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REDES DE
COMPUTADORES
UNIDADE 4 – Protocolos Usando Modelos ISO/OSI (Aula 7 – Camadas OSI e Padrões IEEE)
Prof. Ivan Nunes da Silva
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1. O Modelo OSI
z O RM-OSI é um modelo de referência p/ interconexão de sistemas abertos ( Reference Model – Open Systems Interconection ). z Padrão ISO 7498, publicado em 1984. z Sistemas abertos à comunicação com outros sistemas são heterogêneos:
- Usam software, hardware e tecnologias diferentes.
- A troca de informação entre elementos é possível devido à definição de interfaces e protocolos comuns p/ comunicação. z O padrão propicia que diferentes tecnologias sejam utilizadas em conjunto em um ambiente heterogêneo. z É amplamente aceito como modelo de referência para estudo de redes. z O OSI não é uma Arquitetura de Rede, visto que não especifica exatamente os serviços e protocolos a serem usados em cada camada.
1.1 Introdução
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1. O Modelo OSI
z Consiste em um modelo de referência que pode ser usado no estudo e no projeto de redes, o qual é composto por 7 camadas. z Define as funções de cada camada e facilita a criação de novos padrões de protocolo:
- Funções bem definidas em cada camada permitem novos padrões desenvolvidos de forma independente para cada camada.
- Mudanças de protocolo em uma camada não afetam software que já existe em outra camada. z Não padroniza os protocolos e serviços das camadas, que são descritos em padrões definidos em separado. z Adequado à maioria das redes existentes. z O OSI não é seguido fielmente na construção de redes, salvo algumas exceções; no entanto, as camadas de outras arquiteturas podem ser mapeadas nas camadas OSI. z É comum remover camadas buscando melhorar a performance ou simplificar a arquitetura da rede.
1.2 Características
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1. O Modelo OSI
z Sete camadas dividem as funções de comunicação. z Cada camada fornece serviços para camada superior e solicita serviços da camada inferior. z Cada camada de uma entidade possui um protocolo que se comunica com o mesmo protocolo na camada correspondente de outra entidade. z Cada camada realiza um subconjunto de funções relacionadas a comunicação entre sistemas. z As interfaces entre os módulos são simples. z Princípio do ocultamento da informação:
- Camadas inferiores tratam com uma quantidade grande de detalhes.
- Camadas superiores são independentes destes detalhes.
1.3 Comunicação em Camadas
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- Física
- Enlace
- Rede
- Transporte
- Sessão
- Apresentação
- Aplicação
2. As Camadas do OSI
2.1 Camada Física (Tópicos Envolvidos)
z Topologias Físicas: estrela, anel, barramento. z Tipos de Meios de Transmissão: par trançado, cabo coaxial, fibra óptica, etc. z Sentido de Transmissão: simplex (unidirecional), half-duplex (um transmite de cada vez), full-duplex (transmissão simultânea). z Métodos de Codificação: manchester, manchester diferencial. z Sincronismo: transmissão síncrona e assíncrona. z Multiplexação: frequência, tempo e amplitude. z Comutação: circuitos, mensagens e pacotes.
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2. As Camadas do OSI
2.2 Camada de Enlace (Características)
z É a camada que lida com o tráfego de quadros (grupo de bits) transmitidos pela rede. z Especifica as formas de controlar o acesso ao meio de transmissão. z Organiza os dados em quadros (frames), transmitindo-os sequencialmente e processando os quadros de confirmação mandados de volta pelo receptor. z A camada de Enlace de Dados assegura que os dados enviados pela rede serão recebidos e, se necessário, os envia de novo. z Depende da camada Física para enviar os bits. z Unidade de dados: quadro (frame).
- Física
- Rede
- Transporte
- Sessão
- Apresentação
- Aplicação
- Enlace
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2. As Camadas do OSI
2.2 Camada de Enlace (Tópicos Envolvidos)
z Controle de Acesso ao Meio: Token, CSMA, CSMA/CD, etc.
z Técnicas de Controle de Erros: Paridade, CheckSum, CRC, etc.
z Delimitação de Quadros: contagem de caracteres; caracteres delimitadores; sequência de bits delimitadora.
