Definição das sete camadas do modelo OSI e explicação de suas funções

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Sumário

O modelo OSI (Open Systems Interconnect) tem sete camadas. Este artigo as descreve e explica, começando pela camada "inferior" na hierarquia (a camada física) e avançando até a "superior" (a camada de aplicativo). As camadas estão empilhadas desta forma:
  • Aplicativo
  • Apresentação
  • Sessão
  • Transporte
  • Rede
  • Vínculo de Dados
  • Física

CAMADA FÍSICA

A camada física, a camada inferior do modelo OSI, está encarregada da transmissão e recepção do fluxo de bits brutos não estruturados através de um meio físico. Ela descreve as interfaces eléctricas/ópticas, mecânicas e funcionais com o meio físico e transporta os sinais para todas as camadas superiores. Ela fornece o seguinte:
  • Codificação de dados: modifica o padrão de sinal digital simples (1s e 0s) usado pelo PC para acomodar melhor as características do meio físico e para ajudar na sincronização de bits e quadros. Ela determina o seguinte:

    • Qual estado de sinal representa um 1 binário
    • Como a estação de recepção sabe quando um "tempo de bit" começa
    • Como a estação de recepção delimita um quadro
  • Conexão com o meio físico, acomodando várias possibilidades no meio:

    • Um transceptor externo (MAU) será usado para conexão com o meio?
    • Quantos pinos têm os conectores e para o quê cada um deles é usado?
  • Técnica de transmissão: determina se os bits codificados serão transmitidos por sinalização de banda base (digital) ou de banda larga (analógica).
  • Transmissão do meio físico: transmite bits como sinais eléctricos ou ópticos apropriados para o meio físico e determina:

    • Quais opções de meio físico podem ser usadas
    • Quantos volts/db devem ser usados para representar um determinado estado de sinal, usando um meio físico específico

CAMADA DE VÍNCULO DE DADOS

A camada de vínculo de dados proporciona uma transferência de quadros de dados sem erros de um nó para outro através da camada física, permitindo que as camadas acima dela assumam a transmissão praticamente sem erros através do vínculo. Para fazer isso, a camada de vínculo de dados fornece:

  • Estabelecimento de finalização de vínculo: estabelece e finaliza o vínculo lógico entre dois nós.
  • Controle de tráfego de quadros: instrui o nó de transmissão a se "retirar" quando não houver buffers de quadros disponíveis.
  • Sequenciamento de quadros: transmite/recebe quadros sequencialmente.
  • Confirmação de quadros: fornece/espera confirmações de quadros. Faz a detecção e recuperação de erros que ocorrem na camada física, retransmitindo quadros não confirmados e lidando com o recebimento de quadros duplicados.
  • Delimitação de quadros: cria e reconhece limites de quadros.
  • Verificação de erros de quadros: verifica a integridade dos quadros recebidos.
  • Gerenciamento do acesso à mídia: determina quando o nó "tem o direito" de utilizar o meio físico.

CAMADA DE REDE

A camada de rede controla a operação da sub-rede, decidindo que caminho físico os dados devem seguir com base nas condições da rede, na prioridade do serviço e em outros fatores. Ela fornece o seguinte:

  • Roteamento: roteia quadros entre redes.
  • Controle de tráfego da sub-rede: roteadores (sistemas intermediários da camada de rede) podem instruir uma estação de envio a "desacelerar" sua transmissão de quadros quando o buffer do roteador fica cheio.
  • Fragmentação de quadros: se ela determinar que o tamanho da unidade máxima de transmissão (MTU) do roteador downstream é menor que o tamanho do quadro, um roteador poderá fragmentar um quadro para transmissão e remontagem na estação de destino.
  • Mapeamento de endereços lógicos-físicos: converte endereços lógicos, ou nomes, em endereços físicos.
  • Contabilidade de uso da sub-rede: tem funções de contabilidade para manter o controle dos quadros encaminhados por sistemas intermediários da sub-rede, para produzir informações de cobrança.

Sub-rede de Comunicações

O software de camada de rede deve criar cabeçalhos para que o software de camada de rede residente nos sistemas intermediários da sub-rede possam reconhecê-los e usá-los para rotear dados ao endereço de destino.

Essa camada dispensa as camadas superiores da necessidade de conhecer informações sobre as tecnologias de transmissão de dados comutação intermediária usadas para conectar sistemas. Ela estabelece, mantém e finaliza conexões nas instalações de comunicações intervenientes (um ou vários sistemas intermediários na sub-rede de comunicação).

Na camada de rede e nas camadas abaixo dela, existem protocolos de par entre um nó e seu vizinho imediato, mas o vizinho pode ser um nó através do qual os dados são roteados, e não a estação de destino. As estações de origem e de destino podem ser separadas por vários sistemas intermediários.

