Funções específicas de cada camada do modelo OSI da ISO. - PDF
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Mauro Malheiro Taveira
1 Funções específicas de cada camada do modelo OSI da ISO.
2 1ª Camada - Física - Grupo Rede Física Esta camada traduz os bits a enviar em sinais elétricos, de tensão ou corrente. Ela fornece os meios de hardware para enviar e receber dados através duma portadora. A camada física é a única camada que possui acesso físico ao meio de transmissão da rede devendo, portanto, preocupar-se com factores como as especificações elétricas, mecânicas, funcionais e procedimentos da interface física entre o equipamento e o meio de transmissão, ou seja, a camada física tem como função básica a adaptação do sinal ao meio de transmissão.
3 1ª Camada - Física - Grupo Rede Física - Propriedades Mecânicas: propriedades físicas da interface com o meio físico de transmissão, incluindo, por exemplo, o tipo de ficha utilizado; - Propriedades Elétricas: relacionam-se com a representação de um bit em termos de; por exemplo, o nível de tensão utilizado e taxa de transmissão de bits; - Propriedades Funcionais: definem as funções a serem implementadas por esta interface; - Procedimentais: especificam a sequência de eventos trocados durante a transmissão de uma série de bits através do meio de transmissão utilizado.
4 1ª Camada - Física - Grupo Rede Física A camada física possui as seguintes funções: - Estabelecimento/encerramento de conexões: ativa e desativa conexões físicas mediante a solicitação de entidades da camada de enlace; - Transferência de dados: a unidade de transmissão utilizada é o bit. O nível físico tem como função transmitir os bits na mesma ordem em que chegam da camada de enlace (no sistema de origem) e entregá-los à camada de enlace na mesma ordem que chegaram (no sistema de destino); - Gestão das conexões: gestão da qualidade de serviço das conexões físicas estabelecidas. Deve monitorar taxa de erros, disponibilidade de serviço, taxa de transmissão, delay de trânsito etc. - Os padrões de nível físico utilizados são, por exemplo, X.21, X.21 bis, V.24, V.28, RS-232 I.430, I.431 etc.
5 2ª Camada - Enlace - Grupo Rede Física Esta camada implementa a sincronização das comunicações na camada física, através da definição e gestão do protocolo a implementar a nível físico. A camada de enlace tem o objectivo de implementar uma conexão confiável sobre um meio físico. Sua função básica é detectar e, opcionalmente, corrigir erros que por ventura ocorram no nível físico. As suas principais funções são: - Estabelecimento da conexão de enlace sobre conexões físicas activas; - Splitting da conexão de enlace: desta forma pode haver uma conexão de enlace sobre várias conexões físicas;
6 2ª Camada - Enlace - Grupo Rede Física - Montagem e delimitação das Tramas (Frames); montagem de tramas a partir de unidades de tramas de serviços provindas da camada de rede e reconhecimento de tramas a partir da cadeia de bits vinda do nível físico; - Controle de fluxo: controla a taxa de transmissão dos quadros, evitando que o sistema transmissor envie dados a uma taxa maior do que o receptor consegue processar. Utiliza para isso mecanismos como stop-and-wait, positive acknowledgment e sliding window. - Controle de acesso: gestão do acesso ao meio de transmissão;
7 2ª Camada - Enlace - Grupo Rede Física - Controle de erro: a camada de enlace deve detectar erros de transmissão, de formato e de operação devidos a problemas de conexão física ou mau funcionamento da própria camada. Os erros mais comuns de ocorrer são erros devido a perdas, duplicação, nãoordenação e danificação de tramas. - Controle de sequência: as unidades de dados de serviço de enlace devem ser entregues à entidade de rede de destino pela mesma ordem em que são recebidas da entidade de rede de origem; - Gestão: a camada de enlace deve exercer algumas funções de gestão relacionadas com a qualidade de serviço prestado, caracterizada por; tempo médio entre erros irrecuperáveis, taxa de erro residual decorrente da alteração, perda, duplicação e nãoordenação das tramas, disponibilidade do serviço, atraso de trânsito e throughput (vazão).
