Modelo OSI: Camadas, Funções e Classificação de Redes

Modelo OSI vs. ISO

ISO é a organização; OSI é o modelo.

Cada camada do modelo OSI possui um grupo de funções que cabe a ela executar para que os pacotes de dados trafeguem na rede entre a origem e o destino. A seguir, veremos uma breve descrição de cada camada do Modelo OSI, como mostrado na figura 1.2.

Camadas do Modelo OSI

Camada 7: A Camada de Aplicação

A camada de aplicação é a mais próxima do usuário, fornecendo serviços de rede a seus aplicativos, como navegadores, clientes de correio eletrônico, aplicativos bancários e outros.

Camada 6: A Camada de Apresentação

Sua função é realizar transformações adequadas nos dados, tais como a compressão de textos, a criptografia, a conversão de padrões de terminais e arquivos para padrões de rede e vice-versa.

Camada 5: A Camada de Sessão

O nível de sessão fornece mecanismos que permitem estruturar os circuitos oferecidos pelo nível de transporte, ordenando a conversação entre equipamentos.

Camada 4: A Camada de Transporte

O nível de rede, dependendo da tecnologia utilizada, pode ou não garantir que um pacote chegue a seu destino. Desta forma, a camada de transporte pode também implementar a confirmação de entrega.

No nível de transporte, a comunicação é fim a fim, isto é, a entidade do nível de transporte da máquina origem comunica-se com a entidade do nível de transporte da máquina destino. Isto pode não acontecer nos níveis físico, de enlace e de rede, onde a comunicação se dá entre máquinas adjacentes (vizinhos) na rede.

16 • Capítulo 1

Camada 3: A Camada de Rede

A camada de rede provê conexão entre dois hosts que podem estar localizados em redes diferentes e, eventualmente, distantes do ponto de vista geográfico. Para tal, inclui entre os seus serviços o endereçamento lógico e o roteamento, ou seja, a seleção de caminhos entre a rede de origem e a rede de destino.

Camada 2: A Camada de Enlace

A camada de enlace pode fornecer trânsito seguro de dados através de um link físico. Fazendo isso, a camada de enlace trata do endereçamento físico (em oposição ao endereçamento lógico), da topologia de rede, do acesso à rede, da notificação de erro, da entrega ordenada de quadros e do controle de fluxo.

Camada 1: A Camada Física

A camada física define as especificações elétricas, mecânicas, funcionais e de procedimentos para ativar, manter e desativar o link físico entre sistemas finais. Características como níveis de voltagem, temporização de alterações de voltagem, taxas de dados físicos, distâncias máximas de transmissão, conectores físicos e outros atributos similares são definidas pelas especificações da camada física.

Atenção sobre o Modelo OSI

O modelo OSI não define a arquitetura de uma rede, nem especifica com exatidão os serviços e protocolos. Ele divide os processos de comunicações em camadas e determina o que cada camada deve fazer.

Desta forma, dois sistemas distintos podem se comunicar desde que obedeçam aos padrões em cada uma das camadas predeterminadas.

É importante notar que nem todas as arquiteturas de rede implementam as sete camadas do modelo OSI separadamente. Cada arquitetura implementa as funções de cada camada por meio de protocolos específicos.

Questões de Revisão

• 01. Uma LAN é:
  a) uma rede que conecta estações de trabalho e outros dispositivos em uma área geograficamente limitada.
• 03. No encapsulamento de dados, a informação de controle que é colocada antes dos dados denomina-se:
  a) quadro.
• 04. A ordem correta das camadas no modelo OSI é:
  a) física, enlace, rede, transporte, sessão, apresentação, aplicação.

Classificação das Redes de Computadores

Classificação por Abrangência Geográfica

Uma rede de comutadores, quanto à sua abrangência geográfica, pode ser classificada como:

• Rede Local (LAN – Local Area Network) – É uma rede privada que interliga equipamentos em uma região geográfica bem definida, como um escritório, um prédio, uma sala etc. São projetadas para permitir o compartilhamento de recursos entre os usuários. Possuem normalmente grande velocidade de transmissão e podem ser com fio (cabeadas) ou sem fio (WiFi). (Veja figura 1.1, parte a).
• Rede Metropolitana (MAN – Metropolitan Area Network) – Cobrem a área de um distrito ou até de uma cidade. É projetada para fornecer alta velocidade aos clientes, como, por exemplo, as redes que as empresas de telecomunicações montam para permitir o acesso à Internet para seus clientes, seja via ADSL (Velox, GVT) seja por cabo (virtual). (Veja figura 1.1, parte b).
• Rede de Longa Distância (WAN – Wide Area Network) – Normalmente interligam redes locais e abrangem uma grande área geográfica como um país, um continente ou até o mundo todo.

Encapsulamento dos Dados

No processo de comunicação entre elementos na rede, a informação sai da aplicação do usuário e atravessa as diversas camadas funcionais apresentadas no modelo OSI, sob a forma de uma unidade de informação, denominada PDU (Protocol Data Unit).

Cada camada funcional possui o seu PDU que, genericamente, é chamado de pacote. Com base na camada de transporte, cada PDU recebe um nome específico, identificando-o conforme as funções que devem ser executadas em cada camada:

• O PDU da camada de transporte, no caso da pilha TCP/IP, recebe o nome de segmento quando utilizado o protocolo TCP ou de datagrama de usuário no caso do protocolo UDP.
• O PDU da camada de rede é chamado de datagrama IP, no caso da pilha TCP/IP, ou pacote, no caso do modelo OSI.
• O PDU da camada de enlace é chamado de quadro (frame), como, por exemplo, frame Ethernet.
• Na camada física, a informação a ser transportada é codificada como uma sequência de bits.

Atenção sobre TCP/IP

A pilha TCP/IP é composta pelo conjunto de protocolos que atuam na Internet e que será estudada mais à frente neste livro. UDP e TCP são protocolos de transporte utilizados na Internet e fazem parte da pilha TCP/IP.

De acordo com a aplicação do usuário, a informação a ser transmitida será submetida a funções em cada camada do modelo OSI, podendo receber um cabeçalho que adiciona instruções para orientar a camada funcional equivalente no equipamento destino.

Este processo é denominado de encapsulamento dos dados e ocorre até que o quadro da camada de enlace seja encaminhado por meio do meio físico, serializado pela camada física, para o equipamento destino (figura 1.3).

Quando o pacote chega ao destino, as instruções (contidas no cabeçalho) são lidas e o desencapsulamento é realizado à medida que o pacote "sobe" pelas camadas do modelo OSI, até sua chegada à camada de aplicação.