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Protocolos Osi   Tcp Ip 2009 10 09
 

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    Protocolos Osi   Tcp Ip 2009 10 09 Protocolos Osi Tcp Ip 2009 10 09 Presentation Transcript

    • O modelo OSI é usado para entender como os protocolos de rede funcionam. Quando as redes de computadores sugiram, as soluções eram, na maioria das vezes, proprietárias, isto é, uma determinada tecnologia só era suportada por seu fabricante. Não havia a possibilidade de se misturar soluções de fabricantes diferentes. Dessa forma, um mesmo fabricante era responsável por construir praticamente tudo na rede. Gestão de Redes - Fernando de Sá 2
    • Protocolo é a linguagem usada para transmitir dados pela rede. Para que dois computadores possam comunicar devem usar o mesmo protocolo, - a mesma linguagem. Quando nós enviamos um e-mail do nosso computador, o programa de e-mail (chamado cliente de e-mail) envia os dados (nosso e-mail) para a pilha de protocolos, (que faz uma porção de coisas), e envia esses dados para o meio de transmissão da rede (por cabo ou o ar, no caso de redes sem fio). No computador do outro lado (o servidor de e- mail) os dados (nosso e-mail) são processados e enviados para o programa servidor de e-mail. A pilha de protocolos faz uma porção de coisas e o papel do modelo OSI é padronizar a ordem em que a pilha de protocolos faz essas coisas. Dois protocolos diferentes podem ser incompatíveis, mas se eles seguirem o modelo OSI, ambos farão as coisas na mesma ordem. Gestão de Redes - Fernando de Sá 3
    • ISO International Standards Organization OSI Open Systems Interconnection Para facilitar a interligação de sistemas de computadores, a ISO (International Standards Organization) desenvolveu um modelo de referência chamado OSI (Open Systems Interconnection) para que os fabricantes pudessem criar protocolos a partir deste modelo. ISO é o nome da empresa e OSI é o nome do modelo de referência para o desenvolvimento de protocolos. Gestão de Redes - Fernando de Sá 4
    • O modelo OSI é dividido em sete camadas. O estudo deste modelo é extremamente didáctico, pois através dele podemos entender como deveria ser um “protocolo ideal”, bem como facilita muito a comparação do funcionamento de protocolos criados por diferentes empresas. Este modelo consiste em: cada camada é responsável por algum tipo de processamento e cada camada apenas pode comunicar com a camada imediatamente inferior ou superior. Por exemplo, a camada 6 só poderá comunicar com as camadas 7 e 5, e nunca directamente com a camada 1. Gestão de Redes - Fernando de Sá 5
    • Quando o computador está a transmitir dados para a rede, uma dada camada recebe dados da camada superior, acrescenta informações de controle pelas quais ela seja responsável e passa os dados para a camada imediatamente inferior. Quando o computador está a receber dados, dá-se o processo inverso: uma dada camada recebe dados da camada inferior, processa os dados recebidos removendo informações de controle pelas quais ela seja responsável e passa os dados para a camada imediatamente superior. Gestão de Redes - Fernando de Sá 6
    • O importante é saber que cada camada adiciona (quando o computador estiver a transmitir) ou remove (quando o computador estiver a receber) informações de controle de sua responsabilidade. Na figura a seguir podemos ver uma ilustração do modelo de referência OSI. Os programas comunicam-se apenas com a camada 7, a camada de Aplicação, enquanto que a camada “abaixo” da camada 1 é o meio de transmissão da rede (por exemplo, cabo ou ar, no caso de redes sem fio). O cabeamento de rede é às vezes referido como “camada 0”. Gestão de Redes - Fernando de Sá 7
    • As 7 camadas do modelo OSI As sete camadas podem ser Aplicação: Essas são as camadas agrupadas em três grupos: mais altas que colocam os dados no Aplicação, Transporte e Rede, formato usado pelo programa. com se vê na figura. Transporte: Esta camada é responsável por pegar os dados recebidos da rede e transformá-los em um formato compreensível pelo programa. Quando seu computador está transmitindo dados, esta camada pega os dados e os divide em vários pacotes para serem transmitidos pela rede. Quando seu computador está recebendo dados, esta camada pega os pacotes recebidos e os coloca em ordem. Rede: As camadas deste grupo são camadas de baixo nível que lidam com a transmissão e recepção dos dados da rede. Gestão de Redes - Fernando de Sá 8
