Modelo OSI, TCP/IP e Tecnologias de Rede

Explicação das 7 Camadas do Modelo OSI

O Modelo OSI (Open Systems Interconnection) descreve sete camadas de funcionalidade de rede. A seguir, apresentamos cada camada com exemplos de tecnologias, protocolos e padrões:

1. Camada Física (Physical Layer)

• Função: Define a taxa de dados, a topologia física (malha, estrela, anel, barramento ou híbrida), a transmissão (simplex, half duplex ou full duplex).
• Exemplos: Cabos, Hubs.

2. Camada de Enlace (Data Link Layer)

• Função: Empacota os dados recebidos da camada de rede em frames, endereçamento físico (acrescenta, se necessário, endereço físico aos frames), controle de fluxo, controle de erros (detecta e retransmite pacotes com erros) e controle de acesso.
• Protocolo: PPP.

3. Camada de Rede (Network Layer)

• Função: Responsável pela entrega de pacotes individuais desde o host de origem até o host de destino, endereçamento lógico.
• Protocolo: IP.

4. Camada de Transporte (Transport Layer)

• Função: Garante que a mensagem chegue intacta e na sequência correta, e que será entregue ao aplicativo correto. Inclui controle de fluxo e controle de erros (de processo a processo).
• Protocolo: TCP.

5. Camada de Sessão (Session Layer)

• Função: Controle de diálogo, sincronização, organiza o fluxo e transmissões de grande volume de dados. Estabelece pontos de sincronização para que, em caso de falhas, somente partes dos dados sejam retransmitidas.

6. Camada de Apresentação (Presentation Layer)

• Função: Sintaxe semântica, tradução, compressão e criptografia, garantindo a interoperabilidade entre sistemas diferentes.

7. Camada de Aplicação (Application Layer)

• Função: Responsável por prover serviços ao usuário; é a camada onde o usuário interage com o sistema.
• Protocolos: HTTP, SMTP.

Pilha TCP/IP

A pilha TCP/IP simplifica o modelo OSI em quatro camadas:

• Camada de Aplicação: HTTP, DNS.
• Camada de Transporte: TCP.
• Camada de Internet: IP.
• Camada de Acesso à Rede – Interface Física: Ethernet, Modem, Wifi.

Tecnologia Multiprotocolo na Camada de Rede

Qual tecnologia permite o uso de múltiplos protocolos na camada de rede? Explique o seu funcionamento.

A tecnologia LLC (Logical Link Control) é multiprotocolo. Ela fornece mecanismos de multiplexação e controle de fluxo que tornam possível para vários protocolos de rede conviverem dentro de uma rede multiponto e serem transportados pelo mesmo meio da rede.

Diferença entre Switch e Hub

Qual é a diferença entre o switch e o HUB?

• HUB: Funciona enviando os pacotes para todas as portas. Apenas o destinatário da informação a recebe e processa; as demais portas simplesmente desconsideram tal informação.
• Switch: Envia o pacote exclusivamente para uma única porta, a porta de destino que realmente solicitou tal informação.

Aprendizagem de Endereços MAC pelo Switch

Explique como o switch aprende os endereços MAC.

O switch aprende os endereços MAC através de um mapeamento de tabela interna (memória para montar as tabelas de endereços MAC). Para identificar o destino do frame, o switch realiza um processo de aprendizagem, constituído por: Learning (Aprendizagem), Flooding (Inundação), Filtering (Filtragem), Forwarding (Encaminhamento) e Aging (Envelhecimento).

Funcionamento do Algoritmo CSMA-CD

Explique o funcionamento do algoritmo CSMA-CD.

CSMA-CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) é um gerenciamento de tráfego que garante o funcionamento das redes Ethernet, prevenindo problemas de colisões de pacotes que ocorrem sempre que duas (ou mais) estações tentam transmitir dados ao mesmo tempo.

Antes de transmitir seu pacote, a estação escuta o cabo para verificar se outra estação já está transmitindo. Caso o cabo esteja ocupado, ela espera; caso esteja livre, ela transmite.

Estrutura de Conectividade ADSL

Explique cada um dos elementos que constituem a estrutura de conectividade da tecnologia ADSL.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) é uma tecnologia que permite a transferência digital de dados em alta velocidade por meio de linhas telefônicas comuns. Basicamente, a tecnologia divide a linha telefônica em três canais virtuais: um para voz, um para download e um para upload.

Para separar voz de dados na linha telefônica, é instalado o Splitter.

Encapsulamento WAN ATM

Qual é o nome para o encapsulamento da tecnologia WAN ATM?

O encapsulamento é feito em células. A tecnologia ATM quebra os quadros em unidades de dados idênticas chamadas de células, permitindo que os dados sejam transmitidos com total previsibilidade e uniformidade.

Utilidade das VLANs

Qual é a utilidade de organizar uma rede através de VLAN?

Uma VLAN (Virtual Local Area Network) é uma rede local que agrupa um conjunto de máquinas de maneira lógica e não física, proporcionando mais segurança e melhor desempenho. A VLAN permite subdividir uma rede em redes lógicas parciais.

Vantagens:

• Flexibilidade: Facilidade para administrar modificações na rede, pois qualquer arquitetura pode ser alterada por simples parametrização dos comutadores.
• Segurança: As informações são encapsuladas em um nível suplementar e podem ser analisadas.
• Desempenho: Redução da divulgação do tráfego sobre a rede.

Topologias Wireless

Apresente as quatro topologias Wireless e suas possíveis aplicações.

• Ad-hoc: Rede nômade, ponto a ponto.
• Infraestruturada: Utiliza um access point. Possui também BSS (Basic Service Set).
• Mesh (Malha): Possui várias rotas de transmissão. Quando ocorre um problema em uma rota, o tráfego é trocado por uma alternativa.
• Backhaul: Usado em longas distâncias (ex: link de rádio). Utiliza antenas direcionais: LOS (Line of Sight - uma apontada para outra), NLOS (Non-Line of Sight - não apontadas) e OLOS (com obstáculo).

Zona de Fresnel: É uma área imaginária (semelhante a um zepelim ou bola de futebol americano) por onde o sinal trafega, e que sofre diminuição de qualidade com obstáculos.

Diferenças entre Tecnologias WLAN

Quais são as diferenças entre as tecnologias WLAN existentes?

• 802.11a: Atua na frequência de 5GHz e permite transmissões de até 54 Mbps.
• 802.11b: Atua na frequência de 2.4 GHz a 2.485 GHz (2.5 GHz no Brasil) e permite transmissões de até 11 Mbps.
• 802.11g: Atua na frequência 2.4 GHz a 2.485 GHz (2.5 GHz no Brasil) e permite transmissões de até 54 Mbps.
• 802.11n: Atua nas frequências 2,4 GHz e 5 GHz, permitindo transmissões de 130Mbps e 500Mbps, respectivamente.