MODELOS DE REDE (OSI E TCP-IP)

Esta postagem irá falar sobre dois modelos de arquitetura de redes que usam o formato de uma pilha de protocolos independentes:

Arquitetura TCP-IP (IPS) e Arquitetura OSI

Quando os primeiros computadores surgiram, cada fabricante utilizava suas próprias arquiteturas e isto não permitia a conectividade de computadores de modelos diferentes. Para resolver este problema, foi desenvolvida as arquiteturas de redes TCP-IP (IPS) e OSI. A arquitetura  TCP-IP é um modelo mais simples de ser implementado e possui 4 camadas, a saber: APLICAÇÃO, TRANSPORTE, REDE E INTERFACE. Já a arquitetura OSI é um modelo mais complexo de ser implementado, entretanto garante mais independência entre as 7 camadas: APLICAÇÃO, APRESENTAÇÃO, SESSÃO, TRANSPORTE, REDE, ENLACE E FÍSICA.

Estes modelos em comum trabalham empilhando protocolos independentes. A medida que uma mensagem vai passando de uma pilha para outra (camada) esta vai aumentando. Ambos modelos descrevem como os componentes de rede, tanto a nível de hardware ou de software, devem funcionar em simetria para se comunicarem. Cada camada destes modelos de arquiteturas possuem protocolos, funções e serviços detalhados que interagem com a camada vizinha tanto acima como abaixo dela. 

Modelo TCP-IP:

Se diz modelo padrão. Os dados entram no topo da pilha pela camada de aplicação e ao passar para a camada seguinte, transporte, é decomposta em segmentos para então virar um pacote na camada de rede.

Neste modelo os serviços existentes são:

* FRAGMENTAÇÃO -> Permite que um datagrama passe por diferentes segmentos de redes sem problemas com a tecnologia adotada. 

* INTERCONEXÃO -> Se encarrega de fazer comunicar diversas redes físicas diferentes, de modo que as camadas superiores abstraiam o caminho percorrido. 

* ENDEREÇAMENTO -> Faz a identificação de cada host da rede Lan ou Internet.

* ENCAPSULAMENTO -> A cada passagem por uma camada o dado recebe acréscimos de informações que serão decompostas na outra rede.

* ROTEAMENTO -> Neste serviço se escolhe as rotas a que os dados irão trafegar para chegar ao destino final.

O IP não é um protocolo confiável, mas o protocolo TCP é. O modelo TCP-IP não diferencia claramente serviços, protocolos e interfaces. É um modelo principalmente utilizado para a Internet.

Na realidade é muito comum encontrarmos apontado o nome deste modelo como TCP-IP. Só que isso não é bom, visto que dá a entender que se trata de um único protocolo, o que não é a realidade. TCP é um protocolo e IP é outro protocolo totalmente diferente. A nomenclatura correta deste modelo é IPS, sigla de Internet Protocol Switch adotada nos mais diversos livros.

As camadas que fazem parte do modelo TCP-IP e uma breve explicação de cada uma:

Aplicação: Esta é a primeira camada e os usuários estão mais próximas dela. Faz a comunicação entre os aplicativos e a camada de transporte através de uma porta numerada. Nesta camada operam os seguintes protocolos: HTTP, SMTP, FTP, TELNET, DNS.

Transporte : Faz o controle de fluxo e congestão. Permite  a comunicação entre duas máquinas. Recebe os dados da camada de aplicação e os transforma em pacotes a serem repassados à camada seguinte, rede. Nesta camada operam os seguintes protocolos: TCP e UDP. O tcp é um protocolo confiável, orientado a conexão da internet, utilizado por exemplo, em envio de e-mails,  já o protocolo udp não é confiável, não oferece garantia de entrega dos dados, como é protocolo rápido, é utilizado na telefonia ip (skype).

Rede : Faz o roteamento do início ao fim. Esta camada quando recebe o pacote da camada inferior o divide em subpacotes, os chamados datagramas, que serão enviados para a camada superior pelo cabeamento da rede. Nesta camada os seguintes protocolos são utilizados: ARP, IGMP, ICMP, IP, RARP.

Interface : Possui dentro dela as sub camadas enlace e física. É responsável por enviar os datagramas que chegam a ela em forma de um quadro através da rede. Na camada física da interface opera bits e bytes. Utiliza Ethernet e protocolos PPP.

Modelo OSI: 

Se diz um modelo real. Modelo de 7 camadas que são as seguintes:

Aplicação : representa os serviços de acesso à rede que suportam os aplicativos dos usuários, como programas de transferência de arquivos, banco de dados e e-mail. A camada de Aplicação é responsável pelo acesso geral à rede, controle do fluxo de informações e recuperação de erros. Faz tranferência de arquivos.

Apresentação : determina o formato usado para a troca de informações entre os computadores da rede. Pode-se pensar nela como a "tradutora" da rede. No computador origem, essa camada traduz os dados recebidos da camada de Aplicação para um formato comum, intermediário. No computador destino, ela traduz os dados do formato comum para um formato que pode ser reconhecido pela camada de Aplicação. As principais funções dessa camada são: conversão de protocolos, "tradução" de formatos, encriptação e compressão dos dados. Faz formatação de dados e conversão de caracteres e códigos.

Sessão :permite que duas aplicações em computadores diferentes usem uma conexão, chamada Sessão. Essa camada executa funções, como a de segurança, necessárias para que as aplicações se comuniquem pela rede e implementa o controle de diálogo na comunicação, regulando quem transmite, quando e por quanto tempo. Também é a responsável pela sincronia durante uma transmissão, colocando "pontos de verificação" no fluxo de dados. Dessa forma, se houver uma falha na rede, apenas os dados posteriores ao último "ponto" serão retransmitidos. Faz conexão com outro nó.

Transporte : implementa um nível de conexão confiável abaixo da camada de Sessão, garantindo uma transmissão sem erros, na sequência correta e sem perdas ou duplicações. Executa o controle de fluxo, correção de erro e participa do processo de solução de problemas na transmissão e recepção dos pacotes. 

Rede : é responsável pelo endereçamento das mensagens e tradução dos nomes e endereços lógicos em endereços físicos. É ela também que determina qual caminho será usado na transmissão, baseando-se nas condições da rede, prioridade nos serviços e outros fatores. Faz roteamento de pacotes através das redes.

Enlace : o objetivo dessa camada  é detectar e, opcionalmente, corrigir erros que possam ocorrer na camada Física, transformando um canal de transmissão não-confiável em um canal confiável. Para isso, divide os dados em pedaços menores, ou quadros, contendo informações para detecção de erros. Outra função dessa camada é o controle de fluxo, que evita relacionamento entre as Camadas. As camadas estão configuradas de tal maneira que cada uma parece estar se comunicando com a camada correspondente do outro computador. Essa comunicação virtual ou lógica cria o conceito de Parceiros ou Peer. Faz correção de erros.

Física : Esta camada pega os quadros enviados pela camada de enlace 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 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. Faz a transmissão de bits.

Esta foi mais uma postagem, espero que gostem das explicações sobre as diferenças entre estes dois modelos de  rede.

É começo de madrugada, meia noite e pouca...

Até um próximo post.

Forte abraço,

Fabiano Lopes - 23 de novembro - 00:31