    • Em baixo explica-se cada camada do modelo OSI. Nos exemplos estamos a assumir que o computador está a enviar dados pela rede – por exemplo, nós estamos a enviar um e-mail através do nosso programa de e-mail. Camada 7 – Aplicação: A camada Por exemplo, se o programa está a de aplicação faz a interface entre o usar um código de página diferente programa que está enviando ou do ASCII, esta camada é a recebendo dados e a pilha de responsável por traduzir o dado protocolos. Quando nós estamos a recebido para o padrão ASCII. Esta baixar ou a enviar e-mails, o nosso camada também pode ser usada programa de e-mail entra em para comprimir e/ou criptografar os contacto com esta camada. dados. A compressão dos dados aumenta o desempenho da rede, já que menos dados serão enviados Camada 6 – Apresentação: para a camada inferior (camada 5). Chamada camada de Tradução, Se for utilizado algum esquema de esta camada converte o formato do criptografia, os seus dados dado recebido pela camada de circularão criptografados entre as Aplicação num formato comum a camadas 5 e 1 e serão ser usado pela pilha de protocolos. descriptografadas apenas na camada 6 no computador de destino. Gestão de Redes - Fernando de Sá 9
    • Camada 5 – Sessão: Esta camada A camada de Transporte é responsável permite que dois programas em por pegar os dados enviados pela computadores diferentes estabeleçam camada de Sessão e dividi-los em uma sessão de comunicação. Nesta pacotes que serão transmitidos pela sessão, esses dois programas definem rede. No computador receptor, a camada como será feita a transmissão dos dados de Transporte é responsável por pegar e coloca marcações nos dados que estão nos pacotes recebidos da camada de a ser transmitidos. Se porventura a rede Rede e remontar o dado original para falhar, os dois computadores reiniciam a enviá-lo à camada de Sessão. Isso inclui transmissão dos dados a partir da última controle de fluxo (colocar os pacotes marcação recebida em vez de recebidos em ordem, caso eles tenham retransmitir todos os dados novamente. chegado fora de ordem) e correcção de Por exemplo, nós estamos a baixar e- erros, tipicamente enviando para o mails de um servidor de e-mails e a rede transmissor uma informação de falha. Quando a rede voltar a estar reconhecimento (acknowledge), operacional, a nossa tarefa continuará do informando que o pacote foi recebido ponto em que parou, não sendo com sucesso. A camada de Transporte necessário reiniciá-la. Mas nem todos os separa as camadas de nível de Aplicação protocolos implementam esta função. (camadas 5 a 7) das camadas de nível Rede (camadas de 1 a 3). As camadas de Rede estão preocupadas com a Camada 4 – Transporte: Nas redes de maneira com que os dados serão computadores os dados são divididos em transmitidos e recebidos pela rede, mais vários pacotes. Quando nós estamos a especificamente com os pacotes são transferir um arquivo grande, este transmitidos pela rede, enquanto que as arquivo é dividido em vários pequenos camadas de Aplicação estão pacotes. No computador receptor, esses preocupadas com os dados contidos nos pacotes são organizados para formar o pacotes, ou seja, estão preocupadas arquivo originalmente transmitido. com os dados propriamente ditos. A camada 4, Transporte, faz a ligação entre esses dois grupos Gestão de Redes - Fernando de Sá 10
    • Camada 3 – Rede: Esta camada é O quadro criado por esta camada é responsável pelo endereçamento enviado para a camada Física, que dos pacotes, convertendo converte esse quadro em sinais endereços lógicos em endereços eléctricos (ou sinais físicos, de forma que os pacotes consigam chegar correctamente ao electromagnéticos, se nós destino. Essa camada também estivermos a usar uma rede sem determina a rota que os pacotes fio) para serem enviados através do irão seguir para atingir o destino, cabo de rede. Quando o receptor levando em consideração factores recebe um quadro, a sua camada como condições de tráfego da rede de Link de Dados confere se o e prioridades. dado chegou íntegro, refazendo a soma de verificação (CRC). Se os Camada 2 – Link de Dados: dados estiverem O.K., ele envia (também chamada camada de uma confirmação de recebimento Enlace) pega nos pacotes de dados (chamada acknowledge ou recebidos da camada de rede e simplesmente ack). Caso essa transforma-os em quadros que confirmação não seja recebida, a serão transferidos pela rede, camada Link de Dados do adicionando informações como o transmissor reenvia o quadro, já endereço da placa de rede de que ele não chegou até o receptor origem, o endereço da placa de rede de destino, dados de controle, ou então chegou com os dados os dados em si e uma soma de corrompidos. verificação, também conhecida como CRC. Gestão de Redes - Fernando de Sá 11