- Física
- Rede
- Transporte
- Sessão
- Apresentação
- Aplicação
- Enlace
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2. As Camadas do OSI
2.3 Camada de Rede (Características)
z Padroniza e define os endereços das máquinas da rede de computadores. z Lida com o congestionamento e o tráfego dos pacotes. z Define as rotas através das quais as mensagens devem ser transmitidas. z Definir os tipos de serviços (com conexão ou sem conexão).
- Em serviços com conexão , endereços e rotas são definidos durante o estabelecimento da conexão.
- Em serviços sem conexão , o endereçamento e o roteamento são definidos para cada pacote. z Unidade de dados: pacote.
- Física
- Transporte
- Sessão
- Apresentação
- Aplicação
- Enlace
- Rede
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2. As Camadas do OSI
2.6 Camada de Apresentação (Características)
z Fornece serviços que vários aplicativos diferentes utilizam, tais como criptografia, compressão ou conversão de caracteres (de ASCII para EBCDIC da IBM). z Define o padrão de codificação de dados a ser utilizado, para que a mensagem codificada durante o envio possa ser decodificada no momento da recepção. z O uso de criptografia permite que o conteúdo das mensagens seja transmitido de forma segura. z Relaciona-se com a Sintaxe e a Semântica da informação transmitida.
- Física
- Aplicação
- Enlace
- Rede
- Transporte
- Sessão
- Apresentação
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2. As Camadas do OSI
2.7 Camada de Aplicação (Características)
z Oferecer acesso direto aos aplicativos que estão sendo executados em computadores ligados em rede. z É a camada que lida com as solicitações dos aplicativos que requerem comunicações de rede, como o acesso a um banco de dados ou o envio de um correio eletrônico. z Contem uma variedade de protocolos que são comumente necessários. z Define serviços genéricos que servem de suporte para a construção de aplicações:
- Suporte para transferência de arquivos.
- Serviço de diretório (nomes).
- Serviço de troca de mensagens.
- Protocolo de terminal virtual.
- etc.
- Física
- Enlace
- Rede
- Transporte
- Sessão
- Apresentação
- Aplicação
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3. Transmissão de Dados no OSI
3.1 Diferenciação Entre Serviços e Protocolos
z SERVIÇOS
- É um conjunto de Primitivas que uma camada oferece à camada acima dela.
- Refere-se a uma Interface entre duas camadas, sendo a camada inferior a provedora do Serviço e a camada superior a usuária do Serviço.
z PROTOCOLOS
- É um conjunto de regras que governa o formato e o significado das mensagens que são trocadas entre entidades parceiras dentro de uma mesma camada. - Entidades Parceiras Æ entidades de uma mesma camada em máquinas diferentes.
- As entidades usam protocolos para implementar suas definições de Serviços. Elas podem mudar o Protocolo , desde que não mudem os Serviços oferecidos aos seus usuários.
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3. Transmissão de Dados no OSI
3.2 Ilustração de Serviços e Protocolos
Físico
Enlace
Rede
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Camada N
Serviços para a camada N+
Serviços da camada N-
Protocolo com a camada N parceira
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3. Transmissão de Dados no OSI
3.5 Tipos de Conexões em Serviços
z Serviços Baseados em Conexões:
- É inspirado no Serviço Telefônico Î pega-se o telefone, disca-se o número, fala e desliga.
- Em redes Î o usuário estabelece uma conexão, usa a conexão e depois encerra a conexão.
z Serviços Sem Conexões ( Connection-less ):
- Modelado de forma similar ao sistema de Correios.
- Cada mensagem carrega o endereço completo do destino.
- Cada uma é roteada através de sistema independentemente de todas as outras.
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3. Transmissão de Dados no OSI
3.6 Tipos de Qualidade em Serviços
z Serviços Confiáveis (Confirmados)
- O receptor confirma a recepção de cada mensagem, para que o transmissor tenha certeza que ela chegou.
- Dificilmente os serviços confiáveis perdem dados.
- Ex: Transferência de arquivos.
z Serviços Não Confiáveis (Não Confirmados)
- O receptor não confirma a recepção dos pacotes.
