O Modelo OSI e Suas Camadas

O modelo Open Systems Interconnection (OSI) é um modelo conceitual criado pela Organização Internacional de Normalização que permite que diversos sistemas de comunicação se comuniquem usando protocolos padrão. Em linguagem simples, o OSI fornece um padrão para que diferentes sistemas informáticos possam comunicar entre si. O modelo OSI pode ser visto como uma linguagem universal para redes de computadores. Baseia-se no conceito de dividir um sistema de comunicação em sete camadas abstractas, cada uma sobreposta à anterior.
Em termos simples, este modelo ajuda a descobrir em que nível reside um problema e é muito útil para resolver problemas de rede. Seja uma pessoa que não consegue ligar o seu computador portátil à Internet ou um site que está fora do ar para milhares de utilizadores, o modelo OSI pode ajudar a decompor o problema e isolar a fonte da falha. Se o problema puder ser restringido a uma camada específica do modelo, muito trabalho desnecessário poderá ser evitado.

Camada 7 - Aplicação

Esta é a única camada que interage directamente com os dados do utilizador. Aplicações de software como navegadores Web e email client dependem da camada de aplicação para iniciar comunicações. Mas deve ficar claro que aplicações de software cliente não fazem parte da camada de aplicação. A camada de aplicação é responsável pelos protocolos e pela manipulação de dados dos quais o software depende para apresentar dados significativos ao utilizador. Protocolos da camada de aplicação incluem HTTP, HTTPS, FTP, SFTP, DNS, bem como SMTP.

Camada 6 - Apresentação

Responsável por preparar dados para que possam ser utilizados pela camada de aplicação, tornando-os apresentáveis para que as aplicações os possam receber. A camada de apresentação é responsável pela tradução, encriptação e compressão dos dados.
Se dispositivos estiverem a comunicar através de uma ligação encriptada, a camada 6 é responsável por adicionar a encriptação no lado do remetente, bem como descodificar a encriptação no lado do destinatário para que possa apresentar à camada de aplicação dados não encriptados e legíveis (normalmente através de SSL/TLS).
Por fim, comprimi os dados que recebe da camada de aplicação antes de os enviar para a camada 5, melhorarando a velocidade e a eficiência da comunicação, minimizando a quantidade de dados que serão transferidos. Além disso, a compressão de dados pode ser de dois tipos: com perdas (a integridade dos dados não é garantida) ou sem perdas (a integridade dos dados é garantida).

Camada 5 - Sessão

Responsável por abrir e fechar a comunicação entre dois dispositivos. O tempo entre a abertura e o encerramento da comunicação é conhecido como sessão. Esta camada garante que a sessão permaneça aberta o tempo suficiente para transferir todos os dados que estão a ser trocados e, em seguida, encerra a sessão imediatamente para evitar o desperdício de recursos.
Também sincroniza a transferência de dados com pontos de verificação. Por exemplo, se um ficheiro de 100MB estiver a ser transferido, a camada de sessão pode definir um ponto de verificação a cada 5 megabytes. No caso de uma desconexão ou falha após 52 megabytes terem sido transferidos, a sessão pode ser retomada a partir do último ponto de verificação, o que significa que apenas mais 50 megabytes de dados precisam de ser transferidos. Sem os pontos de verificação, toda a transferência teria de recomeçar do zero. Suas principais tarefas são a autenticação e autorização, o download de ficheiros como pacotes de dados e a gestão de sessões.

Camada 4 - Transporte

Esta camada é separada por dois protocolos,  TCP (Transmission Control Protocol) para transmissão orientada e o UDP  (User Datagram Protocol) para transmissão sem ligação.
Responsável pela comunicação de ponta a ponta entre os dois dispositivos. Isto inclui pegar os dados da camada de sessão e dividi-los em pedaços chamados segmentos (ou datagramas, no caso do UDP) antes de enviá-los para a camada 3. No dispositivo receptor é responsável por remontar os segmentos em dados que a camada de sessão pode receber.
Também responsável pelo controlo de fluxo e controlo de erros. O controlo de fluxo determina uma velocidade ideal de transmissão para garantir que um remetente com uma ligação rápida não sobrecarregue um destinatário com uma ligação lenta. Realiza o controlo de erros no lado do destinatário, garantindo que os dados recebidos estão completos.

Camada 3 - Rede

É responsável por facilitar a transferência de dados entre duas redes diferentes. Se os dois dispositivos em comunicação estiverem na mesma rede, a camada de rede é desnecessária. A camada de rede divide os segmentos da camada de transporte em unidades menores, chamadas pacotes, no dispositivo do remetente, e remonta esses pacotes no dispositivo receptor. A camada de rede também encontra o melhor caminho físico para os dados chegarem ao seu destino, processo conhecido como roteamento.
As principais funções desta camada são geralmente o endereçamento lógico (IPv4, IPv6, máscara, IP), o encaminhamento (para quem enviar os pacotes), a determinação do caminho (OSPF, BGP).

Camada 2 - Ligação de Dados

É muito semelhante à camada de rede, excepto que facilita a transferência de dados entre dois dispositivos na mesma rede. Recebe pacotes da camada de rede e divide-os em partes menores chamadas quadros. Assim como a camada de rede, também é responsável pelo controlo de fluxo e controlo de erros na comunicação intra-rede (a camada de transporte apenas faz o controlo de fluxo e controlo de erros para comunicações inter-rede).
Suas funções são o endereçamento lógico (camada de rede), endereçamento físico (camada de enlace de dados por meio de endereços MAC da placa de interface de rede, switches), acesso à mídia, controlo de como os dados são colocados e recebidos da mídia (controlo de acesso à mídia, deteção de erros).

Camada 1 - Física

Esta camada inclui o equipamento físico envolvido na transferência de dados, como cabos, switches e outros dispositivos. É também nesta camada que os dados são convertidos num fluxo de bits, que é uma sequência de "1s" e "0s". A camada física de ambos os dispositivos também deve concordar com uma convenção de sinal para que os "1s" possam ser diferenciados dos "0s" em ambos dispositivos.

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