2.1. Modelo de Referência OSI

O Modelo de Referência OSI (Open Systems Interconnection) é um framework conceitual usado para entender as funções de um sistema de comunicação em rede. Desenvolvido pela International Organization for Standardization (ISO) na década de 1980, o modelo visa promover a interoperabilidade de sistemas de comunicação através da padronização de protocolos de rede em sete camadas distintas. Cada camada serve a um propósito específico e se comunica com as camadas diretamente acima e abaixo dela. Vamos explorar cada uma dessas camadas e os protocolos comumente associados a elas:

 

1. Camada Física (Camada 1)

Definição: Responsável pela transmissão e recepção de dados brutos não estruturados através de um meio físico. Ela lida com a conexão física entre dispositivos e os meios de transmissão (como cabos, fibra óptica, etc.).

Protocolos e Tecnologias: Ethernet, USB, Bluetooth, cabos coaxiais, fibra óptica.

 

2. Camada de Enlace de Dados (Camada 2)

Definição: Fornece uma transferência de dados confiável entre dois dispositivos diretamente conectados, detectando e corrigindo erros que podem ocorrer no nível físico.

Protocolos e Tecnologias: Ethernet, PPP (Point-to-Point Protocol), Switch, MAC (Media Access Control), VLANs (Virtual Local Area Networks).

 

3. Camada de Rede (Camada 3)

Definição: Responsável pela determinação do caminho que os dados devem seguir para alcançar seu destino, usando endereços lógicos (como endereços IP) em uma rede interconectada.

Protocolos e Tecnologias: IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol), IPsec (Internet Protocol Security), Roteadores.

 

4. Camada de Transporte (Camada 4)

Definição: Fornece a transferência de dados de ponta a ponta entre sistemas finais, garantindo a entrega completa e sequencial dos dados.

Protocolos e Tecnologias: TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).

 

5. Camada de Sessão (Camada 5)

Definição: Gerencia as sessões de comunicação entre sistemas finais, controlando o estabelecimento, a manutenção e o término de conexões.

Protocolos e Tecnologias: NetBIOS (Network Basic Input/Output System), RPC (Remote Procedure Call), PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol).

 

6. Camada de Apresentação (Camada 6)

Definição: Garante que a informação transmitida seja legível pelo sistema receptor, convertendo dados entre formatos que o aplicativo pode entender.

Protocolos e Tecnologias: SSL (Secure Sockets Layer), TLS (Transport Layer Security), JPEG, GIF, ASCII, EBCDIC.

 

7. Camada de Aplicação (Camada 7)

Definição: Fornece serviços de rede para aplicações do usuário, como e-mail, transferência de arquivos e navegação na web.

Protocolos e Tecnologias: HTTP (Hypertext Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), DNS (Domain Name System), SNMP (Simple Network Management Protocol).

 

Cada camada do modelo OSI desempenha um papel importante na comunicação de dados em uma rede, garantindo que os sistemas possam interoperar independentemente das suas implementações internas. Este modelo ajuda a simplificar o design de redes complexas, permitindo que os desenvolvedores se concentrem em problemas específicos dentro de uma única camada, ao invés de ter que lidar com toda a pilha de rede de uma só vez.

 

2.2. Modelo TCP/IP

O modelo de referência TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) é um conjunto de protocolos de comunicação usado para interconectar dispositivos de rede na Internet. Desenvolvido inicialmente para o projeto ARPANET, na década de 1970, tornou-se o modelo arquitetônico fundamental para a Internet. Ao contrário do modelo OSI, que é teórico e abrangente, o modelo TCP/IP é mais prático e baseado em padrões reais de comunicação em rede. O modelo TCP/IP é composto por quatro camadas, cada uma com funções específicas e protocolos associados. Vamos detalhar cada uma dessas camadas e seus protocolos:

 

1. Camada de Acesso à Rede (Link Layer)

Definição: Esta camada é responsável pela transmissão física dos dados entre dispositivos em uma mesma rede. Ela lida com questões como o layout de cabos, endereçamento físico e acesso ao meio. É equivalente à combinação das camadas Física e de Enlace de Dados do modelo OSI. 

Protocolos e Tecnologias: Ethernet, Wi-Fi (IEEE 802.11), PPP (Point-to-Point Protocol), ARP (Address Resolution Protocol), que mapeia endereços IP para endereços físicos.

 

2. Camada de Internet (Internet Layer)

Definição: Esta camada é responsável pela transmissão de pacotes de dados de uma origem para um destino, possivelmente em redes distintas, usando endereçamento lógico (IP). Ela cuida da roteirização de pacotes através de redes interconectadas. É equivalente à camada de Rede do modelo OSI. 

Protocolos e Tecnologias: IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol) para mensagens de erro e operacionais, IPsec para segurança.

