Modelo OSI - Redes

Recentemente, durante uma conversa de amigos, alguém me questionava no âmbito das redes informática, porque se dizia que um determinado equipamento funciona numa determinada camada (layer) do modelo OSI.

Nesse sentido, preparei um pequeno artigo (não muito técnico), que tenta explicar o modelo OSI.

Há uns bons anos atrás, cada fabricante tinha as suas tecnologias, topologias, protocolos e então havia problemas na interoperabilidade entre equipamentos. Com o evoluir da tecnologia, os fabricantes de equipamentos chegaram a conclusão que o caminho a seguir se deveria basear em normas (standards).

Das muitas organizações ligadas a normalização  destacam-se o IEEE (Institution of Electrical and Electronics Engineers) , ISO (International Standards Organization) e ITU (International Telecommunication Union).

O Modelo OSI (criado em 1970 e formalizado em 1983) é um modelo de referência da ISO que tinha com principal objectivo ser um modelo standard, para protocolos de comunicação entre os mais diversos sistemas, e assim garantir a comunicação end-to-end.

O modelo é composto por 7 camadas, em que cada camada realizada funções específicas.

Camadas do modelo OSI

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

Principais funções de cada camada

• Aplicação (Application)
  • Fornece serviços às aplicações do utilizador.
• Apresentação (Presentation)
  • Encriptação e compressão de dados.
  • Assegura a compatibilidade entre camadas de aplicação de sistemas diferentes
• Sessão (Session)
  • Controla (estabelece, faz a gestão e termina), as sessões entre aplicações.
• Transporte (Transport)
  • Controle de fluxo de informação, segmentação e controle de erros
• Rede (Network)
  • Encaminhamento (routing) de pacotes e fragmentação
  • Esquema de endereçamento lógico
• Dados (Data Link)
  • Controla o acesso ao meio físico de transmissão.
  • Controlo de erros da camada física
• Física (Physical)
  • Define as características do meio físico de transmissão da rede, conectores, interfaces, codificação ou modelação de sinais.

Modelo OSI – Protocolos

A seguinte figura, ilustra em que camada funciona um determinado protocolo. Por exemplo, quando falamos a nível de TCP/UDP estamos mais especificamente a falar da camada de transporte.

Analogia do modelo OSI com a comunicação via carta

Vamos então a um exemplo, para ilustrar como tudo isto funciona. Para isso vamos exemplificar como funciona o acesso a uma página Web, através de um browser, e como tudo encaixa no modelo OSI. Vamos começar 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 estamos a fazer 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 PC emissor e um PC receptor (neste caso, a entrega de toda a informação da página web do servidor para o cliente). Isso é uma funcionalidade da camada de transporte.
• Tanto o PC cliente como servidor possuem um endereço lógico (endereço IP neste caso). 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, hubs e outros dispositivos, ajudam na ligação física entre o cliente e o servidor que acontece na camada física.

Para finalizar, e respondendo a questão fundamental que me levou a escrever a este artigo, apenas referenciar as camadas onde operar os 3 equipamentos activos  tradicionais de uma rede:

• HUB funciona a nível da camada 1 (camada física),
• Switch na camada 2 (camada de dados). Há switchs capazes de funcionar também na camada 3.
• Router na camada 3 (camada de rede)