    • Camada 1 – Física: Esta camada pega nos quadros enviados pela camada de Link de Dados e transforma-os em sinais compatíveis com o meio onde os dados deverão ser transmitidos. Se o meio for eléctrico, essa camada converte os 0s e 1s dos quadros em sinais eléctricos a serem transmitidos pelo cabo; se o meio for óptico (uma fibra óptica), essa camada converte os 0s e 1s dos quadros em sinais luminosos; se uma rede sem fio for usada, então os 0s e 1s são convertidos em sinais electromagnéticos; e assim por diante. No caso da recepção de um quadro, a camada física converte os sinais do cabo em 0s e 1s e envia essas informações para a camada de Link de Dados, que montará o quadro e verificará se ele foi recebido correctamente. Gestão de Redes - Fernando de Sá 12
    • Funcionamento Cada camada comunica-se apenas com a camada imediatamente acima e/ou abaixo dela. Quando o computador está a transmitir dados, o fluxo da informação é do programa para a rede (isto é, o caminho de dados é de cima para baixo), portanto os programas comunicam-se com a camada 7, que por sua vez se comunica com a camada 6 e assim por diante. Quando o computador está a receber dados, o fluxo da informação é da rede para o programa (isto é, o caminho de dados é de baixo para cima), portanto a rede comunica-se com a camada 1, que por sua vez se comunica com a camada 2 e assim por diante. Gestão de Redes - Fernando de Sá 13
    • Na transmissão de dados, cada camada pega as informações passadas pela camada superior, acrescenta informações de controle e passa os dados para a camada imediatamente inferior. Na recepção de dados o processo inverso acontece: cada camada remove informações de controle e passa para a camada imediatamente superior. Cada camada entende apenas as informações de controle da sua responsabilidade. Quando uma camada recebe dados da camada superior ela não entende as informações de controle adicionadas pela camada superior, portanto ela trata os dados mais as informações de controle como se tudo fosse um único pacote de dados. Gestão de Redes - Fernando de Sá 14
    • Dessa forma, na transmissão de dados para a rede a camada 7 pega os dados enviados pelo programa e adiciona informações de controle e envia este novo pacote formado pelo dado original mais suas informações de controle para a camada inferior. A camada 6 adicionará suas próprias informações de controle ao pacote recebido da camada superior e envia o novo pacote para a camada 5, agora contendo o dado original, informações de controle adicionadas pela camada 7 mais informações de controle adicionadas pela camada 6 e assim por diante. Na recepção dos dados o processo feito é ao inverso: cada camada removerá as informações de controle da sua responsabilidade. Gestão de Redes - Fernando de Sá 15
    • Na figura seguinte ilustramos esta ideia, onde podemos ver um computador a enviar dados para a rede. Cada número adicionado ao dado original representa as informações de controle adicionadas por cada camada. Cada camada trata o pacote recebido da camada superior como se ele fosse um pacote único, não diferenciando o dado original das informações de controle adicionadas pelas camadas superiores. Gestão de Redes - Fernando de Sá 16
    • Podemos ainda dizer que cada camada no computador transmissor comunica-se directamente com a mesma camada no computador receptor. Por exemplo, a camada 4 no computador transmissor comunica-se directamente com a camada 4 no computador receptor. Dizemos isso porque as informações de controle adicionadas por cada camada só podem ser interpretadas pela mesma camada no computador receptor. Gestão de Redes - Fernando de Sá 17
    • É muito interessante notar que o TCP/IP (provavelmente o protocolo de rede mais usado actualmente), podendo fazer uma correlação entre o protocolo TCP/IP e o modelo de referência OSI. Isto ajuda-nos a entender tanto o modelo de referência OSI como o protocolo TCP/IP. Gestão de Redes - Fernando de Sá 18
    • Nesta figura podemos ver uma correlação entre o modelo de referência OSI e o protocolo TCP/IP. O TCP/IP, tem apenas quatro camadas e dessa forma algumas camadas do protocolo TCP/IP representam mais de uma camada do modelo OSI. Gestão de Redes - Fernando de Sá 19
