Fundamentos de Redes: Modelos OSI, TCP/IP e Comandos Essenciais

Modelo OSI: As Sete Camadas de Rede

O Modelo OSI (Open Systems Interconnection) é um modelo conceitual que padroniza as funções de um sistema de comunicação em sete camadas distintas, facilitando a compreensão e o desenvolvimento de protocolos de rede.

1. Camada Física

   A camada mais baixa, diretamente ligada ao hardware. Responsável pela transmissão e recepção de bits brutos através de um meio físico.

2. Camada de Enlace de Dados

   Responsável pela detecção de erros na camada física e, opcionalmente, pela correção desses erros. Gerencia o acesso ao meio físico e a entrega confiável de dados entre nós adjacentes.

3. Camada de Rede

   Responsável pelo endereçamento lógico e pelo encaminhamento de pacotes entre hosts localizados em redes diferentes. O IP (Internet Protocol) opera nesta camada.

4. Camada de Transporte

   Conecta as camadas que se preocupam com o meio físico (1 a 3) com as camadas que se preocupam com as aplicações (5 a 7). Garante a entrega de dados de ponta a ponta e o controle de fluxo. Exemplos incluem TCP e UDP.

5. Camada de Sessão

   Responsável pelo estabelecimento, gerenciamento e encerramento de sessões entre duas aplicações que se comunicam. Controla o diálogo entre os processos.

6. Camada de Apresentação

   Responsável pela padronização do formato dos dados, garantindo que sejam legíveis para a camada de aplicação de outro sistema. Realiza a criptografia, compressão e conversão de dados.

7. Camada de Aplicação

   A camada mais próxima do usuário, efetua a interface entre o aplicativo e os protocolos de comunicação. Inclui protocolos como HTTP, FTP, SMTP, entre outros.

Modelo TCP/IP: As Quatro Camadas Essenciais

O Modelo TCP/IP é um conjunto de protocolos de comunicação usado para interconectar dispositivos de rede na internet. É mais prático e amplamente implementado que o modelo OSI.

1. Camada de Interface de Rede

   Especifica os detalhes de como os dados são enviados fisicamente pela rede, incluindo como os bits são assinalados eletricamente por dispositivos de hardware. Corresponde às camadas Física e de Enlace de Dados do modelo OSI.

2. Camada de Internet

   Empacota dados em datagramas IP, que contêm informações de endereço de origem e de destino usadas para encaminhar datagramas entre hosts e redes. Corresponde à camada de Rede do modelo OSI.

3. Camada de Transporte

   Fornece gerenciamento de sessão de comunicação entre computadores host. Define o nível de serviço e o status da conexão usada durante o transporte de dados. Inclui os protocolos TCP e UDP.

   • TCP (Transmission Control Protocol)

     É um protocolo orientado a conexões, confiável, que permite a entrega sem erros de um fluxo de bytes, garantindo a ordem e a integridade dos dados.

   • UDP (User Datagram Protocol)

     Fornece um serviço sem conexão e não confiável, usando IP para transportar mensagens entre duas máquinas. É mais rápido, mas não garante a entrega ou a ordem dos pacotes.

4. Camada de Aplicação

   Define os protocolos de aplicativos TCP/IP e como os programas host estabelecem uma interface com os serviços da camada de transporte para usar a rede. Corresponde às camadas de Sessão, Apresentação e Aplicação do modelo OSI.

Comandos Essenciais para Diagnóstico de Rede

• Traceroute (tracert/traceroute)

  Comando utilizado para saber o caminho que a informação segue até um destino, mostrando os roteadores intermediários.

• Ping

  Comando para verificar a conectividade e o tempo de resposta entre dois dispositivos na rede.

• Verificação de Disponibilidade de Porta (Ex: telnet)

  Exemplo: telnet 192.168.1.10 80. Utilizado para verificar se uma porta específica em um endereço IP está aberta e disponível para conexão.

CSMA/CD: Acesso Múltiplo com Detecção de Colisão

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) é um protocolo de controle de acesso ao meio utilizado em redes Ethernet para gerenciar como os dispositivos compartilham um mesmo canal de comunicação.

• Carrier Sense (Escuta do Meio)

  Cada estação "escuta" o meio de transmissão antes de iniciar a transmissão para verificar se ele está livre.

• Multiple Access (Acesso Múltiplo)

  Cada estação pode transmitir a qualquer momento, desde que o meio esteja livre.

• Collision Detection (Detecção de Colisão)

  Se duas estações transmitirem ao mesmo tempo, ocorre uma colisão. O sinal da rede ficará ilegível, e as estações envolvidas detectam a colisão e param de transmitir, aguardando um tempo aleatório antes de tentar novamente.