Modelo OSI: As 7 camadas e as suas funções!

Modelo OSI (Open Systems Interconnection), criado em 1970 com o objectivo de ser um modelo standard para protocolos de comunicação, foi aprovado no início dos anos 80 pela Organização Internacional de Normalização (ISO), é um modelo de arquitetura para sistemas abertos e permite a comunicação end-to-end entre máquinas de diferentes fabricantes. Define diretivas genéricas para a construção de redes de computadores (seja de curta, média ou longa distância) independente da tecnologia utilizada.
Esta arquitetura é um modelo que divide as redes de computadores em 7 camadas, em que cada camada são realizadas funções específicas.

Camadas do Modelo OSI:

Aplicação (Application)
Apresentação (Presentation)
Sessão (Session)
Transporte (Transport)
Rede (Network)
Ligação de Dados (Data Link)
Física (Physical)

modelo osi

Modelo OSI – As 7 camadas

Funcões da camada Física (Camada 1 do Modelo OSI)

A camada Física tem a função de enviar e receber bits, através de um canal de comunicação. Esta camada trabalha basicamente com as características mecânicas e elétricas do meio físico, como por exemplo: Número de volts que devem representar os níveis lógicos “1” e “0”; velocidade máxima da transmissão; transmissão simplex, half duplex ou full duplex; número de pinos do conector e utilidade de cada um.

Funções da camada de Ligação de Dados (Camada 2 do Modelo OSI)

A camada de ligação de dados prevê a transmissão física de dados e lida com erros de notificação, topologia da rede e controlo de fluxo. Isto significa que a camada de ligação de dados irá assegurar que as mensagens são enviadas para o dispositivo apropriado em uma rede local utilizando endereços de hardware e irá traduzir mensagens da camada de rede em bits para a camada física para transmitir. A camada de ligação de dados formata a mensagem (data frame) e acrescenta um cabeçalho personalizado que contém o destino hardware e endereço de origem. Esta camada está dividida em dois subníveis:

Subnível superior – Controle lógico de ligação (LLC – Logical Link Conrol) – Responsável por identificar os protocolos da camada de rede e em seguida encapsulamento deles. Um cabeçalho LLC diz à camada de ligação de dados o que fazer com um pacote assim que uma frame é recebida. Funciona assim: um host recebe uma frame e olha no cabeçalho LLC para descobrir onde o pacote é destinado, por exemplo, o protocolo IP na camada de rede. O LLC também pode fornecer controle de fluxo e sequenciamento de bits de controle.

Subnível inferior – Controle de acesso ao meio (MAC – Medium Access Control) – Define como os pacotes são colocados no meio. O meio de contencão de acesso é “primeiro a chegar / primeiro a ser servido”, o acesso, onde todos compartilham a mesma largura de banda. Endereçamento físico é definido aqui, bem como as topologias lógicas. O que é
uma topologia lógica? É o percurso do sinal através de uma topologia física. Linha de disciplina, notificação do erro (mas não corrige), a entrega ordenada de frames e o controlo do fluxo também pode ser utilizado neste subcamada.

Funções da camada de Rede (Camada 3 do Modelo OSI)

A camada de rede tem a função de controlar a operação da rede de um modo geral. Suas principais funções são o roteamento dos pacotes entre fonte e destino. Em redes de longa distância é comum que a mensagem chegue do nó fonte ao nó destino passando por diversos nós intermediários no meio do caminho e é tarefa da camada de rede escolher o melhor caminho para essa mensagem.
Funciona da seguinte forma: em primeiro lugar, quando um pacote é recebido em uma interface do roteador, o endereço IP de destino é verificado. Se o pacote não está destinado para esse roteador particular, ele irá procurar o endereço de rede de destino na tabela de roteamento. Uma vez que o roteador escolhe uma interface de saída, o pacote será enviado a essa interface para ser moldado e enviados na rede local. Se o roteador não conseguir encontrar uma entrada para a rede de destino do pacote na tabela de roteamento, o roteador descarta o pacote.
Se muitos pacotes estiverem a ser transmitidos através dos mesmos caminhos, eles vão diminuir o desempenho global da rede, formando congestionamentos. O controle de tais congestionamentos também é tarefa da camada de rede.

