Camadas do modelo OSI explicadas

O que é o modelo OSI?

O Modelo OSI é um modelo lógico e conceitual que define a comunicação de rede usada por sistemas abertos para interconexão e comunicação com outros sistemas. A Interconexão de Sistema Aberto (Modelo OSI) também define uma rede lógica e descreve efetivamente a transferência de pacotes de computador usando várias camadas de protocolos.



O que você aprenderá: [ exposição ]

Características do modelo OSI

Aqui estão algumas características importantes do modelo OSI:

  • Uma camada só deve ser criada onde os níveis definidos de abstração são necessários.
  • A função de cada camada deve ser selecionada de acordo com os protocolos padronizados internacionalmente.
  • O número de camadas deve ser grande para que funções separadas não sejam colocadas na mesma camada. Ao mesmo tempo, deve ser pequeno o suficiente para que a arquitetura não se torne muito complicada.
  • No modelo OSI, cada camada depende da próxima camada inferior para executar funções primitivas. Cada nível deve ser capaz de fornecer serviços para a próxima camada superior
  • As alterações feitas em uma camada não devem precisar de alterações nas outras camadas.

Por que usar o modelo OSI?

  • Ajuda você a entender a comunicação em uma rede
  • A solução de problemas é mais fácil separando funções em diferentes camadas de rede.
  • Ajuda você a entender as novas tecnologias à medida que são desenvolvidas.
  • Permite comparar relacionamentos funcionais primários em várias camadas de rede.

História do Modelo OSI

Aqui estão marcos essenciais da história do modelo OSI:

  • No final dos anos 1970, a ISO conduziu um programa para desenvolver padrões e métodos gerais de rede.
  • Em 1973, um Sistema Experimental de Comutação de Pacotes no Reino Unido identificou a necessidade de definir os protocolos de nível superior.
  • No ano de 1983, o modelo OSI foi inicialmente planejado para ser uma especificação detalhada de interfaces reais.
  • Em 1984, a arquitetura OSI foi formalmente adotada pela ISO como um padrão internacional

7 camadas do modelo OSI

O modelo OSI é um sistema de arquitetura de servidor em camadas em que cada camada é definida de acordo com uma função específica a ser executada. Todas essas sete camadas trabalham de forma colaborativa para transmitir os dados de uma camada para outra.

  • As camadas superiores : Lida com problemas de aplicativos e principalmente implementado apenas em software. O mais alto é o mais próximo do usuário do sistema final. Nesta camada, a comunicação de um usuário final para outro começa usando a interação entre a camada de aplicativo. Ele será processado até o usuário final.
  • As camadas inferiores : Essas camadas tratam de atividades relacionadas ao transporte de dados. A camada física e as camadas de conexão de dados também implementadas em software e hardware.

As camadas superior e inferior dividem ainda mais a arquitetura de rede em sete camadas diferentes, conforme abaixo

  • Aplicativo
  • Apresentação
  • Sessão
  • Transporte
  • Rede, link de dados
  • Camadas físicas

Diagrama de Camadas de Rede

Vamos estudar cada camada em detalhes:

Camada física

A camada física ajuda a definir as especificações elétricas e físicas da conexão de dados. Este nível estabelece a relação entre um dispositivo e um meio de transmissão físico. A camada física não se preocupa com protocolos ou outros itens de camada superior.

Exemplos de hardware na camada física são adaptadores de rede, ethernet, repetidores, hubs de rede, etc.

Camada de link de dados:

A camada de enlace de dados corrige erros que podem ocorrer na camada física. A camada permite definir o protocolo para estabelecer e encerrar uma conexão entre dois dispositivos de rede conectados.

É uma camada compreensível de endereço IP, que ajuda a definir o endereçamento lógico para que qualquer ponto de extremidade seja identificado.

A camada também ajuda a implementar o roteamento de pacotes por meio de uma rede. Ajuda a definir o melhor caminho, o que permite levar dados da origem ao destino.

A camada de link de dados é subdividida em dois tipos de subcamadas:

  1. Camada Media Access Control (MAC) - é responsável por controlar como o dispositivo em uma rede obtém acesso ao meio e permite a transmissão de dados.
  2. Camada de controle de link lógico - essa camada é responsável pela identidade e pelo encapsulamento dos protocolos da camada de rede e permite que você encontre o erro.

Funções importantes da camada Datalink:

  • Enquadramento que divide os dados da camada de rede em frames.
  • Permite adicionar cabeçalho ao quadro para definir o endereço físico da fonte e da máquina de destino
  • Adiciona endereços lógicos do remetente e destinatários
  • Também é responsável pelo processo de sourcing ao processo de destino de entrega de toda a mensagem.
  • Também oferece um sistema de controle de erros no qual detecta danos retransmitidos ou frames perdidos.
  • A camada Datalink também fornece um mecanismo para transmitir dados por redes independentes que estão conectadas entre si.