- Utilizado em Serviços onde os retardos introduzidos pelas confirmações são inaceitáveis. - Ex: Tráfego de voz digitalizada.
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3. Transmissão de Dados no OSI
3.7 Exemplos de Serviços (I) z Serviço Sem Conexão (Sem Confirmação)
- Os dados são enviados diretamente, não necessitando a confirmação do receptor.
nDADOS.pedido
Camada N
Camada N-
Máquina ‘A’
oDADOS.indicação
Camada N
Camada N-
Máquina ‘B’
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3. Transmissão de Dados no OSI
3.7 Exemplos de Serviços (II) z Serviço Sem Conexão (Com Confirmação)
- Os dados são enviados diretamente, sendo que receptor confirma o recebimento.
nDADOS. pedido
Camada N
Camada N-
qDADOS. confirmação
Máquina ‘A’
pDADOS. resposta
oDADOS. indicação
Camada N
Camada N-
Máquina ‘B’
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3. Transmissão de Dados no OSI
3.8 Exemplos de Serviços (V) z Serviço Com Conexão (Desconexão)
- A desconexão não necessita de confirmação por parte do receptor.
nDESCONEXÃO.pedido
Camada N
Camada N-
Máquina ‘A’
oDESCONEXÃO.indicação
Camada N
Camada N-
Máquina ‘B’
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4. Camadas e Equipamentos
4.1 Enquadramento do Repetidor z O Repetidor apenas copia bits de um segmento para outro de uma mesma rede.
- Lidam apenas com sinais elétricos.
- Não entendem quadros (frames). z Enquadramento no modelo OSI:
Opera apenas na Camada Física
Repetidor
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4. Camadas e Equipamentos
4.2 Enquadramento da Switch z Equipamento utilizado para conectar computadores que utilizam o mesmo tipo de Frame.
- Manipula frames completos (não apenas sinais elétricos).
- A switch ponte encaminha apenas frames completos e corretos. z Enquadramento no modelo OSI:
Opera apenas na Camada de Enlace
Switch
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4. Camadas e Equipamentos
4.3 Enquadramento da Roteador z Equipamento que determina a melhor rota de tráfego de dados entre as redes.
- Transfere pacotes de uma rede para outra.
- Podem conectar redes com tecnologias diferentes (FDDI e Ethernet). z Enquadramento no modelo OSI:
Opera apenas na Camada de Rede
Roteador
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5. Padrões IEEE 802
5.3 Histórico e Concepções
Características Elétricas: Sinal Alto = + 0,85 V Sinal Baixo = – 0,85 V
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5. Padrões IEEE 802
5.4 Projeto 802.3 (Frame Ethernet / Parte I)
z Preâmbulo
- Sincroniza a comunicação entre transmissor e receptor. Cada frame inicia com um Preâmbulo de 7 bytes contendo 10101010
- O preâmbulo é seguido por um delimitador SFD = 10101011 que identificará o início do frame. z Endereço Destino
- O bit de mais alta ordem é 0 para endereços ordinários e 1 para endereços de grupo (Multicast).
- Endereços de grupo permitem a múltiplas estações ouvir uma simples estação.
- Se todos os bits de endereços forem 1 então a mensagem é enviada para todas as estações(Broadcast). z Endereço Fonte
- O endereço de origem é sempre um endereço Unicast (nó simples).
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5. Padrões IEEE 802
5.4 Projeto 802.3 (Frame Ethernet / Parte II)
z Dados
- O tamanho dos dados varia de 46 à 1500 bytes, entretanto, um frame não pode ser menor que 64 bytes para se ter certeza do reconhecimento de colisões.
- Um frame menor será preenchido para ter 64 bytes, e o campo de tamanho (Lenght) será usado mais tarde para recalcular o tamanho original.
- Mínimo tamanho de um Frame Æ 6+6+2+46+4= 64 bytes.
- Máximo tamanho de um Frame Æ 6+6+2+1500+4= 1518 bytes.
z FCS (Frame Check Sequence)
- Checagem de redundância cíclica (CRC) do quadro.
- Ajuda a detectar erros no campo de dados.
