bebê.
O artesão esculpiu, então, uma boneca menor chamada Trioshka e a colocou dentro dela. Na noite seguinte, foi a vez de Trioshka pedir um bebê. O
artesão esculpiu uma nova boneca, chamada Oshka e a colocou dentro de
Trioshka. Oshka por sua vez também pediu um bebê e o artesão, receoso de
que os pedidos não tivessem fim, esculpiu uma nova boneca, porém, desenhou um bigode e o chamou de Ka, garantindo que seria homem e não iria
pedir um bebê. Esse brinquedo russo feito de diversos materiais tem como
característica principal o encaixe das bonecas uma dentro da outra. (Adaptado de http://www.dicaseturismo.com.br).
Você deve estar-se perguntando: O que é que essas bonecas russas têm a ver
com as redes de computadores, professor? Têm muito a ver!
As mensagens enviadas através da rede podem ter tamanhos que variam de
alguns bytes a bilhões de bytes. Para
que as mensagens cheguem ao destino com segurança e eficiência, elas são
quebradas em pequenos pedaços e colocadas dentro de pacotes, blocos
de dados cujo tamanho depende da topologia da rede e da tecnologia do
enlace entre os nós.
Nas diversas fases de envio, os pacotes são colocados dentro de outros pacotes com informações sobre o endereço de origem e destino, tipo de dados, segurança, entre outras. Ao chegar ao destino, o pacote experimenta
o processo inverso que vai abrindo o pacote mãe (Matrioshka) e retirando
o pacote filho, até restarem somente os dados da mensagem. Esta técnica,
chamada de encapsulamento é usada no modelo de rede OSI que você vai
conhecer a seguir
Encapsulamento: Ato ou efeito de encapsular. Acondicionar em cápsula. Proteção, escudo.
Conhecendo o modelo OSI
Os modelos de rede foram criados com o objetivo de permitir a comunicação
entre dispositivos e sistemas de diferentes fabricantes e desenvolvedores de
aplicações. Na prática, de uma maneira geral, é um conjunto de procedimentos (protocolos) e de dispositivos que controlam o fluxo de dados para
que dois computadores, independentemente dos sistemas operacionais que
estão executando, se comuniquem na rede. A ideia central do modelo de
referência OSI é que máquinas rodando Windows, Linux, IOS e outras plataformas tenham total conectividade se as interfaces de rede e dispositivos de
comunicação forem projetadas segundo o modelo.
O modelo de Interconexão de Sistemas Abertos (Open Systems Interconnection) – OSI é uma arquitetura em forma de camadas que
caracteriza e padroniza a operação de dispositivos de comunicação.
No modelo OSI, o processo de comunicação entre dois nós é dividido em
sete camadas, sendo que cada camada contribui para que o pacote chegue
ao destino. O modelo define sete camadas: física, enlace de dados, rede,
transporte, sessão, apresentação e aplicação. A primeira camada (física) está
conectada com o meio físico, como, por exemplo, um cabo de fibra ótica,
enquanto a última camada (aplicação) está ligada ao sistema operacional.
As quatro primeiras camadas estão relacionadas com o hardware de rede
como cabos, conectores, interfaces de rede e ativos de rede que você vai
conhecer nas próximas aulas. As três últimas camadas do modelo estão relacionadas ao software, isto é, protocolos de autenticação do usuário, codificação e aplicativos cliente-servidor como navegador e servidor WEB, por
exemplo.
O modelo OSI usa o conceito de encapsulamento apresentado no início da
nossa aula para enviar e receber mensagens. A mensagem é enviada pelo
sistema operacional para a camada de aplicação que encapsula em um pacote e envia para a próxima camada. Esse processo se repete nas camadas
seguintes até o despacho para o meio de transmissão pela camada física. Na
recepção, é feito o processo inverso no qual a camada equivalente retira o
pacote e envia para a camada seguinte.
Complicou? Então vamos fazer uma viagem dentro de uma mensagem através do modelo. A figura 5.2 mostra o seu computador conectado a um
computador remoto. Aperte o cinto que vamos decolar. Pronto(a)? Então
vamos lá!
