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Redes de Computadores
Modelo de Camadas
Sumário Visão Geral de uma Rede de Computadores
Protocolos
Modelo de Camadas Porque utilizar
Tipos de Modelos de Referência
Modelo de Referência ISO/OSI Histórico
Principais características
Camadas
Protocolos do Modelo OSI
Principais considerações
Modelo de Referência TCP/IP Histórico
Principais Características
Camadas
Visão Geral das Camadas
Conceito de Portas
Comparação entre os Modelos
Modelo de Cinco Camadas Principais características
Camadas
Protocolos do Modelo Cinco Camadas
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Visão Geral de uma Redes de Computadores
Origem - dispositivo emissor – transmissor
Interface – modem
Canal / link de comunicação
Interface - modem
Destino - dispositivo receptor
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Protocolos (1/2)
Conjunto de regras e convenções sobre a forma que se dará a comunicação entre entidades de sistemas diferentes;
Em uma rede de computadores, toda comunicação é governada por protocolos;
Definem formato, ordem de mensagens enviadas e recebidas entre entidades de rede e ações tomadas ao enviar ou receber uma mensagem.
4
Protocolos (2/2)
5
Redes são complexas ?! ... ???
Dispositivos
Protocolos
Hosts
Roteadores
Enlaces
Aplicações
Hardware
Software
e muito mais...
Pergunta:
Como organizar isso tudo???
Resposta: Dividir em Camadas
Modelo de Camadas
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Por que usar camadas?
Estrutura explícita permite identificação de relações entre componentes;
Modularização facilita implementação, atualização do sistema; Exemplo:
Uma janela de um apartamento está vinculada ao seu respectivo andar de um prédio de residências.
Tipos de Modelos de Referência:
ISO/OSI TCP/IP
Cinco camadas (hpibrido)
Modelo ISO/OSI
Modelo ISO/OSI (1/11) Histórico
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Em 1984 a ISO (Organização Internacional de Padronização), criou o modelo de referência aberto OSI (Open Systems Interconnection)
Para resolver o crescimento de protocolos proprietários de rede incompatíveis;
Facilitar o processo de padronização e obter interconectividade entre máquinas de diferentes fabricantes;
Modelo serve de base para qualquer tipo de rede, seja de curta, média ou longa distância.
Modelo ISO/OSI (2/11) Principais características
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Dividido em sete camadas: As três camadas mais baixas cuidam dos aspectos
relacionados à transmissão propriamente dita; A camada de transporte lida com a comunicação
fim a fim; As três camadas superiores se preocupam com os
aspectos relacionados à aplicação, já a nível de usuários;
A comunicação entre sistemas ocorre a nível de camadas.
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É a única camada que possui acesso físico ao meio de transmissão de rede (cobre, fibra ótica ou ondas de rádio);
Trata das características dos padrões mecânicos, elétricos, funcionais e procedimentos para conexão física;
Responsável por enviar os bits de um computador para o outro por fio ou por outro tipo de conexão;
NÃO é função desta camada em tratar erros de transmissão.
Modelo ISO/OSI (3/11) Camada Física
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Torna o meio físico livre de erros;
Detecção e correção de erros;
Quadros com informação + bits de
verificação;
Subcamadas
MAC - Controla o acesso ao meio físico
LLC - Controla o enclace lógico
Modelo ISO/OSI (4/11) Camada de Enlace de Dados
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Roteia as informações de origem ao
destino, ou seja, responsável pelo
endereçamento dos pacotes, convertendo
endereços lógicos (IP) em endereços
físicos (MAC) , de forma que os pacotes
consigam chegar corretamente ao destino;
Essa camada também determina a rota que
os pacotes irão seguir para atingir o
destino.
Modelo ISO/OSI (5/11) Camada de Rede
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Divide as mensagens em pacotes;
É a primeira camada de comunicação fim a fim, ou seja, o programa na máquina de origem conversa com a máquina de destino;
Comunicação fim a fim
Deve garantir uma comunicação fim a fim confiável.
Modelo ISO/OSI (6/11) Camada de Transporte
Rede de Interconexão
A
B
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Esta camada estabelece, gerencia e
termina sessões entre dois hosts;
Exemplo: faz com que dois programas em
computadores diferentes estabeleçam uma
sessão de comunicação para posterior
troca de informação.
Modelo ISO/OSI (7/11) Camada de Sessão
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Realiza transformações adequadas nos
dados:
Tradução dos dados entre a camada de
Aplicação e as demais camadas;
Compressão de textos;
Criptografia;
Conversão de padrões.
Modelo ISO/OSI (8/11) Camada de Apresentação
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É a camada que lida com as solicitações dos aplicativos que requerem comunicações de rede como: Acesso a um banco de dados;
Envio de um correio eletrônico;
Transferência de arquivos;
Esta camada oferece acesso direto aos aplicativos que estão sendo executados em computadores ligados em rede.
