Modelos TCP/IP e OSI para CCNA
- 1. Modelos TCP/IP e OSI para CCNA Carlos Wolkartt Um elemento fundamental para a compreensão dos processos envolvidos na transmissão de dados sobre meios de networking são os modelos teóricos que permitem explicar e comentar a função de cada um dos elementos que intervém na comunicação. Muitos são os modelos desenvolvidos até o momento: o modelo SNA, o modelo Novell Netware, o modelo TCP/IP, o modelo OSI, etc. A maioria deles são modelos de camadas que dividem as diferentes tarefas em módulos independentes, o que facilita a compreensão e, sobretudo, o desenvolvimento. Destes modelos, dois são os que importam para o exame de certificação CCNA: o modelo TCP/IP e o modelo OSI. Modelo TCP/IP O modelo TCP/IP é um modelo em camadas desenvolvido inicialmente para facilitar o estabelecimento de comunicações fim a fim. É o modelo associado à Internet, e por este motivo é o mais difundido, e muitos dos protocolos originais da Internet aludem a este modelo de camadas. Atualmente, continua sendo bastante aplicado, ainda que em termos gerais seja preferível o modelo OSI para o estudo e análises. Além de sua utilidade como modelo, geralmente também se denomina TCP/IP a um conjunto de protocolos que trabalham a partir da implementação do protocolo TCP na camada de Transporte e do protocolo IP na camada de Internet. TCP/IP – É o conjunto de protocolos standards finalmente implementados através da ARPANet. OSI – Modelo de referência desenvolvido pela ISO e publicado em 1984 a partir dos modelos DecNet, SNA e TCP/IP.
- 2. Estrutura do Modelo TCP/IP • Camada de Aplicação – Nela são desenvolvidos os processos de alto nível referentes à apresentação, codificação e controle do diálogo. É o equivalente às camadas de Aplicação, Apresentação e Sessão do modelo OSI. • Camada de Transporte – Proporciona serviços de transporte de dados entre a origem e o destino, criando um circuito virtual entre esses dois pontos. Nesta camada, os dados são segmentados e remontados, e são implementados serviços de windowing e sequenciamento com acusações de recebimento para controlar o fluxo de dados e corrigir erros na transmissão. • Camada de Internet – Seu objetivo é proporcionar endereçamento hierárquico e encontrar a melhor rota entre a origem e o destino. • Camada de Acesso à Rede – Também chamada de Host/Rede. Controla todos os aspectos relacionados ao enlace físico a partir das mídias de rede (por exemplo, Ethernet). Define a interface com o hardware de rede para ter acesso ao meio de transmissão. Reúne as camadas de Enlace de Dados e Física do modelo OSI. TCP/IP OSI Protocolos Aplicação Telnet, HTTP, SNMP, SMTP Aplicação Apresentação JPG, MP3 Sessão NFS, Linux, X-Windows Transporte Transporte TCP, UDP Internet Rede ICMP, ARP, RARP, IP Enlace de Dados Ethernet, PPP, HDLC Acesso à Rede Física RJ-45, V-35 Atenção: o exame de certificação CCNA refere-se indistintamente a ambos os modelos como “o modelo de camadas”. Lembre-se que a camada de Rede do modelo OSI denomina-se Internet no modelo TCP/IP; isto o ajudará a se situar. Modelo OSI O Modelo de referência para Interconexão de Sistemas Abertos (Open Systems Interconnection – OSI) foi criado pela Organização Internacional para Padronização (International Organization for Standardization – ISO) a princípios da década de 1980 para solucionar os problemas surgidos pelo desenvolvimento de diferentes standards por diferentes fabricantes (SNA da IBM, Modelo DECNet da DEC, etc.). É o modelo de arquitetura primário para redes. Descreve
- 3. como os dados fluem de um terminal, passando pelos caminhos físicos da rede, até outro terminal. Com este objetivo, todo o processo é dividido em grupos lógicos, resultando em processos menores, os quais são denominados “camadas” (layers). Por este motivo se fala de uma “arquitetura de camadas”. Vantagens de um modelo de camadas • Permite a interoperabilidade entre produtos de diferentes fabricantes. • Divide as operações complexas da rede em tarefas mais facilmente administráveis e específicas. • Permite introduzir alterações em uma camada sem a necessidade de modificar a totalidade. • Permite o desenvolvimento de padrões que facilitam a interoperabilidade. • Define padrões para a integração plug and play de diferentes fabricantes. • Permite realizar especificações que contribuem para o progresso da indústria. • Facilita a resolução de falhas. Estrutura do Modelo OSI Camadas do Modelo OSI 7 Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4 Transporte 3 Rede 2 Enlace 1 Física 7 – Camada de Aplicação A principal função da Camada de Aplicação é fornecer serviços de rede ao usuário final. Também é função desta camada estabelecer a disponibilidade da outra parte da comunicação que se deseja estabelecer, sincronizar as aplicações, estabelecer acordos relacionados à recuperação de erros e controle da integridade dos dados, ao mesmo tempo em que determina se há recursos suficientes para a comunicação desejada. Protocolos que operam nesta camada: HTTP, POP3, SNMP, FTP, Telnet, etc.
