Modelos de Referência para Redes de Computadores

Modelo OSI

Visão geral

• Modelo de referência desenvolvido pela ISO.
• Objetivos: comunicação fim-a-fim, comunicação entre fabricantes, regras de construção de redes, facilitar o aprendizado, permitir implantação de novas tecnologias.

Estrutura em 7 camadas

1. Física: especificações elétricas e mecânicas, representação dos bits.
2. Enlace de Dados: controle de acesso ao meio físico.
   • Subnível inferior (MAC): controle de acesso ao meio.
   • Subnível superior (LLC): controle lógico do enlace.
3. Rede: roteamento dos pacotes, endereçamento IP, protocolos como ARP e RARP.
4. Transporte: transporte confiável e eficiente entre dispositivos.
   • Protocolos orientados a conexão (TCP).
   • Protocolos não confiáveis e não orientados a conexão (UDP).
5. Sessão: estabelecimento e gerenciamento de sessões entre aplicações.
6. Apresentação: conversão de formatos de dados, compactação e criptografia.
7. Aplicação: interface de interação entre usuário e máquina, protocolos como HTTP, SMTP, FTP.

Observação: As camadas de Sessão e Apresentação não existem no modelo TCP/IP.

Protocolos específicos são associados a cada camada para realizar suas funcionalidades.

Modelo TCP/IP

História das Redes de Computadores

• Surgiram durante a "Guerra Fria" entre EUA e URSS nos anos 60.
• Desenvolvimento tecnológico militar dos EUA levou ao nascimento das redes de computadores.
• ARPANET foi criada para interligar bases militares, departamentos de pesquisa e universidades.
• Modelo de referência TCP/IP foi definido em 1974 por Vinton Cert e Robert Kahn.
• TCP (Transmission Control Protocol) e IP (Internet Protocol) são os principais protocolos do modelo.

Marco do TCP/IP

• ARPANET entrou em operação em 1969, inicialmente com quatro nós.
• Expansão para centenas de universidades e instituições públicas.
• Problemas surgiram com o surgimento de redes de rádio e via satélite.
• Desenvolvimento do modelo TCP/IP para solucionar os problemas.
• Implementação do TCP/IP na ARPANET em 1980, dando origem à Internet.
• Conversão completa para TCP/IP em 1983 e financiamento pelo DARPA.
• TCP/IP se difundiu com a distribuição gratuita no sistema operacional Unix.

Marcos Cronológicos Importantes

• 1961: Teoria das filas de Leonard Kleinrock mostra a efetividade da comutação por pacote.
• 1964: Demonstração do funcionamento de uma rede comutada por pacote por Paul Baran.
• 1967: Conceito da ARPANET é concebido pela ARPA.
• 1969: Primeiro nó da ARPANET entra em operação.
• 1972: ARPANET é demonstrada publicamente, desenvolvimento do primeiro programa de e-mail.
• 1973: Redes ALOHAnet e Ethernet são desenvolvidas.
• 1973: Proposta do TCP (Transmission Control Protocol) por Cerf e Kahn.
• 1983: Formalização do modelo OSI (Open System Interconnection).
• 1988: Início da Internet no Brasil, conectando universidades brasileiras com americanas.
• 1990: Criação da World Wide Web (WWW).

Conhecendo o Modelo TCP/IP

• Modelo em pilha com camadas interativas.
• Cada camada interage com a camada superior e inferior.
• Composto por um conjunto hierárquico de protocolos interativos.
• Hierarquia significa que protocolos de camadas superiores dependem das inferiores.

Camadas do Modelo TCP/IP

1. Física e Enlace: Suporta todos os padrões proprietários.
   • Física: Características elétricas e mecânicas dos meios de transmissão.
   • Enlace: Métodos de acesso ao meio LAN e WAN.
2. Internet (ou Rede): Suporta o Protocolo de Internet (IP).
   • Protocolos como ARP, RARP e ICMP.
3. Transporte: Gerencia a sessão de comunicação entre computadores.
   • Protocolos TCP (Transmission Control Protocol) e UDP (User Datagram Protocol).
4. Aplicação: Protocolos de aplicativos TCP/IP e interface entre usuário e aplicação.
   • Protocolos como HTTP, SMTP, FTP, SSH, etc.

Comparação com o Modelo OSI

• Semelhanças: Camadas de Transporte têm a mesma função nos dois modelos.
• Diferenças: Camada de Enlace do TCP/IP combina funcionalidades das camadas de Enlace e Física do OSI. Camada de Aplicação do TCP/IP combina funcionalidades das camadas de Aplicação, Apresentação e Sessão do OSI.
• Deficiência do OSI: Complexidade de implementação e repetição de funcionalidades.
• Deficiência do TCP/IP: Falta de clareza em conceitos e não abrangência de outras pilhas de protocolos.

Por esses motivos, um modelo híbrido de 5 camadas foi proposto por Tanenbaum para melhorar o modelo TCP/IP e retirar os excessos do modelo OSI.