Modelo OSI

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Instituição: UNEB
Tema: Informática

Modelo ISO/OSI


Introdução

A Organização Internacional para Padronização (ISO), é a instituição responsável pela implantação de um modelo geral para interconexão de sistema denominado Modelo de Referência para a Interconexão de Sistemas Abertos (modelo ISO/OSI).

O objetivo principal do modelo ISO/OSI é proporcionar uma base para a coordenação do desenvolvimento de padrões relativos à interconexão de sistemas de maneira flexível e utilizando facilidades de comunicação de dados.


Conceitos e Objetivos

O modelo ISO/OSI diz respeito à interconexão de sistemas - o modo como eles trocam informações - e não às funções internas que são executadas por um dado sistema. (O modelo ISO/OSI oferece uma visão generalizada de uma arquitetura estratificada e organizada em camadas). Pela definição que foi dada a sistema, a arquitetura aplica-se a sistemas muito simples, como a conexão de um terminal a um computador, e a sistemas muito complexos, como a interconexão de duas redes completas de computadores. O modelo ISO/OSI também pode ser usado como modelo para uma arquitetura de rede. O desenvolvimento deste modelo está constantemente sofrendo alterações para poder adaptar-se aos diversos sistemas existentes.


Camadas

O modelo ISO/OSI utiliza uma abordagem estratificada com certos conjuntos de funções alocados às diversas camadas.

Uma entidade é um elemento ativo em uma camada. Duas entidades em uma mesma camada são denominadas entidades pares. As entidades de uma camada prestam serviços às entidades da camada imediatamente acima e, por sua vez, recebem serviços da camada situada imediatamente abaixo. Por exemplo, as entidades da camada de apresentação prestam serviços à camada de aplicação e recebem serviços da camada de sessão.


Física

Ativação e desativação das conexões físicas, mediante solicitação da camada de enlace de dados. Transmissão dos bits por uma conexão física em modo síncrono ou assíncrono. Tratamento das atividades de gerência da camada física, inclusive a ativação e o controle de erros.


Enlace de Dados

Estabelecimento e liberação de conexões de enlace de dados. Sincronização da recepção de dados que tiverem sido partidos por várias conexões físicas. Detecção e correção de erros de transmissão, com retransmissão de quadros, se necessário.  


Rede

Determinação de um roteamento ótimo sobre as conexões de rede que podem existir entre dois endereços de rede. Provisão de uma conexão de rede entre duas entidades de transporte. Multiplexação de múltiplas conexões de rede em uma única conexão de enlace de dados. Tratamento das atividades da camada de rede, inclusive ativação e controle de erros.


Transporte

Colocação em seqüência das unidades de dados transferidas, para garantir que sejam entregues na mesma seqüência em que foram enviadas. Detecção de erros e recuperação após erros. Controle de fluxo de dados para evitar sobrecarga dos recursos da rede. Realização das atividades de supervisão da camada de transporte.


Sessão

Provimento de um mapeamento um-para-um entre uma conexão de sessão e uma conexão de apresentação, em qualquer momento. Evitar que uma entidade de apresentação seja sobrecarregada de dados, pelo uso do controle de fluxo de transporte. Restabelecimento de uma conexão de transporte para suportar uma conexão de sessão. Realização das atividades de gerência da camada de sessão.


Apresentação

Emissão de uma solicitação para que a camada de sessão estabeleça uma sessão. Iniciação da transferência de dados entre entidades de aplicação ou usuários. Execução de quaisquer transformações ou conversões de dados que forem requeridas. Emissão de uma solicitação para que a camada de sessão encerre a sessão.


Aplicação

Execução das funções de aplicação comuns, que são funções que proporcionam capacidades úteis a muitas aplicações. Execução das funções de aplicação específicas, que são funções necessárias para atenderem aos requisitos de uma particular aplicação.


Arquitetura SNA


Introdução

Criado pela IBM em 1974, o SNA (System Network Architeture) é uma arquitetura de redes que define procedimentos e estruturas de comunicações entre programas de aplicação ou entre um programa de aplicação e um terminal. É constituídas por camadas similares as camadas ISO/OSI, com funções análogas que gerenciam o fluxo de informações em uma rede de comunicação de dados ligada a um mainframe IBM.


Conceitos

Uma rede SNA é composta por unidades físicas e lógicas sendo controlada por um ponto comum da rede.


Unidades Lógicas

A SNA define unidades lógicas LU (Logical Units) que fornecem pontos de acesso através dos quais os usuários interagem com a rede SNA.


Unidades Físicas

Uma rede SNA contém unidades físicas PU (Physical Units) que são dispositivos (terminais, sistemas de computação, etc) que tem por função gerenciar, utilizar e tratar recursos físicos (terminais, controladores, processadores e linhas de dados da rede).


Pontos de Controle de Serviço do Sistema

A rede SNA possui pontos de controle de serviço do sistema SSCP (System Service Control Points), que tem a função de gerenciar a rede SNA, estabelecendo e controlando as interconexões entre os usuários.


Camadas Funcionais do SNA

O SNA é dividido em seis camadas de controle mostradas abaixo:


NAU Services Manager

Inclui 3 funções de gerenciamento de serviços: SSCP, PU e LU.