- 4. 6 – Camada de Apresentação Provê serviços de formatação de dados à camada de Aplicação (lembrando que uma camada sempre oferece serviços à próxima camada acima). Nem todas as aplicações de rede exigem este tipo de serviços. Alguns outros serviços desta camada estão relacionados à criptografia, compactação e tradução dos dados. Protocolos que operam nesta camada: PICT, TIFF, JPEG, MIDI, MPEG, QuickTime, EBCDIC, ASCII, etc. 5 – Camada de Sessão Estabelece, administra e finaliza as sessões de comunicação entre aplicações em diferentes dispositivos. Oferece alguns mecanismos de recuperação e controle de dados entre as aplicações coordenadas dos dispositivos. Protocolos que operam nesta camada: NFS, SQL, RPC, X-Windows, ASP (AppleTalk Session Protocol). 4 – Camada de Transporte Esta camada necessita de software adicional no terminal que opera como cliente da rede. Este software recebe o fluxo de dados gerado pela aplicação e o divide em pequenos pedaços denominados “segmentos” (PDU da camada 4). Cada segmento recebe um cabeçalho que identifica a aplicação de origem utilizando portas. Seu objetivo é assegurar o transporte e regular o fluxo de informação entre origem e destino de modo confiável e preciso. Os protocolos da camada de transporte podem garantir comunicações end to end fornecendo controle de fluxo utilizando os métodos de janela deslizante e correção de erros. Também assegura a confiabilidade dos dados utilizando números de sequência e de reconhecimento (acknowledge). O TCP utiliza uma troca de via tripla no início da transmissão entre a origem e o destino para os testes de transporte (Three-way Handshake). Os serviços da camada de transporte podem ser sintetizados da seguinte maneira: • Segmentação do fluxo de dados. • Estabelecimento de um circuito virtual fim a fim. • Transporte de segmentos entre fins. • Controle do fluxo de dados através da implementação de janelas deslizantes.
- 5. • Confiabilidade da transmissão garantida pela utilização de números de sequência e acusações de recebimento. Com o objetivo de que múltiplas aplicações compartilhem uma única conexão de transporte, mantendo identificado o fluxo de dados que corresponde a cada uma delas, números de portas que permitem identificar sessões de diferentes aplicações são utilizados. O número ou ID da porta é um valor inteiro que varia entre 1 e 65535. Portas bem conhecidas (Well Known Ports). Definidas no RFC 1700. 1 – 1023 Utilizadas pelos servidores para escutar petições de serviços. 1 – 255 Portas públicas. 256 – 1023 Portas designadas a empresas. Portas registradas. 1024 – 49151 São as portas utilizadas pelos clientes para iniciar uma sessão. 49152 – 65535 Portas dinâmicas e/ou privadas. Janela deslizante (Windowing): é a técnica que controla a quantidade de informação enviada de fim a fim – expressada em quantidade de bytes – sem requerer uma confirmação. Protocolos que operam nesta camada: TCP e UDP. 3 – Camada de Rede Proporciona endereçamento hierárquico e seleção da melhor rota. Provê routing de IP, ICMP, ARP, RARP considerando o endereçamento lógico. Para possibilitar a determinação da rota, o serviço de routing ministra: Inicialização e manutenção das tabelas de roteamento; Processos e protocolos de atualizações de roteamento; Especificações de endereços e domínios de roteamento; Atribuição e controle de métricas de roteamento. Protocolos que operam nesta camada: IP, IPX, Apple Talk, RIP, IGRP. Dispositivos que operam nesta camada: roteadores, switches layer 3.
- 6. 2 – Camada de Enlace de Dados A Camada de Enlace de Dados fornece uma interface com o meio físico, assim como o controle de acesso ao meio e endereçamento físico. Nesta camada é determinada a topologia sobre a qual a rede irá operar. Em ambientes Ethernet, o endereçamento físico é efetuado utilizando endereços MAC de 48 bits (6 bytes). • 24 bits formam o número de série – OUI (3 bytes). • 24 bits identificam o fabricante (3 bytes). No funcionamento de Ethernet, encontram-se duas subcamadas: LLC e MAC. A subcamada LLC (Logical Link Control) é responsável pela estruturação do frame, assim como pelo endereçamento e pelas funções de controle de erro. A subcamada MAC (Media Access Control) é responsável pelo acesso ao meio. Protocolos que operam nesta camada: CSMA/CD, CDP, Ethernet, 802.3. Dispositivos que operam nesta camada: bridges, switches LAN. 1 – Camada Física É a camada responsável pela transmissão do sinal entre as portas. Para isso, são utilizados cabos e conectores metálicos, ou de fibra óptica, ou pode-se utilizar o meio atmosférico (infravermelho, micro-ondas, etc.). Cabos e conectores: RS-232, RJ-45, v.24, v.35, x.21, g.703, HSSI, etc. Dispositivos que operam nesta camada: repetidores, hubs.
- 7. Sintetização 7. Aplicação – Processos de rede a aplicações Fornece serviços de rede aos processos de aplicações 6. Apresentação – Representação dos dados Garantia de que os dados cheguem legítimos no destino Formatação dos dados Estrutura dos dados 5. Sessão – Comunicação entre nós Estabelece, administra e termina sessões entre as aplicações 4. Transporte – Conexões fim a fim Confiabilidade do transporte dos dados Estabelece, mantém e termina circuitos virtuais Detecção de falhas, controle do fluxo de informação e recuperação de erros PDU: Segmento 3. Rede – Endereçamento e eleição de rota Transferência confiável através dos meios Conectividade e seleção de rota Endereçamento lógico PDU: Pacote 2. Enlace de Dados – Controle de enlaces e acesso aos meios Transferência confiável através dos meios Endereçamento físico PDU: Frame (ou Quadro) 1. Física – Transmissão binária da informação PDU: Bit BLOG CARLOS WOLKARTT http://blog.wolkartt.com/