Modelo OSI |
A organização ISO (International Standards Organization) definiu o OSI (Open System Interconnect), que divide os protocolos de rede em sete camadas, conforme representadas na figura deste tópico.
Fig 01
Isso é um modelo básico de referência e uma determinada rede pode não ter todas as camadas indicadas.
Na figura, os retângulos centrais representam os dados acrescidos de cabeçalhos e/ou trailers.
Na seqüência de transmissão o conjunto aumenta de tamanho até o pacote final e, na recepção, diminui até o dado original.
Os itens seguintes dão a descrição resumida de cada camada.
Poderá gostar:
http://www.materiatop.com/2012/11/ping-analizando-redes-de-computadores.html
http://www.materiatop.com/2012/12/mtr-analisando-redes-de-computadores.html
Camada física
É o meio através do qual os dados são transmitidos. Inclui o elemento condutor e os parâmetros que definem a transmissão. Exemplo: se a comunicação é feita por cabos e os níveis lógicos 0 e 1 são definidos por faixas de tensões, estas últimas pertencerão à camada física, bem como os circuitos de reconhecimento dos sinais lógicos.
Camada link de dados
Executa a transferência de dados binários entre a camada física e a camada de rede. Num computador pessoal, a placa de rede corresponde a essa camada.
Os dados que trafegam pela camada física são brutos, apenas seqüências de dígitos binários. Essa camada os transforma em um frame para ser processado pela camada de rede.
Camada de rede
É responsável pelo endereçamento e tradução de nomes e endereços lógicos em endereços físicos. Ela determina a rota que os dados seguirão do computador de origem até o de destino. Tal rota dependerá das condições da rede, prioridade do serviço e outros fatores.
Também gerencia o tráfego e taxas de velocidade nos canais de comunicação. Outra função que pode ter é o agrupamento de pequenos pacotes em um único para transmissão pela rede (ou a subdivisão de pacotes grandes). No destino os dados são recompostos no seu formato original.
Pode ser considerada uma das mais importantes, pois permitem que os dados cheguem ao destino da forma mais eficiente possível. O protocolo IP situa-se nessa camada.
Camada de transporte
Ao contrário da anterior, que entrega dados por toda a rede, a camada de transporte atua dentro do computador para entregar ou receber dados para o processo ou aplicação específica. O protocolo TCP pertence a essa camada.
Camada sessão
Controla senhas, contas e permissões para utilização da rede. Um usuário, ao efetuar o login na rede, está criando uma sessão. Um mesmo usuário pode ter múltiplas sessões na rede.
Camada apresentação
Define o formato de dados a serem trocados entre as aplicações e recursos tipo compactação e criptografia. Funções como interfaces com impressoras, monitores de vídeo também se incluem na camada.
Camada aplicação
São os protocolos reconhecidos pelos programas dos usuários finais da rede. Exemplo: correio eletrônico, FTP, navegador (browser), etc.
Modelo TCP/IP |
Desenvolvido por volta de 1974, o TCP/IP é uma arquitetura de rede em um conjunto de protocolos em quatro camadas. Devido à possibilidade de conectar redes heterogêneas, tornou-se o padrão para a Internet.
Na realidade, o modelo TCP/IP surgiu antes do padrão OSI. Na Figura 01 deste tópico, um diagrama comparativo.
Isso é um modelo básico de referência e uma determinada rede pode não ter todas as camadas indicadas.
Na figura, os retângulos centrais representam os dados acrescidos de cabeçalhos e/ou trailers.
Na seqüência de transmissão o conjunto aumenta de tamanho até o pacote final e, na recepção, diminui até o dado original.
Os itens seguintes dão a descrição resumida de cada camada.
Poderá gostar:
http://www.materiatop.com/2012/11/ping-analizando-redes-de-computadores.html
http://www.materiatop.com/2012/12/mtr-analisando-redes-de-computadores.html
Camada física
É o meio através do qual os dados são transmitidos. Inclui o elemento condutor e os parâmetros que definem a transmissão. Exemplo: se a comunicação é feita por cabos e os níveis lógicos 0 e 1 são definidos por faixas de tensões, estas últimas pertencerão à camada física, bem como os circuitos de reconhecimento dos sinais lógicos.
Camada link de dados
Executa a transferência de dados binários entre a camada física e a camada de rede. Num computador pessoal, a placa de rede corresponde a essa camada.
Os dados que trafegam pela camada física são brutos, apenas seqüências de dígitos binários. Essa camada os transforma em um frame para ser processado pela camada de rede.