    • Como se mostrou anteriormente, o TCP/IP não é o nome de um Por exemplo, quando nós envia- protocolo específico, mas o nome mos e-mails o nosso programa de e-mail comunica-se com o de uma pilha de protocolos. Cada protocolo SMTP localizado na protocolo individual usado na camada de Aplicação. Em pilha de protocolos TCP/IP seguida este protocolo, após trabalha em uma camada processar os e-mails recebidos do nosso programa de e-mail, diferente. Por exemplo, o TCP é envia-os para a camada inferior, um protocolo que trabalha na a camada de Transporte. Lá os camada de Transporte, enquanto dados serão processados pelo que o IP é um protocolo que protocolo TCP. Quando nós acedemos a uma página da trabalha na camada de Rede. Internet, o nosso navegador também se comunicará com a camada de Aplicação, mas desta É possível ter mais de um vez usando um protocolo protocolo em cada camada. Eles diferente, HTTP, já que este é o não entrarão em conflito porque protocolo responsável por processador paginas da Internet. cada protocolo desempenha uma tarefa diferente. Gestão de Redes - Fernando de Sá 20
    • As 4 camadas do modelo TCP/IP As quatro camadas são: Aplicação, Transporte e Rede, Aplicação: Como nós Interface com a Rede, com se mencionamos, os programas vê na figura. comunicam-se com esta camada. Vários protocolos diferentes podem ser usados nesta camada, dependendo do programa que nos estivermos a usar. Os mais conhecidos são HTTP (navegação Web), SMTP (para envio de e-mails), POP3 (para o recebimento de e-mails) e o FTP (para transferência de arquivos). Gestão de Redes - Fernando de Sá 21
    • Transporte: Tudo o que O TCP é usado para dissemos sobre a camada de transmitir dados do usuário Transporte do modelo de (como páginas da Web e e- referência OSI é válido para a mails) enquanto que o UDP é camada de Transporte mais usado para transmitir TCP/IP. Dois protocolos dados de controle. diferentes podem ser usados nesta camada, TCP (Transmission Control Rede: Tudo o que dissemos Protocol) e UDP (User sobre a camada de Rede do Datagram Protocol). O modelo de referência OSI é primeiro usa o esquema de válido para a camada de confirmação de recebimento, Rede do TCP/IP. Vários enquanto que o UDP não protocolos podem ser usados usa. nesta camada e o mais comum deles é o protocolo IP. Gestão de Redes - Fernando de Sá 22
    • Interface com a Rede: Esta camada é responsável por enviar os dados para o meio de transmissão. O que há dentro desta camada dependerá do seu tipo de rede. Se nos estamos a usar uma rede Ethernet (o tipo mais comum) encontraremos as três camadas do Ethernet (LLC, MAC e Física – LLC significa Controle do Link Lógico e MAC significa Controle de Acesso ao Meio) dentro desta camada do TCP/IP. A camada Física da rede Ethernet corresponde à camada Física do modelo de referência OSI, enquanto que as outras duas camadas (LLC e MAC) correspondem à camada de Link de Dados do modelo OSI. Gestão de Redes - Fernando de Sá 23
    • Gestão de Redes - Fernando de Sá 24
    • HTTPS HyperText Transfer Protocol Secure O protocolo HTTPS é utilizado, em regra, quando se deseja evitar que a informação transmitida entre o cliente e o servidor seja visualizada por terceiros, como por exemplo no caso de compras online. A existência na barra de tarefas (normalmente do lado direito) de um cadeado demonstra a certificação de página segura (SSL). HTTPS é uma implementação do protocolo HTTP sobre uma camada SSL ou do TLS. Essa camada adicional permite que os dados sejam transmitidos através de uma conexão criptografada e que se verifique a autenticidade do servidor e do cliente através de certificados digitais. A porta TCP usada por norma para o protocolo HTTPS é a 443. Gestão de Redes - Fernando de Sá 25
    • Nas URLs dos sites o início ficaria 'https://'. Geralmente os navegadores mais actuais indicam um site seguro, geralmente através das barras de endereço que ficam verde. Consultamos a ajuda do nosso navegador para mais informações de como ele avisa sobre sites seguros. O exemplo de conexão via HTTPS são os próprios sites da Wikimedia Foundation, onde é possível acessar e editar o conteúdo dos sites através de uma conexão segura. Através da URL https://secure.wikimedia.org/wikipedia/pt/wiki/Página_principal é possível editar a wikipédia em língua portuguesa. Gestão de Redes - Fernando de Sá 26
