Modelos de redes
Autor: Jonantan Sampaio | Publicado: 2017-05-17T21:57:00-03:00








Fundamentos de Redes de Computadores / Aula 1 - Modelos de redes













Introdução



Imagine duas pessoas conversando, através das ondas sonoras, elas trocam informações, ou seja, estão realizando um processo de comunicação.

Neste processo de comunicação, podemos notar a existência de dois polos: o emissor, a pessoa que está falando; e o receptor, a pessoa que está ouvindo; além disso, temos ainda um meio de transmissão, no caso o ar que transmite as ondas sonoras.

Os computadores também necessitam trocar informações, mas para que isso ocorra deve existir um meio de transmissão que faça a ligação entre eles, é nesse cenário que aparecem as Redes de Computadores.

Vamos falar sobre esse assunto nesta aula.

Bons estudos!










Objetivos



Reconhecer o modelo OSI;

Reconhecer o modelo TCP IP;

Identificar as diferenças entre o modelo OSI E O TCP/IP.










Créditos





Aderbal Torres

Redator





Laís Silva

Designer Instrucional





Vívian Nunes

Web Designer





Rostan Luiz

Desenvolvedor



















Redes de Computadores





sumkinn / Shutterstock













No início da Informática, os computadores eram máquinas enormes, normalmente conhecidas como&nbsp;mainframe, que trabalhavam de forma isolada centralizando o processamento dos dados da organização. Estas máquinas eram acessadas a partir de&nbsp;terminais, sem capacidade de processamento, formando as&nbsp;redes de teleprocessamento.










O desenvolvimento tecnológico reduziu os custos do hardware levando ao desejo de distribuir o poder computacional, que até então ficava centralizado. Esta evolução introduziu os microcomputadores no cenário das empresas.

Nessa nova estrutura, os computadores não se comunicavam uns com os outros, o que acarretava uma série de problemas com duplicação de recursos e dificuldades para o compartilhamento de informações.










Nesse cenário, visando sanar as dificuldades apresentadas, surgiram as&nbsp;redes de Computadores, onde um&nbsp;sistema de comunicação&nbsp;foi introduzido para interligar os equipamentos de processamentos de dados (estações de trabalhos), antes operando isoladamente com o objetivo de permitir o compartilhamento de recursos.






Wikimedia, Ti Santi / Shutterstock e ramcreations / Shutterstock





A seguir, veja a diferença básica entre uma rede de computadores e uma&nbsp;rede de teleprocessamento:









Classificação das Redes de Computadores

Uma rede de computadores, quanto a sua abrangência geográfica, pode ser classificada como:






REDE LOCAL (LAN – LOCAL AREA NETWORK)


REDE METROPOLITANA (MAN – METROPOLITAN AREA NETWORK)


REDE DE LONGA DISTÂNCIA (WAN – WIDE AREA NETWORK)







As imagens, a seguir, ilustram exemplos de redes quanto à abrangência. Observe:





Redes quanto à abrangência




Modelo de Referencia OSI (Open Systems Interconnection - RMOSI)

O aumento na quantidade e no tamanho das redes, ao longo dos anos 1980, ocorreu devido às empresas perceberem o quanto podiam economizar e aumentar a produtividade com esta tecnologia. Na metade desta mesma década, começaram a surgir problemas devido à falta de padronização de equipamentos e&nbsp;protocolos, o que dificultava, ou até mesmo impedia, a comunicação entre redes que usavam especificações e implementações diferentes.

Visando prover a comunicação entre as redes de diferentes tecnologias a International Organization for Standardization (ISO) pesquisou esquemas de redes como, por exemplo, DECNET, SNA e TCP/IP, para tentar padronizar um conjunto de regras que balizasse seu funcionamento. Como resultado dessa pesquisa, a ISO criou um&nbsp;modelo em camadas&nbsp;para permitir que soluções de redes de diferentes fabricantes pudessem se comunicar.





Ohmega1982 / Shutterstock




O modelo de referência OSI da ISO, lançado em 1984 é composta por 7 camadas e cada uma executa uma função específica da rede, trazendo as seguintes vantagens:





VladFree / Shutterstock






















Cada camada do modelo OSI possui um grupo de funções que cabe a ela executar para que os pacotes de dados trafeguem na rede entre a origem e o destino. A figura, a seguir, mostra cada camada do RM OSI.





Modelo OSI




Agora, veja uma breve descrição de cada camada do RM OSI.





Camada 7:&nbsp;Aplicação

É a mais próxima do usuário; fornecendo serviços de rede aos aplicativos do usuário como navegadores, clientes de correio eletrônico, aplicativos bancários e outros que desejam acessar a rede.





Camada 6:&nbsp;Apresentação

Sua função é realizar transformações adequadas nos dados, tais como a compressão de textos, a criptografia, a conversão de padrões de terminais e arquivos para padrões de rede e vice-versa.





Camada 5:&nbsp;Sessão

O nível de sessão fornece mecanismos que permitem estruturar os circuitos oferecidos pelo nível de transporte, ordenando a conversação entre equipamentos.