Camada de rede
É responsável pelo endereçamento e tradução de nomes e endereços lógicos em endereços físicos. Ela determina a rota que os dados seguirão do computador de origem até o de destino. Tal rota dependerá das condições da rede, prioridade do serviço e outros fatores.
Também gerencia o tráfego e taxas de velocidade nos canais de comunicação. Outra função que pode ter é o agrupamento de pequenos pacotes em um único para transmissão pela rede (ou a subdivisão de pacotes grandes). No destino os dados são recompostos no seu formato original.
Pode ser considerada uma das mais importantes, pois permitem que os dados cheguem ao destino da forma mais eficiente possível. O protocolo IP situa-se nessa camada.
Camada de transporte
Ao contrário da anterior, que entrega dados por toda a rede, a camada de transporte atua dentro do computador para entregar ou receber dados para o processo ou aplicação específica. O protocolo TCP pertence a essa camada.
Camada sessão
Controla senhas, contas e permissões para utilização da rede. Um usuário, ao efetuar o login na rede, está criando uma sessão. Um mesmo usuário pode ter múltiplas sessões na rede.
Camada apresentação
Define o formato de dados a serem trocados entre as aplicações e recursos tipo compactação e criptografia. Funções como interfaces com impressoras, monitores de vídeo também se incluem na camada.
Camada aplicação
São os protocolos reconhecidos pelos programas dos usuários finais da rede. Exemplo: correio eletrônico, FTP, navegador (browser), etc.
Modelo TCP/IP |
Desenvolvido por volta de 1974, o TCP/IP é uma arquitetura de rede em um conjunto de protocolos em quatro camadas. Devido à possibilidade de conectar redes heterogêneas, tornou-se o padrão para a Internet.
Na realidade, o modelo TCP/IP surgiu antes do padrão OSI. Na Figura 01 deste tópico, um diagrama comparativo.
Fig 01
Camada aplicação
Protocolos usuais para essa camada são por exemplo:
http: hipertexto.
SMTP: correio.
ftp: transferência de arquivos.
Dados desses diferentes protocolos são processados por diferentes programas e, assim, deverá existir um meio de reconhecimento. Isso é proporcionado pelo número de porta, definido na camada TCP.
Exemplos:
http: 80.
SMTP: 25.
ftp: 21.
TCP/IP: camada TCP
A figura abaixo exibe as partes do cabeçalho TCP (os nomes são mantidos no original em inglês pois muitas vezes são apresentados desta forma). Notar que é apenas uma representação esquemática. Na analogia com a realidade, deve-se considerar uma disposição horizontal, com a segunda linha após a primeira e, assim sucessivamente, até a última.
fig02
Source port / Destination port: identificam as portas das camadas de aplicação da origem e do destino.
Source port / Destination port: identificam as portas das camadas de aplicação da origem e do destino.
Sequence number: normalmente especifica o número assinalado para o primeiro byte de dados na mensagem corrente. Na fase de estabelecimento de uma conexão, pode ser usado como uma identificação da transmissão.
Acknowledgment number: contém o número seqüencial do próximo byte de dados que o dispositivo de origem espera receber.
Data offset: o número de palavras de 32 bits do cabeçalho TCP.
Reserved: reservado para uso futuro.
Flags: usado para uma variedade de informações de controle, como SYN e ACK para estabelecer conexão e FIN para terminar.
Window: especifica o tamanho da parte de memória (buffer) disponível para os dados a receber.
Checksum: verificação da integridade do cabeçalho.
Urgent pointer: aponta para o primeiro byte urgente de dados no pacote.
Options: especifica várias opções do TCP.
Data: contém cabeçalho e dados da camada superior, isto é, a de aplicação. O seu comprimento é variável, podendo ser bem mais que os 32 bits indicados na tabela.
TCP/IP: alternativa para a camada TCP
Algumas vezes, no lugar do TCP, é usado o protocolo UDP conforme figura abaixo.
Acknowledgment number: contém o número seqüencial do próximo byte de dados que o dispositivo de origem espera receber.
Data offset: o número de palavras de 32 bits do cabeçalho TCP.
Reserved: reservado para uso futuro.
Flags: usado para uma variedade de informações de controle, como SYN e ACK para estabelecer conexão e FIN para terminar.
Window: especifica o tamanho da parte de memória (buffer) disponível para os dados a receber.
Checksum: verificação da integridade do cabeçalho.