    • SMTP Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) é o protocolo padrão para envio de e-mails através da Internet. SMTP é um protocolo relativamente simples, baseado em texto simples, onde um ou vários destinatários de uma mensagem são especificados (e, na maioria dos casos, validados) sendo, depois, a mensagem transferida. É bastante fácil testar um servidor SMTP usando o programa telnet. Este protocolo corre sobre a porta 25 numa rede TCP. A resolução DNS de um servidor SMTP de um dado domínio é possibilitada por sua entrada MX (Mail eXchange). A utilização em massa do SMTP remonta aos anos 80. Na altura era um complemento ao UUCP, que era mais adequado para transferências de correio electrónico entre máquinas sem ligação permanente. Por outro lado, o desempenho do SMTP aumenta se as máquinas envolvidas, emissor e receptor, se encontrarem ligadas permanentemente Gestão de Redes - Fernando de Sá 27
    • O Sendmail foi um dos primeiros (se não o primeiro) agente de transporte de email a implementar SMTP. Em 2001, havia, pelo menos, cerca de 50 programas que implementavam SMTP como cliente (emissor) ou servidor (receptor). Outros servidores SMTP muito conhecidos são: exim, Postfix, Qmail, e Microsoft Exchange Server. Dada a especificação inicial, que contemplava apenas texto ASCII, este protocolo não é ideal para a transferência de arquivos (também chamados de ficheiros). Alguns standards foram desenvolvidos para permitir a transferência de ficheiros em formato binário através de texto simples, como o caso do MIME. Hoje em dia quase todos os servidores SMTP suportam a extensão 8BITMIME. Gestão de Redes - Fernando de Sá 28
    • O SMTP é um protocolo de envio apenas, o que significa que ele não permite que um usuário descarregue as mensagens de um servidor. Para isso, é necessário um cliente de email com suporte ao protocolo POP3 ou IMAP, que é o caso da maioria dos clientes actuais. Gestão de Redes - Fernando de Sá 29
    • POP3 Post Office Protocol É um protocolo utilizado no acesso remoto a uma caixa de correio electrónico. Ele está definido no RFC 1225 e permite que todas as mensagens contidas numa caixa de correio electrónico possam ser transferidas sequencialmente para um computador local. Lá, o utilizador pode ler as mensagens recebidas, apagá-las, responder- lhes, armazena-las, … O funcionamento do protocolo POP3 diz-se off-line, uma vez que é o processo suportado se baseia nas seguintes etapas: É estabelecida uma ligação TCP entre a aplicação cliente de e- mail (User Agent - UA) e o servidor onde está a caixa de correio (Messsage Transfer Agent - MTA) O utilizador autentica-se; Gestão de Redes - Fernando de Sá 30
    • Todas as mensagens existentes na caixa de correio são transferidas sequencialmente para o computador local; As mensagens são apagadas da caixa de correio (opcionalmente, o protocolo pode ser configurado para que as mensagens não sejam apagadas da caixa de correio); Se esta opção não for utilizada, deve utilizar sempre o mesmo computador para ler o correio electrónico, para poder manter um arquivo das suas mensagens. A ligação com o servidor é terminada; O utilizador pode agora ler e processar as suas mensagens (off- line). A característica off-line do protocolo POP3 é particularmente útil para utilizadores que se ligam à Internet através de redes públicas comutadas, em que o custo da ligação é proporcional ao tempo de ligação (ex: a rede telefónica convencional ou a rede RDIS). Com o POP3, a ligação apenas precisa de estar activa durante a transferência das mensagens, e a leitura e processamento das mensagens pode depois ser efectuada com a ligação inactiva. Gestão de Redes - Fernando de Sá 31
    • FTP File Transfer Protocol FTP (Protocolo de Transferência de Arquivos), é uma forma bastante rápida e versátil de transferir arquivos (também conhecidos como ficheiros), sendo uma das mais usadas na internet. Pode referir-se tanto ao protocolo quanto ao programa que implementa este protocolo (Servidor FTP, neste caso, tradicionalmente aparece em letras minúsculas, por influência do programa de transferência de arquivos do Unix). A transferência de dados em redes de computadores envolve normalmente transferência de arquivos e acesso a sistemas de arquivos remotos (com a mesma interface usada nos arquivos locais). O FTP (RFC 959) é baseado no TCP, mas é anterior à pilha de protocolos TCP/IP, sendo posteriormente adaptado para o TCP/IP. É o padrão da pilha TCP/IP para transferir arquivos, é um protocolo genérico independente de hardware e do sistema operacional e transfere arquivos por livre arbítrio, tendo em conta restrições de acesso e propriedades dos mesmos. Gestão de Redes - Fernando de Sá 32
    • Gestão de Redes - Fernando de Sá 33