Camada 4:&nbsp;Transporte

O nível de rede, dependendo da tecnologia utilizada, pode ou não garantir que um pacote chegue a seu destino. Desta forma, a camada de transporte pode também implementar a confirmação de entrega.

No nível de transporte a comunicação é fim a fim, isto é, a entidade do nível de transporte da máquina origem se comunica com a entidade do nível de transporte da máquina destino. Isto pode não acontecer nos níveis físico, de enlace e de rede, onde a comunicação se dá entre máquinas adjacentes (vizinhos) na rede.





Camada 3:&nbsp;Rede

A camada de rede provê conexão entre dois hosts que podem estar localizados em redes diferentes e, eventualmente, distantes do ponto de vista geográfico. Para tal inclui entre os seus serviços o endereçamento lógico e o roteamento, ou seja, a seleção de caminhos entre a rede de origem e a rede de destino.





Camada 2:&nbsp;Enlace

A camada de enlace pode fornecer trânsito seguro de dados através de um link físico. Fazendo isso, a camada de enlace trata do endereçamento físico (em oposição ao endereçamento lógico), da topologia de rede, do acesso à rede, da notificação de erro, da entrega ordenada de quadros e do controle de fluxo.





Camada 1:&nbsp;Física

A camada física define as especificações elétricas, mecânicas, funcionais e de procedimentos para ativar, manter e desativar o link físico entre sistemas finais. Características como níveis de voltagem, temporização de alterações de voltagem, taxas de dados físicos, distâncias máximas de transmissão, conectores físicos e outros atributos similares são definidas pelas especificações dessa camada física.











O modelo OSI:













Desta forma, dois sistemas distintos podem se comunicar desde que obedeçam aos padrões em cada uma das camadas predeterminadas.





























Encapsulamento dos Dados

No processo de comunicação entre elementos na rede, a informação sai da aplicação do usuário e atravessa as diversas camadas funcionais apresentadas no modelo OSI sob a forma de uma Unidade de Informação, denominada PDU.



Cada camada funcional possui o seu PDU que, genericamente, é chamado de pacote. A partir da camada de transporte cada PDU recebe um nome específico, identificando-o conforme as funções que devem ser executadas em cada camada.


























A partir da aplicação do usuário, a informação a ser transmitida será submetida a funções em cada camada do modelo OSI, podendo receber um cabeçalho que adiciona instruções para orientar a camada funcional equivalente no equipamento destino.











Este processo é denominado&nbsp;encapsulamento dos dados&nbsp;e ocorre até que o quadro da camada de enlace seja encaminhado através do meio físico, serializado pela camada física, para o equipamento destino.















EncapsulamentoFonte: autor










Quando o pacote chega ao seu destino, as instruções (contidas no cabeçalho) são lidas e o desencapsulamento é realizado à medida que o pacote "sobe" pelas camadas do modelo OSI, até a sua chegada à camada de&nbsp;aplicação.











Transmissão de Dados

Para que os pacotes de dados trafeguem da origem para o destino, cada camada do modelo OSI, na origem, deve se comunicar com sua camada par no destino. Esta forma é chamada de&nbsp;comunicação virtual entre camadas pares, quando os protocolos destas trocam PDUs como ilustrado na figura.





Transmissão de DadosFonte : autor




Terminologia do Modelo OSI

Veja, a seguir, os significados dos termos do Modelo OSI.







Arquitetura TCP/IP













O&nbsp;TCP/IP&nbsp;é um conjunto de protocolos hierárquicos que embasa o funcionamento da internet e, atualmente, o funcionamento de praticamente todas as redes locais.











A arquitetura TCP/IP, assim como OSI, realiza a divisão de funções do sistema de comunicação em estruturas de camadas, porém, como foi desenvolvida antes do Modelo OSI, camadas não correspondem exatamente as do RMOSI conforme você pode observar na figura:





Comparação OSI X TCP/IPFonte Autor




O TCP/IP é formado por 4 camadas:

























Organizações de Padronização

Padrões de redes são fundamentais para a manutenção da interoperabilidade dos equipamentos de diversos fabricantes, pois fornecem diretrizes para a construção e interação dos diversos equipamentos.

As Organizações de Padronização foram estabelecidas por convênios entre governos e instituições voluntárias. Grande parte destas instituições já tinha envolvimento com padronizações em várias outras áreas de conhecimento e passou a se preocupar e a se ocupar com definições de padrões aplicáveis às redes de computadores. Clique nos botões "check" abaixo e confira as instituições que merecem destaque:













ANSI












BSI












DIN












ABNT












ISO












ITU












EIA












TIA












IEEE












IETF























Por detrás de todas estas organizações há empresas, pesquisadores, governos, ONGs e um grande número de voluntários. Da grande maioria destas organizações saem “recomendações” que acabam se transformando em regras gerais aceitas pelo consenso dos usuários.























Para saber mais sobre os assuntos estudados nesta aula, sugerimos:

Capítulos 1 e 2 do livro FOROUZAN, Behrouz A.&nbsp;Comunicação de dados e redes de computadores.&nbsp;4. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 2008.
Guerreiros da internet em português;
Como funciona a internet introdução;