 

3. Camada de Transporte (Transport Layer)

Definição: Responsável por fornecer comunicação de ponta a ponta entre aplicações em diferentes hosts. Ela gerencia a entrega de dados de forma confiável (com controle de erro e sequência) ou não confiável, dependendo do protocolo utilizado. É equivalente à camada de Transporte do modelo OSI. 

Protocolos e Tecnologias: TCP (Transmission Control Protocol) para comunicações confiáveis, garantindo que os pacotes cheguem sem erros e na ordem correta; UDP (User Datagram Protocol) para comunicações rápidas, mas sem garantia de entrega ou ordem.

 

4. Camada de Aplicação (Application Layer)

Definição: Esta camada fornece protocolos que permitem que softwares e serviços se comuniquem através da rede. Ela não trata apenas de aplicações de usuário final, mas também de protocolos de alto nível que permitem a comunicação entre diferentes serviços na Internet. É equivalente à combinação das camadas Sessão, Apresentação e Aplicação do modelo OSI. 

Protocolos e Tecnologias: HTTP (Hypertext Transfer Protocol) para a web, FTP (File Transfer Protocol) para transferência de arquivos, SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) para e-mail, DNS (Domain Name System) para resolução de nomes de domínio, SNMP (Simple Network Management Protocol) para gerenciamento de rede.

 

O modelo TCP/IP é fundamental para a operação da Internet moderna, fornecendo as regras e procedimentos que permitem a comunicação entre dispositivos em uma rede global. Sua estrutura permite a interoperabilidade entre diferentes tecnologias de rede, sistemas operacionais e dispositivos, facilitando uma vasta gama de aplicações e serviços online.

 

2.3. Compração entre os Modelos

A comparação entre o Modelo OSI (Open Systems Interconnection) e o Modelo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) revela diferenças fundamentais em estrutura, concepção e aplicabilidade, apesar de ambos serem essenciais no entendimento e implementação de redes de computadores. Vamos explorar as principais diferenças e semelhanças entre esses dois modelos.

 

Estrutura e Camadas

Modelo OSI:

• Estruturado em sete camadas: Física, Enlace de Dados, Rede, Transporte, Sessão, Apresentação e Aplicação.
• Cada camada tem funções claramente definidas e interfaces padronizadas entre elas.
• O modelo é principalmente teórico, projetado para promover a interoperabilidade e compreensão dos diferentes aspectos das redes.

Modelo TCP/IP:

• Composto por quatro camadas: Acesso à Rede, Internet, Transporte e Aplicação.
• As camadas são mais orientadas à implementação prática e aos protocolos existentes.
• O modelo foi desenvolvido com base em padrões de comunicação efetivos usados na Internet.

 

Propósito e Desenvolvimento

Modelo OSI:

• Desenvolvido pela International Organization for Standardization (ISO) como um modelo teórico para facilitar a interoperabilidade entre diferentes sistemas de comunicação.
• Visa a padronização de redes, permitindo que diferentes sistemas se comuniquem independentemente de suas especificações técnicas internas.

Modelo TCP/IP:

• Desenvolvido inicialmente para o projeto ARPANET, precursor da Internet moderna, com foco na interconexão de redes distintas.
• Orientado à aplicação prática e ao funcionamento da Internet, sendo adotado como o padrão de facto para comunicações em rede.

 

Flexibilidade e Implementação

Modelo OSI:

• Embora teoricamente bem-estruturado, o Modelo OSI é frequentemente considerado complexo demais para implementações práticas diretas.
• Sua estrutura detalhada, contudo, oferece uma excelente base para o ensino e compreensão dos conceitos de rede.

Modelo TCP/IP:

• Devido à sua origem prática e histórica na construção da Internet, é amplamente implementado e considerado mais flexível.
• A estrutura mais enxuta facilita a implementação e adaptação às necessidades reais de comunicação em rede.

 

Interoperabilidade e Aplicações

Modelo OSI:

• O modelo promove a interoperabilidade através da padronização de funções em cada uma de suas camadas.
• Apesar de sua adoção limitada em termos de implementação direta, os conceitos do OSI influenciam o design e a compreensão das redes contemporâneas.

Modelo TCP/IP:

• Eficaz na promoção da interoperabilidade global, dado que os protocolos TCP/IP são fundamentais para a operação da Internet.
• A adaptabilidade do modelo às mudanças tecnológicas e novas exigências da comunicação em rede é uma de suas maiores forças.

 

Embora o Modelo OSI e o Modelo TCP/IP se destinem a facilitar a comunicação de dados em redes, eles o fazem de maneiras distintas, refletindo suas origens e objetivos diferentes. O OSI oferece um guia teórico detalhado para a compreensão das redes, enquanto o TCP/IP fornece uma estrutura prática que sustenta a Internet global. Ambos os modelos são complementares em sua contribuição para a teoria e prática das redes de computadores, fornecendo insights valiosos para a concepção, implementação e análise de sistemas de comunicação.