CAMADA DE TRANSPORTE

A camada de transporte garante que as mensagens sejam entregues sem erros, em sequência e sem perdas ou duplicações. Ela elimina para os protocolos de camadas superiores qualquer preocupação a respeito da transferência de dados entre eles e seus pares.

O tamanho e a complexidade de um protocolo de transporte depende do tipo de serviço que ele pode obter da camada de rede. Para uma camada de rede confiável com capacidade de circuito virtual, uma camada de transporte mínima é necessária. Se a camada de rede não for confiável e/ou apenas tiver suporte para datagramas, o protocolo de transporte deverá incluir procedimentos externos de detecção e recuperação de erros.

A camada de transporte fornece o seguinte:
  • Segmentação de mensagens: aceita uma mensagem da camada acima dela (sessão), divide a mensagem em unidades menores (se ela ainda não for suficientemente pequena) e transmite as unidades menores até a camada de rede. A camada de transporte na estação de destino remonta a mensagem.
  • Confirmação de mensagens: fornece uma entrega completa e confiável de mensagens com confirmações.
  • Controle do tráfego de mensagens: instrui a estação de transmissão a se "retirar" quando não houver buffers de mensagens disponíveis.
  • Multiplexação de sessões: multiplexa vários fluxos de mensagem ou sessões em um vínculo lógico e controla quais mensagens pertencem a quais sessões (consulte camada de sessão).
Normalmente, a camada de transporte pode aceitar mensagens relativamente grandes, mas existem limites rigorosos de tamanho de mensagens impostos pela camada de rede (ou inferior). Consequentemente, a camada de transporte deve dividir as mensagens em unidades menores, ou quadros, acrescentando um cabeçalho ao início de cada quadro.

As informações de cabeçalho da camada de transporte devem então incluir informações de controle, como sinalizadores de início e fim de mensagem, para permitir que a camada de transporte na outra extremidade reconheça os limites da mensagem. Além disso, se as camadas inferiores não mantiverem a sequência, o cabeçalho de transporte deverá conter informações de sequência para permitir que a camada de transporte na extremidade receptora junte as partes na ordem certa antes de entregar a mensagem recebida para a camada acima.

Camadas de ponta a ponta

Ao contrário das camadas inferiores de "sub-rede", cujo protocolo está entre nós imediatamente adjacentes, a camada de transporte e as camadas acima dela são verdadeiras camadas de "origem até o destino", ou ponta a ponta, e desconsideram os detalhes dos recursos de comunicações subjacentes. Os softwares da camada de transporte (e os softwares acima deles) na estação de origem realizam uma conversa com softwares semelhantes na estação de destino, usando cabeçalhos de mensagens e mensagens de controle.

CAMADA DE SESSÃO

A camada de sessão permite o estabelecimento da sessão entre processos em execução em estações diferentes. Ela fornece o seguinte:

  • Estabelecimento da sessão, manutenção e encerramento: permite que dois processos de aplicativo em máquinas diferentes para estabelecer, use e terminar uma conexão, uma sessão de chamada.
  • Suporte de sessão: realiza as funções que permitem que esses processos se comuniquem através da rede, realizando tarefas de segurança, reconhecimento de nomes, registro em log e assim por diante.

CAMADA DE APRESENTAÇÃO

A camada de apresentação formata os dados a serem apresentados na camada de aplicativo. Ela pode ser considerada o tradutor da rede. Essa camada pode converter dados de um formato usado pela camada de aplicativo em um formato comum na estação de envio e, em seguida, converter esse formato comum em um formato conhecido pela camada de aplicativo na estação de recepção.

A camada de apresentação fornece:

  • Conversão de caracteres de código: Por exemplo, ASCII para EBCDIC.
  • Conversão de dados: ordem de bits, ponto de CR-CR/LF, flutuante inteiro e assim por diante.
  • Compactação de dados: reduz o número de bits que precisam ser transmitidos na rede.
  • Criptografia de dados: Criptografe dados para fins de segurança. Por exemplo, criptografia de senha.

CAMADA DE APLICATIVO



A camada de aplicativo serve como a janela onde os processos de aplicativos e usuários podem acessar serviços de rede. Essa camada contém uma variedade de funções normalmente necessárias:

  • Redirecionamento de dispositivo e o compartilhamento de recursos
  • Acesso remoto a arquivos
  • Acesso de impressora remota
  • Comunicação entre processos
  • Gerenciamento de rede
  • Serviços de diretório
  • Mensagens eletrônicas (como email)
  • Terminais de rede virtuais

Propriedades

ID do artigo: 103884 - Última revisão: sexta-feira, 29 de novembro de 2013 - Revisão: 11.0
Palavras-chave: 
kbinfo KB103884

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