Camada de transporte:

A camada de transporte se baseia na camada de rede para fornecer transporte de dados de um processo em uma máquina de origem para um processo em uma máquina de destino. Ele é hospedado em uma ou várias redes e também mantém a qualidade das funções de serviço.

Ele determina quantos dados devem ser enviados para onde e com que taxa. Essa camada se baseia na mensagem recebida da camada de aplicativo. Ajuda a garantir que as unidades de dados sejam entregues sem erros e em sequência.

A camada de transporte ajuda a controlar a confiabilidade de um link por meio do controle de fluxo, controle de erros e segmentação ou dessegmentação.

A camada de transporte também oferece uma confirmação da transmissão de dados bem-sucedida e envia os próximos dados caso não ocorram erros. O TCP é o exemplo mais conhecido da camada de transporte.

Funções importantes das camadas de transporte:

  • Ele divide a mensagem recebida da camada de sessão em segmentos e os numera para fazer uma sequência.
  • A camada de transporte garante que a mensagem seja entregue ao processo correto na máquina de destino.
  • Ele também garante que toda a mensagem chegue sem nenhum erro, caso contrário, ela deve ser retransmitida.

Camada de rede:

A camada de rede fornece os meios funcionais e procedimentais de transferência de sequências de dados de comprimento variável de um nó para outro conectado em 'redes diferentes'.

A entrega de mensagens na camada de rede não oferece nenhuma garantia de ser um protocolo de camada de rede confiável.

Os protocolos de gerenciamento de camadas que pertencem à camada de rede são:

  1. protocolos de roteamento
  2. gerenciamento de grupo multicast
  3. atribuição de endereço da camada de rede.

Camada de Sessão

A camada de sessão controla os diálogos entre computadores. Ajuda a estabelecer o início e o término das conexões entre o aplicativo local e remoto.

Esta camada solicita uma conexão lógica que deve ser estabelecida conforme a necessidade do usuário final. Esta camada lida com todo o logon importante ou validação de senha.

A camada de sessão oferece serviços como disciplina de diálogo, que pode ser duplex ou half-duplex. É implementado principalmente em ambientes de aplicativos que usam chamadas de procedimento remoto.

Função importante da camada de sessão:

  • Ele estabelece, mantém e encerra uma sessão.
  • A camada de sessão permite que dois sistemas entrem em um diálogo
  • Também permite que um processo adicione um ponto de verificação ao fluxo de dados.

Camada de apresentação

A camada de apresentação permite definir a forma como os dados devem ser trocados entre as duas entidades que se comunicam. Ele também ajuda você a lidar com a compactação e criptografia de dados.

Essa camada transforma os dados na forma aceita pelo aplicativo. Ele também formata e criptografa dados que devem ser enviados por todas as redes. Esta camada também é conhecida como camada de sintaxe .

A função das camadas de apresentação:

  • Tradução do código de caracteres de ASCII para EBCDIC.
  • Compressão de dados: Permite reduzir o número de bits que precisam ser transmitidos na rede.
  • Criptografia de dados: ajuda a criptografar dados para fins de segurança - por exemplo, criptografia de senha.
  • Ele fornece uma interface de usuário e suporte para serviços como e-mail e transferência de arquivos.

Camada de aplicação

A camada de aplicativo interage com um programa de aplicativo, que é o nível mais alto do modelo OSI. A camada de aplicativo é a camada OSI, que está mais próxima do usuário final. Isso significa que a camada de aplicativo OSI permite que os usuários interajam com outro aplicativo de software.

A camada de aplicativo interage com aplicativos de software para implementar um componente de comunicação. A interpretação dos dados pelo programa aplicativo está sempre fora do escopo do modelo OSI.

Um exemplo de camada de aplicativo é um aplicativo como transferência de arquivos, e-mail, login remoto, etc.

As funções das Camadas de Aplicativo são:

  • A camada de aplicativo ajuda a identificar parceiros de comunicação, determinando a disponibilidade de recursos e sincronizando a comunicação.
  • Ele permite que os usuários façam logon em um host remoto
  • Esta camada fornece vários serviços de e-mail
  • Este aplicativo oferece fontes de banco de dados distribuídas e acesso a informações globais sobre vários objetos e serviços.

Interação entre as camadas do modelo OSI

As informações enviadas de um aplicativo de computador para outro precisam passar por cada uma das camadas OSI.