8 3ª Camada - Rede - Grupo Rede Física Esta camada trata encarrega-se do roteamento dos dados, isto é enviá-los para o destino certo a nível da sua organização em pacotes. O que esta camada faz é "routear" e reencaminhar os dados. A camada de rede deve tornar transparente para a camada de transporte a forma como os recursos dos níveis inferiores são utilizados para implementar conexões de rede. Deve também equacionar e uniformizar as diferenças entre as diversas sub-redes utilizadas de forma a fornecer um serviço único aos seus utilizadores (independentemente da rede utilizada).
9 3ª Camada - Rede - Grupo Rede Física As suas principais funções são: - Roteamento: determinação das rotas apropriadas para a transmissão dos dados entre dois endereços (origem e destino) através de algoritmos de roteamento; - Multiplexagem das conexões de rede; várias conexões de rede podem ser multiplexadas sobre uma única conexão de enlace, a fim de optimizar a utilização desta última; - Segmentação e blocagem (de dados); caso as subredes envolvidas na comunicação "end-to-end" possuam diversos tipos e tamanhos de tramas, a camada de rede deve exercer funções de segmentação de tramas e reagrupamento destas no destino;
10 3ª Camada - Rede - Grupo Rede Física - Transferência de dados expressos: a transmissão de dados expressos tem por finalidade estabelecer prioridade de transmissão para alguns dados (como sinalização e interrupção) sobre os dados normais; - Seleção de serviço: permite a escolha do serviço de rede, de modo a garantir que os serviços oferecidos pelas diversas sub-redes sejam equivalentes; - Gestão: a camada de rede deve efetuar tarefas de gestão de fluxo de dados relacionadas com a qualidade de serviço oferecida, caracterizada pelos parâmetros citados acima. A camada de rede pode prestar serviços orientados à conexão (CONS - Connection Oriented Network Service) ou serviços não-orientados à conexão (CLNS - ConnectionLess Oriented Network Service). Um exemplo de protocolo utilizado na camada de rede é o X.25.
11 4ª Camada - Transporte - Grupo Rede Lógica Esta camada assegura-se que toda a comunicação decorreu correctamente, isto é que todos os pacotes de dados chegaram e sem erros. A camada de transporte provê mecanismos que possibilitam a troca de dados "end-toend", ou seja, a camada de transporte não se comunica com máquinas intermédias na rede, como pode ocorrer com as camadas inferiores.
12 4ª Camada - Transporte - Grupo Rede Lógica As principais funções da camada de transporte são: - Estabelecimento da ligação de transporte: para se estabelecer a ligação, devem ser negociados os seguinte parâmetros; a classe de protocolo a ser utilizada, o tamanho máximo das unidades de dados de protocolo, a utilização ou não do serviço de transferência de dados expressos, parâmetros de qualidade de serviço (throughput, delay de trânsito, prioridade, taxa de erro residual, etc) etc; - Controle de sequência e controle de erro: numeração e reconhecimento explícito dos dados a fim de evitar perdas, duplicação ou entrega fora de ordem; - Controle de fluxo: a técnica de controle de fluxo utilizada na camada de transporte é a técnica de alocação de crédito, parecida com a janela deslizante;
13 4ª Camada - Transporte - Grupo Rede Lógica - Segmentação, definição de pacotes de dados e concatenação "end-to-end": adapta o tamanho da unidade de dados utilizadas para as camadas de transmissão; -Monitoração da qualidade do serviço: a monitoração da qualidade de serviço deve ser constante, caso contrário deve ser gerada uma notificação à camada de sessão; -Transferência de dados expressos: a camada de transporte deve possibilitar esta funcionalidade; - Gestão; funções de gestão relacionadas com a qualidade de serviço prestado às entidades de sessão.
14 4ª Camada - Transporte - Grupo Rede Lógica As funções implementadas pela camada de transporte dependem da qualidade de serviço desejada. Foram especificadas, então, cinco classes de protocolos orientados à ligação ou conexão: classe 0: simples, sem nenhum mecanismo de detecção e recuperação de erros; classe 1: recuperação de erros básicos sinalizados pela rede; classe 2: permite que várias conexões de transporte sejam multiplexadas sobre uma única conexão de rede e implementa mecanismos de controle de fluxo; classe 3: recuperação de erros sinalizados pela rede e multiplexagem de várias conexões de transporte sobre uma conexão de rede; classe 4: detecção e recuperação de erros e multiplexagem de conexões de transporte sobre uma única conexão de rede.
