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O Modelo OSI

O Modelo OSI (Open Systems Interconnection) é um modelo de referência para o projeto de protocolos de rede. É uma forma de descrever o processo a que os dados são submetidos quando transmitidos através de uma rede, e recebidos por um dispositivo receptor. Como o próprio nome diz, se trata de um modelo, abstrato, e não de um protocolo de redes real.

O modelo OSI é dividido em sete camadas, e cada camada cuida de um aspecto da comunicação em rede. Em cada camada devem estar localizados protocolos específicos que realizam trabalhos distintos, dependendo da necessidade.

Camadas do Modelo OSI

As camadas do modelo OSI são as seguintes:

Vamos analisar cada uma dessas camadas de acordo com suas funções, começando pela camada de nível mais baixo (mais próxima do hardware de rede), que é a camada física, em direção à camada de Aplicação.

Camada 1: É a Camada Física. Esta camada trata da sinalização de rede, e da conversão de bits (advindos das camadas superiores) em sinais elétricos, ópticos ou ainda em ondas eletromagnéticas para envio pelos diversos meios de transmissão utilizados, carregando os dados de um ponto a outro da rede. Define os aspectos mecânicos e elétricos da rede. É o nível onde atuam as interfaces (placas) de rede.

Camada 2: Camada de Link de Dados (Data Link). Nesta camada temos a organização dos dados a serem enviados em conjuntos de bits denominados Quadros (Frames), e é aqui que especificamos os endereços físicos das interfaces de rede envolvidas na comunicação (endereços MAC). Um endereço MAC é responsável pela identificação única dos dispositivos em uma rede, consistindo em um endereço gravado em uma memória ROM presente na própria interface física de rede.

Também é responsável pela sinalização de início e fim de transmissão de um quadro, além de gerar um código para reconhecimento de erros de transmissão de dados, conhecido como Checksum.

Camada 3: Camada de Rede. Esta camada introduz a capacidade de rotear o tráfego de um ponto da rede a outro, por meio de subredes, e por isso podemos chamar essa camada de camada de roteamento. Aqui, podemos aplicar um esquema de endereçamento lógico aos pontos de rede, como por exemplo o endereço IP (que estudaremos nas lições sobre TCP/IP).

Nesta camada também pode ocorrer fragmentação dos dados a serem transmitidos, caso o tamanho desses dados exceda um limite pré-determinado, de modo que segmentos de rede que não suportem quadros de tamanho muito grande possam também enviar os dados sem problemas.

O PDU da camada de rede é chamado de Pacote (como por exemplo, em Pacote IP). Um PDU (Protocol Data Unit) é um nome dado a um conjunto de dados presentes em uma determinada camada de uma pilha de protocolos.

Camada 4: Camada de Transporte. No geral, a camada de transporte tem o papel de fornecer funções que permitam a comunicação entre processos de aplicações (softwares) entre computadores diferentes. Assim, a camada de transporte fornece um mecanismo pelo qual diversas aplicações distintas podem enviar e receber dados usando a mesma implementação de protocolos das camadas mais baixas.

Na camada de transporte damos o nome de Segmento a um PDU que contenha dados TCP, e Datagrama a um PDU que contenha dados UDP. Estudaremos esses protocolos em suas lições específicas, quando tratarmos da pilha TCP/IP.

Camada 5: Camada de Sessão. Nesta camada é efetuada a configuração das sessões de comunicações entre os dispositivos na rede. Aqui, uma sessão de comunicação pode ser iniciada, mantida e finalizada quando não houverem mais dados a transmitir, ou quando uma das partes quiser encerrar a comunicação. Além disso, permite o sincronismo e restabelecimento de uma sessão de comunicações a partir do ponto onde houve um problema de interrupção na transmissão. O PDU aqui é chamado simplesmente de Dados (Data), assim como nas camadas 6 e 7.

Além disso, nesta camada é possível determinar se a comunicação se dará em modo half-duplex ou full-duplex, além de gerenciar o uso de protocolos de tunelamento (para acesso remoto, por exemplo).

Camada 6: Camada de Apresentação. Esta camada lida com as técnicas de apresentação dos dados, o que significa basicamente que ela é responsável pela forma ocmo os dados são reconhecidos e visualizados em seu destino. Como exemplos de suas atribuições, temos a codificação de caracteres, compressão e criptografia de dados.

Camada 7: Camada de Aplicação. Esta é a camada de mais alto nível (conceitualmente), e é a responsável por fornecer os serviços de rede às aplicações que rodam no computador. Assim, seu navegador ou seu programa de e-mails acessa a rede pois é capaz de se comunicar com a camada de aplicação da pilha de protocolos.

Podemos ver na figura a seguir um resumo das funções de cada camada no modelo de referência OSI:

A figura a seguir mostra a transmissão da dados no Modelo OSI, entre um dispositivo transmissor e um dispositivo receptor (ambos computadores neste caso):

 

Na prática, usamos conjuntos de protocolos de redes que são baseados no Modelo OSI (com algumas modificações), como a famosa pilha TCP/IP, a qual será nosso objeto de estudo em inúmeras lições aqui no Curso de Redes de Computadores da Bóson Treinamentos em Tecnologia, começando pelo próximo tutorial.

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