Urgent pointer: aponta para o primeiro byte urgente de dados no pacote.
Options: especifica várias opções do TCP.
Data: contém cabeçalho e dados da camada superior, isto é, a de aplicação. O seu comprimento é variável, podendo ser bem mais que os 32 bits indicados na tabela.
TCP/IP: alternativa para a camada TCP
Algumas vezes, no lugar do TCP, é usado o protocolo UDP conforme figura abaixo.
Fig 03
Por dispor de menos funções, a ocupação da rede também é menor, mas a transmissão é menos confiável e não há controle de erro e de fluxo.
Portanto, é útil nos casos em que a camada superior (aplicação) executa o controle de erro e de fluxo.
TCP/IP: camada IP
Ver figura abaixo. Valem as mesmas considerações iniciais do item camada TCP. Os comprimentos em bits de campos com menos de 16 bits não guardam relações com a proporção na figura (também para o item mencionado).
Por dispor de menos funções, a ocupação da rede também é menor, mas a transmissão é menos confiável e não há controle de erro e de fluxo.
Portanto, é útil nos casos em que a camada superior (aplicação) executa o controle de erro e de fluxo.
TCP/IP: camada IP
Ver figura abaixo. Valem as mesmas considerações iniciais do item camada TCP. Os comprimentos em bits de campos com menos de 16 bits não guardam relações com a proporção na figura (também para o item mencionado).
Fig 04
Version: indica a versão do IP em uso.
IHL (IP header length): indica o comprimento do pacote em palavras de 32 bits.
Type of service: especifica como o protocolo da camada acima gostaria de manipular o pacote e define vários níveis de importância.
Total length: indica o comprimento total em bytes do pacote, incluindo cabeçalho e dados.
Identification: contém um inteiro que identifica o pacote atual. Usado para auxiliar a recomposição de pacotes fragmentados.
Flags: campo de 3 bits para controlar fragmentação. O bit menos significativo indica se o pacote pode ser fragmentado. O central indica se o pacote atual é o último de uma série de pacotes fragmentados. O terceiro bit não é usado.
Fragment offset: indica a posição do fragmento de dados em relação ao início dos dados no pacote original o que permite a sua recomposição pelo processo no destino.
Time to live: um contador que é gradualmente decrementado até zero, quando o pacote é descartado. Isso evita um loop infinito de pacotes no sistema.
Protocol: define qual protocolo na camada superior receberá o pacote após o processamento do IP.
Header checksum: verificação da integridade do cabeçalho.
Source adress: endereço da origem.
Destination adress: endereço do destino.
Options: define várias opções do IP, como segurança.
Data: contém o pacote da camada acima. O comprimento pode ser bem maior que os 32 bits representados.
TCP/IP: a camada interface
Conforme indicado no item TCP/IP, pode ser considerada como a junção da camada link de dados e da camada física do modelo OSI.
Version: indica a versão do IP em uso.
IHL (IP header length): indica o comprimento do pacote em palavras de 32 bits.
Type of service: especifica como o protocolo da camada acima gostaria de manipular o pacote e define vários níveis de importância.
Total length: indica o comprimento total em bytes do pacote, incluindo cabeçalho e dados.
Identification: contém um inteiro que identifica o pacote atual. Usado para auxiliar a recomposição de pacotes fragmentados.
Flags: campo de 3 bits para controlar fragmentação. O bit menos significativo indica se o pacote pode ser fragmentado. O central indica se o pacote atual é o último de uma série de pacotes fragmentados. O terceiro bit não é usado.
Fragment offset: indica a posição do fragmento de dados em relação ao início dos dados no pacote original o que permite a sua recomposição pelo processo no destino.
Time to live: um contador que é gradualmente decrementado até zero, quando o pacote é descartado. Isso evita um loop infinito de pacotes no sistema.
Protocol: define qual protocolo na camada superior receberá o pacote após o processamento do IP.
Header checksum: verificação da integridade do cabeçalho.
Source adress: endereço da origem.
Destination adress: endereço do destino.
Options: define várias opções do IP, como segurança.
Data: contém o pacote da camada acima. O comprimento pode ser bem maior que os 32 bits representados.
TCP/IP: a camada interface
Conforme indicado no item TCP/IP, pode ser considerada como a junção da camada link de dados e da camada física do modelo OSI.
Fig 05
Na realidade, sua implementação é livre, desde que possa transmitir os pacotes IP. Na Figura 05, a estrutura de um pacote TCP/IP em uma rede Ethernet.
Fonte: MSPC
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