15 5ª Camada - Sessão - Grupo Rede Lógica Esta camada inicia, coordena e termina os processos de conversação e transferência de dados entre os dois sistemas interlocutores. A camada de sessão é a responsável pelo estabelecimento de sessões de comunicação entre dois utilizadores permitindo o transporte ordinário de dados (assim como a camada de transporte), porém nesta camda são implementados alguns serviços mais complexos, que podem ser úteis em algumas aplicações. Alguns serviços que a camada de sessão deve fornecer são, por exemplo:
16 6ª Camada - Apresentação - Grupo Rede Lógica Esta camada é normalmente parte integrante do sistema operativo, e converte os dados de entrada e saída do formato desta camada para outra, por exemplo a conversão de texto entrado para uma janela de popup. Por isso por vezes é chamada a camada de Sintaxe.
17 6ª Camada - Apresentação - Grupo Rede Lógica A camada de apresentação, ao contrário das camadas inferiores, já não se preocupa com os dados a nível de bits, mas sim com a sua sintaxe, ou seja, sua representação. Nela é definida a sintaxe abstracta, ou seja, a forma como os tipos e os valores dos dados são definidos, independentemente do sistema operativo utilizado e a sintaxe de transferência, ou seja, a maneira como é realizada esta codificação. Por exemplo, através da sintaxe abstracta define-se que um caracter 'A' deve ser transmitido. A sintaxe de transferência especifica, então, como este dado será codificado em ASCII ou EBCDIC ao ser entregue à camada de sessão. Outras funções que a camada de apresentação pode executar são a criptografia e compressão de dados. Também é nesta camada que o protocolo de comunicação é identificado.
18 7ª Camada - Aplicação - Grupo Rede Lógica Esta é a camada onde são identificados os intervenientes na comunicação, é identificada a qualidade do serviço, é onde é feita a identificação dos utilizadores. Normalmente esta camada não é a aplicação em si, mas algumas aplicações implementam funções desta camada. Basicamente, as funções da camada de aplicação são aquelas necessárias à adaptação dos processos de aplicação ao ambiente de comunicação. A camada de aplicação é estruturada modularmente para permitir a flexibilidade das funções e de forma, para se determinar os requisitos de comunicação de cada aplicação distribuída.
19 7ª Camada - Aplicação - Grupo Rede Lógica A camada de aplicação deve seguir o descrito na norma ISO Ela é formada por várias ASE's (Application Service Element - Elemento de Serviço de Aplicação), que são os componentes básicos das AE's (Application Entitie's - Entidade de Aplicação). Uma AE é a função que um processo de aplicação utiliza para se comunicar com os seus pares. Um processo de aplicação pode utilizar diversas AE's, cada uma das quais fornecendo um conjunto de definições de cada uma das funções e das regras que governam o uso destas funções. O componente básico de uma AE é um Elemento de Serviço de Aplicação (ASE). Um ASE é um elemento que define uma função ou um conjunto de funções que ajudam na realização da aplicação. Desta forma, pode-se imaginar que um AE é um grande programa feito de muitos sub-programas ou procedimentos, que são os ASE.
20 7ª Camada - Aplicação - Grupo Rede Lógica As principais funções da camada de aplicação são: Seleção do modo de diálogo (full duplex ou half duplex); Determinação da qualidade de serviço aceitável na ligação, concretamente; delay de transferência, taxa de erro tolerável, etc; Identificação dos futuros parceiros na comunicação: por nome ou endereço; Especificação de aspectos relativos à segurança: controle de acesso, integridade de dados, etc.
MODELO OSI Introdução O final da década de 70 apresentava um panorama curioso em termos de comunicação de dados em redes de computadores: por um lado, uma perspectiva de crescimento vertiginoso causado