Entendendo as Camadas de Rede: OSI, TCP/IP e Seus Protocolos

Os modelos de camadas de rede, como o Modelo OSI e o Modelo TCP/IP, são estruturas conceituais que descrevem como as funções de comunicação de rede são divididas em grupos lógicos. Cada camada é responsável por um conjunto específico de tarefas, interagindo com as camadas adjacentes para garantir a transmissão eficiente e confiável dos dados.

Modelo OSI (Open Systems Interconnection)

O Modelo OSI é um modelo de referência de sete camadas que descreve como diferentes sistemas de rede podem se comunicar. Embora o TCP/IP seja mais utilizado na prática, o OSI ainda é fundamental para entender os conceitos de rede.

Camada 7 - Aplicação

A camada de aplicação faz a interface entre a pilha de protocolos e o aplicativo que pediu ou receberá a informação através da rede. É a camada mais próxima do usuário final.

• Função: Fornece serviços de rede diretamente aos aplicativos do usuário.
• Exemplos de Protocolos: HTTP, FTP, SMTP, DNS, SSH, NFS, SNMP, Telnet.

Camada 6 - Apresentação

Também chamada de tradução, esta camada converte o formato do dado recebido pela camada de aplicação em um formato comum a ser usado na transmissão desse dado, ou seja, em um formato entendido pelo protocolo usado. Lida com a sintaxe e a semântica dos dados.

• Função: Tradução de dados, criptografia, compressão.

Camada 5 - Sessão

Permite que duas aplicações em computadores diferentes estabeleçam, gerenciem e encerrem uma sessão de comunicação. Nesta sessão, essas aplicações definem como será feita a transmissão de dados e colocam marcações nos dados que estão sendo transmitidos para sincronização.

• Função: Gerenciamento de sessões, sincronização, diálogo.

Camada 4 - Transporte

É responsável por pegar os dados enviados pela camada de Sessão e dividi-los em pacotes (segmentos de dados), que serão repassados para a camada de Rede. Garante a entrega de ponta a ponta dos dados, com controle de fluxo e erro.

• Função: Segmentação, reassemblagem, controle de fluxo, controle de erro, multiplexação.
• Exemplos de Protocolos: TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).

Camada 3 - Rede

É responsável pelo endereçamento lógico dos pacotes de dados (datagramas) e também pela tradução de endereços lógicos (IP) em endereços físicos (MAC). Define o caminho mais eficiente para os dados através da rede.

• Função: Roteamento, endereçamento lógico.
• Exemplos de Protocolos: IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol), ARP (Address Resolution Protocol), RARP (Reverse Address Resolution Protocol).

Camada 2 - Enlace (ou Link de Dados)

Pega os pacotes de dados recebidos da camada de Rede e os transforma em quadros ou células que serão trafegados pela rede. Adiciona informações como o endereço da placa de rede de origem, o endereço da placa de rede de destino, dados de controle, os dados em si e o checksum. Lida com a entrega de dados entre dispositivos diretamente conectados.

• Função: Endereçamento físico (MAC), controle de acesso ao meio, detecção de erros.

Camada 1 - Física

Pega os dados enviados pela camada de Enlace e os transforma em sinais compatíveis com o meio onde deverão ser transmitidos (elétricos, ópticos, rádio). Define as especificações elétricas e mecânicas para a transmissão de dados.

• Função: Transmissão de bits brutos, especificações de hardware.

Modelo TCP/IP

O Modelo TCP/IP é o conjunto de protocolos que forma a base da Internet. É um modelo de quatro ou cinco camadas, mais prático e menos rígido que o OSI.

Camada de Aplicação

Esta camada faz a comunicação entre os aplicativos e os protocolos de transporte. Corresponde às camadas de Aplicação, Apresentação e Sessão do Modelo OSI.

• Função: Fornece serviços de rede para aplicações.
• Exemplos de Protocolos: HTTP, FTP, SMTP, DNS, SNMP, Telnet, SSH, NFS.

Camada de Transporte

Esta camada é responsável por captar os dados enviados pela camada de aplicação e transformá-los em pacotes (segmentos), a serem repassados para a camada de Internet. Garante a comunicação de ponta a ponta entre processos.

• Função: Segmentação, controle de fluxo, controle de erro.
• Exemplos de Protocolos: TCP, UDP.

Camada de Rede (ou Internet)

Há vários protocolos que podem operar nesta camada. É responsável pelo endereçamento lógico e roteamento dos pacotes de dados (datagramas) através de redes interconectadas. Corresponde à camada de Rede do Modelo OSI.

• Função: Endereçamento lógico, roteamento.
• Exemplos de Protocolos: IP, ICMP, ARP, RARP.

Camada de Interface com a Rede (ou Acesso à Rede)

Esta camada é responsável por enviar o datagrama recebido pela camada de Internet em forma de um quadro através da rede física. Corresponde às camadas de Enlace e Física do Modelo OSI.

• Função: Transmissão de dados no meio físico, endereçamento físico.

Principais Protocolos de Rede

A seguir, uma lista detalhada de alguns dos protocolos mais importantes mencionados:

• DNS (Domain Name System): Traduz nomes de domínio legíveis por humanos (ex: google.com) em endereços IP numéricos.
• HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Protocolo base para a comunicação de dados na World Wide Web.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Usado para enviar e-mails.
• POP3 (Post Office Protocol version 3): Usado para receber e-mails, baixando-os do servidor para o cliente.
• FTP (File Transfer Protocol): Usado para transferir arquivos entre computadores em uma rede.
• SSH (Secure Shell): Protocolo de rede criptográfico para operar serviços de rede de forma segura sobre uma rede não segura.
• NFS (Network File System): Permite que um usuário em um computador cliente acesse arquivos em um servidor de rede.
• SNMP (Simple Network Management Protocol): Usado para gerenciar dispositivos em uma rede IP.
• Telnet: Protocolo de rede para fornecer uma interface de linha de comando bidirecional e interativa usando uma conexão de terminal virtual.
• IP (Internet Protocol): Protocolo principal da camada de rede, responsável pelo endereçamento e roteamento de pacotes.
• ICMP (Internet Control Message Protocol): Usado por dispositivos de rede para enviar mensagens de erro e informações operacionais.
• ARP (Address Resolution Protocol): Traduz endereços IP em endereços MAC.
• RARP (Reverse Address Resolution Protocol): Traduz endereços MAC em endereços IP.