Arquitetura de Redes de Computadores

ÌNDICE

4. Arquitetura de Redes de Computadores ____________________________________ 2

4.1. Conceito ___________________________________________________________ 2

4.2. O Modelo OSI ______________________________________________________ 3

4.3. O Modelo TCP/IP ___________________________________________________ 5

4.4. O Padrão IEEE 802 __________________________________________________ 6

4.5. Outros Modelos _____________________________________________________ 7

4.6. Comparação entre Modelos ____________________________________________ 8

4.7. Histórico de Conexão entre Redes ______________________________________ 8

4. ARQUITETURA DE REDES DE COMPUTADORES

4.1. Conceito

A maioria das redes é organizada em uma série de camadas ou níveis. A finalidade de cada camada é oferecer serviços às camadas superiores sem que estas camadas superiores tomem conhecimento de como são implementados tais serviços.

Cada camada (ou nível) deve ser pensada como um programa ou processo, implementado por hardware ou software, que se comunica com o processo correspondente na outra máquina. As regras que governam a conversação de um nível N qualquer são chamadas de protocolo de nível N.

Os limites entre cada nível adjacente são chamados interfaces. As interfaces definem quais as operações primitivas e serviços que a camada inferior oferece à camada superior.

A arquitetura da rede é formada por níveis, interfaces e protocolos.

Um protocolo de nível N é um conjunto de regras e formatos (semântica e sintaxe).

Uma lista de protocolos usados por um sistema, sendo um protocolo por camada, recebe o nome de pilha de protocolos. Os elementos ativos de cada camada são chamados de entidades.

Um serviço é um conjunto de operações primitivas que uma camada fornece à camada acima dela. O serviço define que operações uma camada está apta para prestar aos usuários mas não define a maneira de implementação das operações primitivas.

Um protocolo é um conjunto de regras governando o formato e o significado de quadros, pacotes ou mensagens que são trocados pelas entidades pares em uma camada. Para uma rede um protocolo pode mudar desde que os serviços prestados não mudem.

Figura 4.1 - Protocolos, Camadas e Interfaces

A ISO (International Standard Organization) definiu o Reference Model for Open Systems Interconnection (OSI como padrão de redes de computadores.

4.2. O Modelo OSI

Terminologia

Um serviço representa um conjunto de funções oferecidas a um usuário por um fornecedor. O serviço oferecido por um fornecedor é acessado por um usuário através de um ponto de acesso ao serviço (Service Access Point - SAP).

Figura 4.2 – Fornecedores e Usuários de Serviços

Os elementos ativos das camadas são denominados entidades. Uma entidade pode ser uma entidade de software (um processo) ou hardware (uma placa de interface de rede). Entidades da mesma camada em máquinas diferentes são denominadas entidades pares ou parceiras.

O serviço fornecido por uma camada à outra é especificado pelo conjunto de primitivas de serviço, do tipo: REQUEST, INDICATION, RESPONSE e CONFIRMATION.

Camadas ou níveis

Figura 4.3 – Níveis do modelo OSI

O Nível Físico

O nível físico fornece as características mecânicas, elétricas, funcionais e de procedimento para ativar, manter e desativar conexões físicas para a transmissão de bits.

O Nível de Enlace de Dados

O objetivo deste nível é detectar e corrigir erros que ocorram no nível físico convertendo um canal de transmissão não confiável em um canal confiável pela partição da cadeia de bits a serem enviados ao nível físico, em quadros, cada um contendo alguma redundância para detecção de erros.

O Nível de Rede

Em redes ponto a ponto (parcialmente ligadas) o nível de rede está ligado ao roteamento.

Em redes do tipo difusão, ou com uma única rota, devido à existência de um único canal, a função desse nível torna-se irrelevante.

O Nível de Transporte

O nível de rede não garante necessariamente que um pacote chegue a seu destino. Esta confirmação deve ficar com a camada de transporte.

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.

O Nível de Sessão

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

O Nível de 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.

O Nível de Aplicação

O nível de aplicação oferece aos processos de aplicação os meios para que estes utilizem o ambiente de comunicação OSI.

4.3. O Modelo TCP/IP

A arquitetura Internet TCP/IP foi patrocinada pela Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). Baseia-se em um serviço de transporte orientado à conexão, fornecido pelo Transmission Control Protocol (TCP) e um serviço de rede não orientado à conexão (datagrama não confiável),