FMDS (Function Management Data Services)

Providencia formatos de tradução entre gerenciadores de services de acordo com o formato de services de apresentação disponíveis.


Transmission Control

Controla sessões, faz o gerenciamento do ponto de conexão e executa funções de fronteira dentro da rede para nós periféricos. Corresponde ao nível 4 do modelo ISO/OSI.


Path Control

Assegura grupos de transmissão corretos ou a rotas de extensão; e que os formatos da mensagem estão apropriados para a transmissão.


Data Link Control

Coordena e executa a transferência em um enlace de comunicação e gerencia o fluxo de camada de enlace e procedimentos de recuperação.


Physical Control

Manipula a interface física que está conectada ao meio de transmissão. Inclui: detecção e correção de erros, apresentação de dados e controle.


Arquitetura TCP/IP


Introdução

O desenvolvimento da arquitetura TCP/IP foi patrocinado pela DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency). A arquitetura baseia-se principalmente em: serviço de transporte orientado à conexão, fornecido pelo TCP (Transmission Control Protocol) e em um serviço de rede não orientado à conexão, fornecido pelo IP (Internet Protocol).

TCP/IP é um conjunto de protocolos de comunicação utilizado para troca de dados entre computadores em ambientes LAN (rede local) ou WAN (rede de longa distancia).

O protocolo TCP/IP é adotado comercialmente por muitos ambientes como Unix, Novell, Windows NT e OS/2. O TCP/IP teve um grande reconhecimento quando a Microsoft decidiu usa-los no Windows e Windows 95. Atualmente a Novell suporta TCP/IP no Netware 4.X.

Os padrões da arquitetura TCP/IP não são elaborados por órgãos internacionais de padronização como a ISO. O corpo técnico que coordena o desenvolvimento dos protocolos dessa arquitetura é um comitê denominado IAB (Internet Activity Board). O IAB, na realidade, produz poucos documentos. Qualquer pessoa pode projetar, documentar, implementar e testar um protocolo para ser usado na Internet.


Camadas TCP/IP

A arquitetura TCP/IP é organizada em quatro camadas conceituais construídas sobre uma quinta camada que não faz parte do modelo, a camada inter-rede.


Camada Física

A Camada Física (Physical Network) do modelo não está especifica pelo TCP/IP. Normalmente utilizam-se outros protocolos como enlace do TCP/IP


Camada
de Enlace de dados (IP)

A Camada IP (Routing) responsável pelo roteamento e encaminhamento de mensagens para a rede até a mensagem chegar ao computador destino. É o IP que "sabe" a melhor rota que uma dada mensagem deve seguir na rede até chegar ao destino desejado. O roteamento é possível porque cada host tem um endereço próprio na rede.


Camada de Transporte (TCP)

A Camada TCP (Service Protocol) é a camada responsável pela transferência segura de mensagens entre os nós finais (origem e destino). Ele tem a capacidade de estabelecer "conexões virtuais" de tal forma que as aplicações possam enviar e receber mensagens sem a preocupação de gerenciamento da retransmissão, controle de seqüência, perda de integridade e controle de fluxo. 


Camada de Aplicação

A camada de aplicação (Application Protocols) define vários protocolos como TELNET (Terminal Emulation), SMTP (Simple Mail) e FTP (File Transfer).


Comparação entre o Modelo ISO/OSI e SNA

Na arquitetura SNA existe a diferença de quantidade de camadas com relação ao número de camadas do modelo OSI, mas todas camadas do modelo ISO/OSI podem ser identificadas no gerenciador de serviços (NAU Services Manager) da arquitetura SNA.

Os gerenciamentos de serviços (SSCP, PU e LU) e a camada FMDS correspondem as camadas de Sessão, Apresentação e Aplicação do modelo ISO/OSI.

A camada Transmission Control corresponde a camada de transporte do modelo ISO/OSI.

A camada Path Control da arquitetura SNA corresponde a camada de rede do modelo ISO/OSI.

A camada Data Link Control corresponde a camada de enlace do modelo ISO/OSI.

A camada Physical Control corresponde a camada de Aplicação do modelo ISO/OSI.

A arquitetura SNA procurou manter todas as camadas do modelo ISO/OSI e, portanto se manter dentro dos padrões estabelecidos.


Comparação entre o Modelo ISO/OSI e TCP/IP

A primeira diferença entre as arquiteturas OSI e TCP/IP está no número de camadas. Enquanto na arquitetura OSI são definidas 7 (sete) camadas, na arquitetura TCP/IP são definidas 5 (cinco).

No modelo ISO/OSI são descritos formalmente os serviços de cada camada, a interface usada pelas camadas adjacentes para troca de informações e o protocolo que define regras de comunicação para cada uma das camadas. Alguns dos serviços definidos para as camadas do modelo ISO/OSI são opcionais. Por exemplo, os níveis de enlace, rede e transporte podem oferecer serviços orientados à conexão (circuito virtual) ou não orientados à conexão (datagrama). Essa característica é conseqüência do fato do ISO ter elaborado um modelo que se propõe a tratar todos os aspectos do problema de interconexão aberta de sistemas. Essa flexibilidade tem aspectos positivos, mas, por outro lado, pode levar a situações onde dois sistemas em conformidade com o modelo ISO/OSI não consigam se comunicar, bastando para tal que implementem perfis funcionais incompatíveis.

