Modelo OSI: Guia Completo das 7 Camadas

Modelo OSI: Estrutura e Funções das Camadas

A International Organization for Standardization (ISO) é uma organização multinacional dedicada ao estabelecimento de acordos globais sobre as normas internacionais. Um padrão ISO que abrange todos os aspectos das redes de comunicação é o modelo Open Systems Interconnection (OSI). Um sistema aberto é um modelo que permite que dois sistemas diferentes se comuniquem, independentemente da arquitetura subjacente.

O objetivo do modelo OSI é permitir a comunicação entre sistemas diferentes sem ter que mudar a lógica do hardware subjacente ou software. O design também inclui uma arquitetura de rede flexível, robusta e interoperável.

O modelo OSI é uma arquitetura em camadas para a conceção de sistemas de rede que permite a comunicação entre todos os tipos de computadores.

As 7 Camadas do Modelo OSI

É composto por sete níveis distintos, mas relacionados, cada um dos quais define um segmento do processo necessário para mover informações através de uma rede.

Camada 1: Física

Lida com a interface elétrica e mecânica e o meio de transmissão. Define procedimentos e funções que os dispositivos físicos e interfaces devem realizar para a transmissão.

Responsabilidades

• Características físicas da interface e do meio: Define o tipo de meio de transmissão.
• Representação dos bits: Os dados são compostos por um fluxo de bits (sequências de zeros e uns); define o tipo de codificação.
• Taxa de Dados: Esta camada define a taxa de transmissão: o número de bits enviados por segundo.
• Sincronização de Bits: O remetente e o destinatário devem ser sincronizados ao nível do bit.
• Configuração da Linha: Conexão de dispositivos ao meio.
• Topologia Física: Define como dispositivos são conectados para formar uma rede (por exemplo: anel, estrela, malha, etc.).
• Modo de Transmissão: Define a direção de transmissão de dados entre dois dispositivos: simplex, half-duplex ou full-duplex.

Camada 2: Enlace de Dados

Transforma a camada física, um simples meio de transmissão, num elo confiável e é responsável pela entrega de nó a nó. Apresenta-se à camada superior (rede) como um meio livre de erros.

Responsabilidades

• Enquadramento (Framing): Divide o fluxo de bits recebidos da camada de rede em unidades gerenciáveis de dados chamadas quadros (frames).
• Endereçamento Físico: Adiciona um cabeçalho ao quadro para definir o endereço físico do remetente e/ou receptor do quadro.
• Controle de Fluxo: Se a velocidade em que o receptor recebe os dados é menor que a velocidade de transmissão do remetente, esta camada impõe um mecanismo de controle de fluxo para evitar o transbordamento do receptor.
• Tratamento de Erro: Adiciona confiabilidade à camada física, incluindo mecanismos de deteção e retransmissão de quadros perdidos ou danificados.
• Controle de Acesso ao Meio: Determina qual dispositivo tem o controle do meio (link) quando dois ou mais dispositivos compartilham o mesmo link.

Camada 3: Rede

É responsável pela entrega de um pacote da origem ao destino através de múltiplas redes.

Responsabilidades

• Endereçamento Lógico: Se um pacote atravessa as fronteiras da rede, é necessário um tipo diferente de endereçamento. Adiciona um cabeçalho ao pacote vindo do nível superior, incluindo endereços lógicos do emissor e do receptor.
• Encaminhamento (Routing): Conecta redes independentes ou links para criar uma rede de redes, utilizando dispositivos chamados roteadores ou gateways para encaminhar os pacotes para o seu destino.

Camada 4: Transporte

Responsável pela entrega da origem ao destino (de ponta a ponta). Também garante que a mensagem chegue intacta e em ordem, monitorando tanto o controle de erro quanto o controle de fluxo a nível da origem ao destino.

Pode também criar uma conexão (caminho lógico) entre dois pontos finais (portas). Isso envolve três etapas: o estabelecimento da conexão, a transferência de dados e o encerramento da conexão.

Responsabilidades

• Endereçamento de Ponto de Serviço (Portas): O cabeçalho do nível de transporte deve incluir um tipo de endereço chamado ponto de endereço de serviço ou porta. Isso permite que a mensagem inteira seja entregue ao processo adequado dentro do computador.
• Segmentação e Remontagem: A mensagem transmitida é dividida em segmentos. Esta camada é responsável por remontar os segmentos na ordem correta e substituir pacotes que foram perdidos na transmissão.
• Controle de Conexão: Pode ser orientado à conexão ou não orientado à conexão.
• Controle de Fluxo: O controle de fluxo é realizado de ponta a ponta (origem ao destino), não apenas no link individual.
• Controle de Erro: Realiza o controle de erros de ponta a ponta.

Camada 5: Sessão

É o driver do diálogo na rede. Estabelece, mantém e sincroniza a interação entre dois sistemas de comunicação.

Responsabilidades

• Controle de Diálogo: Permite que dois sistemas estabeleçam um diálogo. A comunicação pode ser half-duplex ou full-duplex.
• Sincronização: Permite que um sistema adicione pontos de sincronização (checkpoints) em um fluxo de dados.

Camada 6: Apresentação

Está relacionada com a semântica e sintaxe das informações trocadas.

Responsabilidades

• Tradução: Traduz o fluxo de bits de informação antes de transmiti-lo. Como cada computador pode ter um sistema de codificação diferente, esta camada é responsável pela interoperabilidade entre diferentes métodos de codificação.
• Criptografia: Para garantir a privacidade, transforma os dados originais para outro formato.
• Compressão: Reduz o número de bits a serem transmitidos, o que é importante na transmissão de dados multimídia (texto, áudio, vídeo).

Camada 7: Aplicação

Permite que o usuário humano e o software acedam à rede. Fornece interfaces de usuário e suporte para serviços como e-mail, transferência de arquivos, acesso remoto, etc.

Alguns Serviços Específicos da Camada de Aplicação

• Terminal Virtual de Rede: Permite o acesso a um computador remoto.
• FTAM (File Transfer, Access, and Management): Permite aceder a arquivos em um computador remoto.
• Serviços de Correio: Suporta o envio e armazenamento de e-mail.
• Serviços de Diretório: Permite o acesso a bases de dados distribuídas.