Funções da camada de Transporte (Camada 4 do Modelo OSI)

A camada de transporte inclui funções relacionadas com conexões entre a máquina fonte e máquina destino, segmentando os dados em unidades de tamanho apropriado para utilização pelo nível de rede, seguindo ou não as orientações do nível de sessão.
As principais funções do nível de transporte são a criar conexões para cada requisição vinda do nível superior, multiplexar as várias requisições vindas da camada superior em uma única conexão de rede, dividir as mensagens em tamanhos menores, a fim de que possam ser tratadas pelo nível de rede e estabelecer e terminar conexões através da rede.
O nível de transporte é o primeiro que trabalha com conexões lógicas fim a fim, ou seja, um programa na máquina fonte conversa com um programa similar na máquina destino, diferente dos níveis anteriores, que conversavam somente com o nó vizinho. Vale ressaltar que a conexão criada pelo nível de transporte é uma conexão lógica, e os dados são transmitidos somente pelo meio físicos, através da camada física do modelo. Assim, os dados devem descer nível a nível até atingir o nível 1, para então serem transmitidos à máquina remota.

Funções da camada de Sessão (Camada 5 do Modelo OSI)

A função da camada de sessão é administrar e sincronizar diálogos entre dois processos de aplicação. Esta camada oferece três tipos de diálogo: simplex, half duplex e full duplex.
A camada de sessão fornece mecanismos que permitem estruturar os circuitos oferecidos para o nível de transporte. Nesta camada ocorre a quebra de um pacote com o posicionamento de uma marca lógica ao longo do diálogo. Esta marca tem como finalidade identificar os blocos recebidos para que não ocorra uma recarga, quando ocorrer erros na transmissão.

Funções da camada de Apresentação (Camada 6 do Modelo OSI)

A camada de apresentação recebe o nome de seu propósito: Ela apresenta dados para a camada de aplicação e é responsável pela tradução dos dados e formatação do código. Pense nisso como um tradutor do modelo OSI, um prestador de serviços de codificação e de conversão. Uma maneira muito eficaz de garantir uma transferência de dados bem-sucedida é a de converter os dados em um formato padrão antes da transmissão. Os computadores são configurados para receber esses dados genericamente formatado e, em seguida, reformatá-lo de volta para seu estado nativo de lê-lo.
Um exemplo deste tipo de serviço de tradução ocorre quando traduzindo dados antigos de EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Código Interchange), para ASCII (American Standard Code para Information Interchange).

Funções da camada de Aplicação (Camada 7 do Modelo OSI)

A camada de Aplicação do modelo OSI marca o local onde os usuários realmente se comunicão com o computador e só entra em acção quando é claro que o acesso à rede será necessário em breve. A camada de Aplicação funciona como interface entre o programa de aplicação atual e a próxima camada para baixo, proporcionando formas de aplicação para enviar informações para baixo através da pilha de protocolos. Transferir um arquivo entre os dois sistemas requer uma forma de trabalhar com essas incompatibilidades, e essa é a função da camada de aplicação. A camada de aplicação é a camada que possui o maior número de protocolos existentes, devido ao fato de estar mais perto do usuário e os usuários possuírem necessidades diferentes.

Confira na tabela seguinte o resumo das funções das diferentes camdas do Modelo OSI:

modelo osi

Modelo OSI – As 7 camadas e as suas funções

Para ilustrar como o modelo OSI funciona, vejamos como funciona o acesso a uma página Web, através de um browser. Começemos de cima para baixo (camada de aplicação para camada física):

– Na camada de aplicação, o browser (aplicação) serve de interface para apresentação da informação ao utilizador. Para este pedido (cliente-> servidor), foi usado o protocolo HTTP.
– O formato dos dados é tratado na camada de apresentação. Os formatos tradicionais da Web incluem HTML, XML, PHP, GIF, JPG, etc. Adicionalmente são usados mecanismos de encriptação e compressão para a apresentação da informação.
– Na camada de sessão é estabelecida a sessão entre o computador cliente (onde é feito o pedido via browser) e o servidor web (que aloja a página requisitada).
– O protocolo TCP fornece garantia na entrega de todos os pacotes entre um dispositivo emissor e um dispositivo receptor (neste caso, a entrega de toda a informação da página web do servidor para o cliente). Isto é uma funcionalidade da camada de transporte.
– Tanto o dispositivo cliente como o servidor possuem um endereço lógico (endereço IP). Isso é uma funcionalidade da camada de rede. Adicionalmente os routers determinam qual o melhor caminho para que os pacotes possam fluir (encaminhamento) entre cliente e servidor web.
– O endereço IP (endereço lógico) é então traduzido para o endereço físico (endereço MAC da placa de rede. Isto é funcionalidade da camada da dados
– Cabos de cobre, fibra óptica, placas de rede e outros dispositivos, ajudam na ligação física entre o cliente e o servidor que acontece na camada física.

Como complemento, saiba que existem três equipamentos tradicionais numa rede que operam em diferentes camadas do modelo OSI: o HUB que funciona na camada 1 (camda física), o SWITCH na camada 2 (camada de dados) e o Roteador na camada 3 (camada de rede). Também existem Switches que também são capazes de funcionar na camada 3.

Bibliografia:
Projecto de Redes
Pplware

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  1. Eudes

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