Isso é explicado no exemplo fornecido a seguir:

  • Cada camada dentro de um modelo OSI se comunica com as outras duas camadas que estão abaixo dele e com sua camada de mesmo nível em algum outro sistema de computação em rede.
  • No diagrama fornecido a seguir, você pode ver que a camada de enlace de dados do primeiro sistema se comunica com duas camadas, a camada de rede e a camada física do sistema. Também ajuda você a se comunicar com a camada de enlace de dados do segundo sistema.

Protocolos com suporte em vários níveis

Camada Nome Protocolos
Camada 7AplicativoSMTP, HTTP, FTP, POP3, SNMP
Camada 6ApresentaçãoMPEG, ASCH, SSL, TLS
Camada 5SessãoNetBIOS, SAP
Camada 4TransporteTCP, UDP
Camada 3RedeIPV5, IPV6, ICMP, IPSEC, ARP, MPLS.
Camada 2Link de dadosRAPA, PPP, Frame Relay, ATM, Cabo de fibra, etc.
Camada 1FisicaRS232, 100BaseTX, ISDN, 11.

Diferenças entre OSI e TCP / IP

Aqui estão algumas diferenças importantes entre o modelo OSI e TCP / IP:

Modelo OSI Modelo TCP / IP
O modelo OSI fornece uma distinção clara entre interfaces, serviços e protocolos.O TCP / IP não oferece nenhum ponto de distinção claro entre serviços, interfaces e protocolos.
OSI usa a camada de rede para definir padrões e protocolos de roteamento.O TCP / IP usa apenas a camada da Internet.
O modelo OSI usa duas camadas separadas físicas e link de dados para definir a funcionalidade das camadas inferioresO TCP / IP usa apenas uma camada (link).
No modelo OSI, a camada de transporte é apenas orientada à conexão.Uma camada do modelo TCP / IP é tanto orientada quanto sem conexão.
No modelo OSI, a camada de enlace de dados e a física são camadas separadas.No TCP, a camada de enlace de dados e a camada física são combinadas como uma única camada host-para-rede.
O tamanho mínimo do cabeçalho OSI é 5 bytes.O tamanho mínimo do cabeçalho é 20 bytes.

Vantagens do modelo OSI

Aqui estão os principais benefícios / vantagens de usar o modelo OSI:

  • Ajuda a padronizar roteador, switch, placa-mãe e outros hardwares
  • Reduz a complexidade e padroniza as interfaces
  • Facilita a engenharia modular
  • Ajuda você a garantir uma tecnologia interoperável
  • Ajuda você a acelerar a evolução
  • Os protocolos podem ser substituídos por novos protocolos quando a tecnologia muda.
  • Fornece suporte para serviços orientados a conexão, bem como serviço sem conexão.
  • É um modelo padrão em redes de computadores.
  • Oferece suporte a serviços orientados à conexão e sem conexão.
  • Oferece flexibilidade para se adaptar a vários tipos de protocolos

Desvantagens do modelo OSI

Aqui estão alguns contras / desvantagens de usar o modelo OSI:

  • A adaptação de protocolos é uma tarefa tediosa.
  • Você só pode usá-lo como um modelo de referência.
  • Não define nenhum protocolo específico.
  • No modelo de camada de rede OSI, alguns serviços são duplicados em muitas camadas, como as camadas de transporte e enlace de dados
  • As camadas não podem funcionar em paralelo, pois cada camada precisa esperar para obter dados da camada anterior.

Resumo

  • O Modelo OSI é um modelo lógico e conceitual que define a comunicação de rede que é usada por sistemas abertos para interconexão e comunicação com outros sistemas
  • No modelo OSI, a camada deve ser criada apenas onde os níveis definidos de abstração são necessários.
  • A camada OSI ajuda você a entender a comunicação em uma rede
  • Em 1984, a arquitetura OSI foi formalmente adotada pela ISO como um padrão internacional
Camada Nome Função Protocolos
Camada 7AplicativoPara permitir o acesso aos recursos da rede.SMTP, HTTP, FTP, POP3, SNMP
Camada 6ApresentaçãoPara traduzir, criptografar e compactar dados.MPEG, ASCH, SSL, TLS
Camada 5SessãoPara estabelecer, gerenciar e encerrar a sessãoNetBIOS, SAP
Camada 4TransporteA camada de transporte se baseia na camada de rede para fornecer transporte de dados de um processo em uma máquina de origem para um processo em uma máquina de destino.TCP, UDP
Camada 3RedePara fornecer internetworking Para mover pacotes da origem para o destinoIPV5, IPV6, ICMP, IPSEC, ARP, MPLS.
Camada 2Link de dadosPara organizar bits em quadros Para fornecer entrega hop-to-hopRAPA, PPP, Frame Relay, ATM, Cabo de fibra, etc.
Camada 1FisicaPara transmitir bits em um meio Para fornecer especificações mecânicas e elétricasRS232, 100BaseTX, ISDN, 11.