Nossa viagem começa quando você envia um e-mail para alguém...
A mensagem digitada é enviada pelo sistema operacional para ser entregue
ao destinatário, chegando à primeira do modelo OSI.
• Camada de aplicação – Nesta camada estão os serviços de rede usados pelos usuários como transferência de arquivos, navegação na Web e
correio eletrônico. É a camada mais próxima do usuário, diretamente
ligada ao sistema operacional.
Vamos embarcar no pacote gerado pela camada de aplicação e acelerar até
a camada de apresentação.
• Camada de apresentação – Responsável pela maneira como os dados
da mensagem são tratados, essa camada pode fazer a compactação dos
dados para envio mais rápido ou a criptografia dos dados para aumentar a segurança.
Criptografia s.f. Codificação de um texto ou outra informação armazenada num computador, para que só possa ser lido por quem detenha a senha de sua decodificação.
Com os dados devidamente tratados, vamos continuar a viagem descendo
para a próxima camada do modelo OSI.
• Camada de sessão – Aqui é estabelecida a comunicação entre as aplicações. Para o serviço de correio, é necessário autenticar (nome do usuário
e senha) para estabelecer a sessão. No caso de falha da autenticação, a sessão será negada e o pacote é descartado. Mas não é o nosso caso!
Ufa! Ainda bem!
Com a sessão estabelecida, seguimos para a camada de transporte.
• Camada de transporte – Esta camada define se os pacotes serão transportados com ou sem garantia de entrega. A mensagem é quebrada em
pacotes chamados de segmentos.
Com a conexão ativa e com a garantia da entrega, vamos embarcar no segmento e alcançar a camada onde vamos deitar na rede!
• Camada de rede – Responsável pela interconexão de redes de diferentes topologias, como, por exemplo, conectar uma rede estrela a uma
rede anel. Esta camada é responsável por o endereçamento de rede enviar pacotes para qualquer nó da rede. A internet existe hoje graças ao
trabalho executado por esta camada! Os roteadores fazem parte dela.
Ao invés de descanso, tivemos foi muito trabalho! O nosso segmento foi
encapsulado em um pacote chamado datagrama, foi identificado com um
endereço de rede e aguarda a partida. Vamos em frente!
• Camada de enlace – Esta camada recebe o datagrama da camada de
rede o encapsula em outro pacote chamado de quadro e despacha para
a camada física. Ela também é responsável pelo controle de acesso ao
meio, pelo endereço físico e pela verificação de erros de transmissão. Os
comutadores (switches) fazem parte desta camada.
Datagrama: É uma unidade de transferência básica associada a uma rede de comutação de pacotes em que a entrega, hora de chegada, e a ordem não são garantidos.
Quadro: É o pacote de dados que circula no meio físico entre dois nós de uma rede. Além dos dados, contém os endereços físicos da origem e do destino e uma sequência de bits de verificação da integridade do quadro.
Prepare-se que vamos sair da proteção do computador para enfrentar os
perigos do meio de comunicação. O controle de acesso vai cuidar para que
não haja colisão com outro quadro e os bits do quadro serão codificados em
sinais e enviados através do enlace físico.
• Camada física – É responsável pelo envio e recepção dos sinais através
dos meios de comunicação e define o tipo de cabo, os conectores, as
interfaces de rede e outros dispositivos como modems, concentradores
e repetidores, que estabelecem o enlace físico entre os dois nós de uma
rede de computadores.
Vamos conferir a sua explicação! Após receber o quadro da camada física, a
camada de enlace verifica se o endereço físico e os dados do quadro estão
corretos. Retira então o datagrama e o entrega à camada de rede que retira
o segmento e o entrega à camada de transporte. As camadas seguintes
executam o mesmo processo, retirando os cabeçalhos correspondentes até
que a mensagem seja entregue na caixa de correio do amigo. Acertou? Parabéns! Vamos aprender mais!
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