Modelo ISO/OSI (9/11) Camada da Aplicação
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Modelo ISO/OSI (10/11) Protocolos do Modelo OSI
Modelo ISO/OSI (11/11) Principais Considerações
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O Modelo OSI não obteve êxito comercial;
Modelo OSI muito complexo
Primeiras versões demoraram a ser lançadas e não tinham bom
desempenho (eram lentas);
Nem sempre precisamos usar todas as camadas(sete) em um software.
Exemplo:
FTP - não usa criptografia,
Email - não usa a noção de sessão;
Quanto o padrão OSI foi lançado, o TCP/IP já estava sendo amplamente
utilizado nas universidades. Muitos fabricantes já ofereciam produtos TCP/IP.
Modelo TCP/IP mais simples e eficiente e cresceu mais rapidamente. Além
disso estava associado ao SO UNIX (muito empregado no ambiente
acadêmico).
Modelo TCP/IP
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Modelo TCP/IP (1/10) Histórico
Na década de 60, a Advanced Research Projects Agency foi
fundada com recursos sob os auspícios do U.S. Department of
Defense;
Computadores naquela época eram poucos e caros;
Em 1968, o Defense Department fundou uma rede de
interconexão para compartilhar esses preciosos recursos;
A rede, DARPANet, designada por Bolt, Beranek, e Newman,
tinha suficiente redundância para resistir à perda da maior parte
da rede;
DARPANet, mais tarde mudada para domínio público,
eventualmente desenvolveu-se para tornar-se a Internet de
nossos dias.
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Com a adoção maciça do TCP/IP no governo americano, universidades e centros de pesquisas, ele se tornou um padrão mundial de fato na interconexão de computadores;
Sendo um padrão aberto aceita sugestões de melhoria da comunidade internacional;
A Internet se fundamenta no modelo de referência de protocolo TCP/IP.
Modelo TCP/IP (2/10) Histórico
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Padrão aberto;
TCP/IP foi o protocolo adotado na
Internet;
Possui quatro camadas.
Modelo TCP/IP (3/10) Principais características
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Conecta o host à rede. Presume que
qualquer tecnologia de acesso pode ser
utilizada, com ou sem fio, local ou não,
etc.
Protocolos:
Utilizados no driver do dispositivo no SO,
placa de rede:
SLIP
PPP
Modelo TCP/IP (4/10) Camada de Acesso à rede
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Encaminhamento de pacotes pela rede
de interconexão, independente da
localização dos hosts.
Endereçamento dos hosts
Roteamento
Controlar congestionamento
Protocolos:
IP
ICMP – ping do dos
Modelo TCP/IP (5/10) Camada de Internet
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Comunicação entre o host origem e o host destino (fim a fim)
Protocolos: TCP - Transmition Control Protocol
Garante a entrega dos pacotes
Mantém a sequência de envio em caso de falha de comunicação
Detecta e corrige erros de transmissão
UDP - User Datagram Protocol Não garante a entrega de pacotes
Não tem detecção e correção de erros de transmissão
Muito usado em transmissão de voz e vídeo.
Modelo TCP/IP (6/10) Camada de Transporte
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Serviços específicos para os usuários e aplicações Representação, codificação e controle de
diálogo.
Protocolos: Telnet – Serviço de Terminal alfanumérico
FTP – Transferência de arquivos
SMTP – correio eletrônico
DNS
HTTP
Modelo TCP/IP (7/10) Camada da Aplicação
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Modelo TCP/IP (8/10) Visão geral das Camadas
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Cada nível da arquitetura existe um campo no protocolo da camada que
indica para que os dados encapsulados devem ser entregues;
Para distinguir dentre as várias aplicações, o nível de transporte associa um
identificador a cada processo de aplicação;
Esse identificador é chamado de “Porta”;
Número de portas de origem e destino são incluídos no cabeçalho do TCP e
do UDP.
Modelo TCP/IP (9/10) O Conceito de Portas
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Existem algumas diferenças de nomenclatura das Camadas no Modelo TCP/IP
mas, independente de tais diferenças o princípio e as funções das Camadas são
as mesmas obedecendo ao esquema mostrado abaixo.
Modelo TCP/IP (10/10) Comparação entre os Modelos
Modelo de Cinco camadas
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Camada de Aplicação5
Camada de Transporte4
Camada de Rede3
Camada de Enlace2
Camada Física1
Canal de comunicação
Usuário
Modelo de Cinco Camadas Principais características
Modelo de Cinco Camadas Camadas
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Modelo de Cinco Camadas Protocolos do Modelo
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Camada Descrição Protocolo
Aplicação Suporta aplicações de rede FTP, SMTP,
HTTP
Transporte Transferência de dados entre
sistemas terminais
TCP, UDP
Rede Roteamento de datagramas da
origem ao destino
IP
Enlace Transferência de dados entre
elementos de rede vizinhos
PPP, ethernet