A arquitetura TCP/IP foi desenvolvida com o objetivo de resolver um problema prático: interligar redes com tecnologias distintas. Para tal, foi desenvolvido um conjunto específico de protocolos que resolveu o problema de forma bastante simples e satisfatória. Os níveis; físico, de enlace e os aspectos do nível de rede do modo ISO/OSI, relativos à transmissão de dados em uma única rede, não são abordados na arquitetura TCP/IP, que agrupa todos esse serviços na camada intra-rede. A arquitetura TCP/IP se limita a definir uma interface entre o nível intra-rede e o nível inter-rede.

Os serviços do nível de rede OSI relativos à interconexão de redes distintas são implementados na arquitetura TCP/IP pelo protocolo IP. Em outras palavras, na arquitetura TCP/IP existe apenas uma opção de protocolo e serviço para esta subcamada do nível de rede: o protocolo IP, cujo serviço é datagrama não confiável. Esta falta de flexibilidade da arquitetura TCP/IP no nível inter-rede é uma das principais razões de seu sucesso. O fato de um sistema utilizar ou não o protocolo IP foi usado inclusive para distinguir os sistemas que "estão na internet" dos que não estão.

No nível de transporte, a arquitetura TCP/IP oferece duas opções: o TCP (que oferece um serviço de circuito virtual) e o UDP (datagrama). Esses protocolos são equivalentes aos protocolos orientado e não orientado à conexão do nível de transporte OSI. Acima do nível de transporte está a camada de aplicações na arquitetura TCP/IP. Nessa arquitetura, os serviços dos níveis de sessão e apresentação OSI são implementados em cada aplicação de modo especifico. A abordagem do ISO, definindo as camadas de sessão, apresentação e elementos de serviços genéricos básicos no nível de aplicação, é mais razoável no sentido em que permite uma maior reutilização de esforços durante o desenvolvimento de aplicações distribuídas.

Os protocolos da arquitetura TCP/IP oferecem uma solução simples e bastante funcional para o problema da interconexão de sistemas abertos. O fato de implementações de seus protocolos terem sido a primeira opção de solução não-proprietária para a interconexão de sistemas fez com essa arquitetura se tornasse um padrão de facto. Os padrões da ISO, por serem elaborados por uma instituição legalmente constituída, são padrões de jure.


Conclusão

O objetivo do modelo ISO/OSI é fornecer uma base comum que permita o desenvolvimento coordenado de padrões para a interconexão aberta de sistemas. Não é intenção do modelo ISO/OSI servir como especificação de implementações, e sim, de fornecer um esquema conceitual que permite que as equipes de especialistas trabalhem de forma produtiva e independente no desenvolvimento de padrões para cada uma das camadas do modelo ISO/OSI.

A arquitetura SNA é bem similar à arquitetura TCP/IP. Tanto na arquitetura SNA como na arquitetura TCP/IP é possível o envio de correio eletrônico (e-mail), a transferência de arquivos e a emulação de terminal. Mesmo com objetivos idênticos (conexão entre dois pontos através de pontos intermediários) possuem tecnologias diferentes, portanto, se faz necessário o uso de dispositivos para estabelecer a interconexão entre essas redes. Por exemplo, utiliza-se um gateway (passarela) para fazer a conversão dos padrões utilizados na rede TCP/IP para os padrões utilizados na rede SNA e vice-versa.

A arquitetura NSA se baseou nos padrões estabelecidos pelos modelos ISO/OSI, enquanto que os padrões da arquitetura TCP/IP foram elaborados por padrões próprios.

A arquitetura TCP/IP dá uma ênfase toda especial à interligação de diferentes tecnologias de redes. Talvez, essa seja a razão do grande sucesso do padrão (protocolo) TCP/IP.

Os melhores sistemas operacionais passaram a adotar o protocolo TCP/IP, tais como: Unix, Novell, Windows e OS/2.

Com o uso da internet (a rede mundial de computadores) e da intranet (rede corporativa), que são baseadas no protocolo TCP/IP, este padrão expandiu bastante.

Os especialistas no assunto TCP/IP estão preocupados com o vertiginoso crescimento de usuários que utilizam o protocolo TCP/IP, por causa da crescente popularidade da rede internet. Podem ocorrer problemas de espaços de endereços e de roteamentos. Esforços de curto e longo prazo vêm sendo realizados para a solução desses possíveis problemas.


Bibliografia

Cyclades Corporation. Guia Internet de Conectivade. 4 ed, São Paulo: Cyclades Brasil, 1997. 161 p.

Soares, Luis Fernando Gomes, Lemos, Guido, Colcher, Sérgio. Redes de Computadores: Das LANs, MANs e WANs à Redes ATM. 2 ed. ver. e ampliada, Rio de Janeiro: Campus, 1995. 703 p.

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