O documento discute os modelos OSI e TCP/IP para redes de computadores. O modelo OSI tem algumas camadas muito difusas, enquanto o modelo TCP/IP é mais popular na indústria, apesar de não incluir a camada física. Um modelo híbrido de cinco camadas proposto por Tanenbaum pode combinar os melhores aspectos de ambos.

1. Redes de computadores TCP/IP vs OSI

2. Modelo OSI – Problemas! Falha num dos seus princípios de criação: Cada camada deve definir uma função bem específica; Isto resulta em que a separação de algumas camadas, está muito difusa: I.e. as de Sessão, Apresentação e Aplicação; Podem existir duas ou mais camadas a efectuar a mesma tarefa. A camada de transporte apenas prevê mecanismos de TX orientados à ligação.

3. Alternativa ao modelo OSI O modelo DoD (Department of Defense): Foi desenvolvido antes do modelo OSI (1974), na sequência do desenvolvimento da ARPANET; Também conhecido por modelo TCP/IP; Tem apenas quatro camadas; Responde às mesmas questões sobre comunicação de redes que o modelo OSI.

4. Modelo OSI vs Modelo DoD

5. Modelo OSI vs Modelo DoD–TCP/IP O modelo OSI é muito útil para discutir redes, mas tem algumas camadas muito difusas; A camada de acesso ao meio (física) é uma grande omissão no modelo TCP/IP; O modelo TCP/IP é muito mais popular na industria de redes que o modelo OSI; Protocolos primeiro e modelo depois; Ambos têm aspectos positivos e negativos. O que seria ideal? Um híbrido dos dois (Sugestões!!!).

6. OSI vs DoD vs Híbrido

7. Modelo de Referência Híbrido Modelo de cinco camadas idealizado por Tanenbaum; Vamos situar-nos nas camadas deste modelo ao analisar: Os equipamentos de Internetworking; Os protocolos do conjunto TCP/IP;

8. Camada Física Trata da TX de bits entre dois nós de rede: Que tipo de cablagem? (e.g. cobre, fibra óptica); Que tipo de sinal? (e.g. digital, analógica); Qual a frequência? (e.g. 400Hz, 2Ghz); A que velocidade enviar? (e.g. 10Mbps, 100Mbps, 1000Mbps); Como codificar os bits? (e.g. Manchester Encoding, Differential Manchester Encoding). Ao nível da camada física, a unidade de informação é o BIT. Exemplos de protocolos que respondem: Ethernet, X25, RS232C;

9. Camada de Ligação Permite a TX fiável sobre o meio físico de TX: Agrupa os bits recebidos da camada física em Tramas e verifica se não tem erros (Checksum); Se houver erros volta a pedir a Trama; Como identificar cada NIC num meio partilhado? (e.g. MAC Address); Como controlar o acesso ao meio? (e.g. CSMA/CD, Token-Passing). Ao nível da camada de ligação, a unidade de informação é a TRAMA (Frame). Também se dá o nome de pacotes aos dados que viajam entre computadores/redes. Exemplos de protocolos que respondem: Ethernet, FDDI, Frame Relay.

10. Camada de Rede Trata de como encaminhar (routing) os pacotes baseando-se num endereço lógico: Como identificar logicamente uma rede? Como identificar logicamente (≠ fisicamente) um nó na rede? E.g. endereço IP (Rede + Computador) ≠ MAC Address; Como fragmentar o pacote? Ao nível da camada de Rede, a unidade de informação é o DATAGRAMA. Exemplos de protocolos que respondem: IP, IPX, AppleTalk;

11. Camada de Transporte Assegura a entrega fiável dos pacotes: Como estabelecer uma ligação lógica? (e.g. SYN, FIN) Como saber se o pacote foi entregue com sucesso? (e.g. ACK ≈ Aviso Recepção); Quanto tempo esperar pela confirmação? Como fazer para não sobrecarregar o destinatário com demasiados pacotes? (e.g. WinSize); Que mecanismos utilizar para permitir o reagrupamento dos pacotes ao nível lógico? (e.g. Sequence Number). Ao nível da Camada de Transporte, a unidade de informação é o SEGMENTO. Exemplos de protocolos que respondem: TCP, UDP.

12. Camada de Aplicação Providencia, às aplicações, o interface para utilizar a comunicação em rede: E.g. para clientes de Internet, Email, FTP, Telnet, VNC, etc; Providencia também o acesso a funcionalidades para o incremento de segurança na comunicação e compressão de dados: E.g. mecanismos de encriptação (camada de apresentação do modelo OSI); Ao nível da Camada de Aplicação, a unidade de informação é a MENSAGEM.

13. Unidades de Informação – Resumo

14. O TCP/IP Suite O que é? Conjunto (suite) de protocolos que responde às questões de cada camada do modelo de referência DoD/Híbrido; Apesar de bastante coerente e funcional, tem evoluído ao longo dos anos: Modificação do funcionamento de protocolos (e.g. DNS); Criação e adição de novos protocolos (e.g. HTTP, DHCP).

15. As camadas e o TCP/IP Suite Exemplos de respostas dadas pelo TCP/IP Suite ao nível de cada camada:

16. TCP/IP Suite – Objectivos Independência de HW – Poder ser usado de igual forma em qualquer computador; Independência de SW – Poder ser utilizado por diferentes aplicações e com configurações diferentes; Recuperação de erros – Ser capaz de recuperar de qualquer falha na comunicação, resultante de perda de dados ou falha em qualquer nó; Baixo overhead – Adicionar o mínimo de informação extra aos dados a ser enviados; Adição de novas redes – Permitir que novas redes independentes possam ser adicionadas à rede global sem que esta seja perturbada; Dados encaminháveis – Permitir que dados possam ser enviados através de uma rede de computadores para qualquer destino possível.

17. TCP/IP Suite - Encapsulamento Exemplo de encapsulamento de um pacote de transferência de um ficheiro utilizando o protocolo FTP:

18. TCP/IP Suite – Encapsulamento (2)