Modelo OSI

Por Rodrigo Cesar Vertulo

O mundo moderno deve muito de sua rápida evolução às redes de comunicações, de modo que muitas empresas, instituições acadêmicas e usuários domésticos fazem uso das tecnologias de comunicação diariamente. Essas redes permitem que indivíduos troquem informações com extrema velocidade estando localizados a poucos metros de distância ou em pontas opostas do planeta, sem que os mesmos necessitem de grandes conhecimentos técnicos para isso. Toda essa evolução iniciou-se com o advento das redes de computadores, em especial de um projeto da Advanced Research Projects Agency – inicialmente representada pela sigla ARPA e, posteriormente rebatizada para DARPA. Pertencente ao departamento de defesa dos EUA, esta agência foi responsável pela criação do projeto ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network), que tinha como objetivo a construção de uma rede de comunicação altamente estável e confiável que pudesse resistir até mesmo a uma bomba nuclear. É importante ressaltar que diferentemente do que muitos pensam, a motivação para a criação da ARPANET não foi de carácter militar, e sim para propiciar a troca rápida de informações entre pesquisadores separados geograficamente [1].

O advento das redes de computadores evidenciou a necessidade da criação de mecanismos que permitissem a padronização da comunicação para viabilizar a interconectividade entre máquinas de diferentes fabricantes. A ISO (International Standards Organization), uma das maiores organizações mundiais para a definição de padrões, aprovou no início da década de 1980 um padrão que tinha justamente este objetivo e o batizou de OSI (Open Systems Interconnection)[2].

O Modelo OSI

O padrão OSI divide todo o “ciclo” de comunicação em camadas, sendo que cada uma fica responsável por uma etapa do processo. A ideia principal da utilização dessa estratégia é a divisão de toda a complexidade do sistema. Muito utilizada em projetos de softwares, o método da Divisão e Conquista (Divide and Conquer) é uma forma de tratar problemas complexos, dividindo-os em problemas menores e mais simples[3]. A solução de todos os problemas mais simples emerge a solução do complexo. O padrão aprovado pela ISO contempla a criação de 7 camadas interligadas. A ideia é que cada camada ofereça serviços às camadas superiores[4]. O Modelo OSI não pode ser considerado uma arquitetura, pois ele não determina como cada uma das camadas deve funcionar, apenas diz o que cada uma deve fazer[4]. As camadas contempladas pelo padrão são: Física, Enlace, Rede, Transporte, Sessão, Apresentação e Aplicação. Cada uma dessas camadas é implementada em cada ponta envolvida na comunicação conforme mostrado na Figura 1.

Pode-se notar na Figura 1 que a comunicação pode ser iniciada por qualquer um dos pontos e que os dados descem desde a camada 7 até atingir o canal de comunicação, que pode ser composto por cabos coaxiais, fibras ópticas ou até mesmo baseado em comunicação sem fio utilizando-se sinais de rádio frequência. Ao chegar ao outro ponto, os dados sobem camada por camada até que retornem à camada 7. Durante todo esse caminho, do transmissor até o receptor, o pacote de dados vai recebendo metadados (cabeçalhos) deste, que deverão ser removidos daquele, até que o pacote de dados assuma seu formato original para que possa ser “consumido” pelo destinatário. Cada camada pode ser desenvolvida utilizando-se recursos de software ou hardware ou ambos. As camadas mais inferiores são formadas predominantemente por elementos de hardware e conforme sobe-se no modelo aumenta-se o predomínio da utilização de software. Deste modo, a camada 1 (camada física) é formada basicamente por hardwares, enquanto a camada 7 (camada de aplicação) é formada por software.

Como o Modelo OSI não determina como cada camada deve funcionar, apenas o que elas devem fazer, é importante que em ambas as pontas cada camada implemente os mesmos protocolos de comunicação. Deste modo é imprescindível que se saiba qual é a responsabilidade de cada uma.

As Camadas do Modelo OSI

• Física

A primeira camada do Modelo OSI tem a responsabilidade de fornecer o link entre as pontas e o canal de comunicação. Esta camada é formada por circuitos eletrônicos que determinam a tensão de operação, impedâncias, sinais de clock, etc. a serem utilizados. A camada física também define o protocolo que estabelece um fluxo de controle utilizado entre as pontas para iniciar e terminar a conexão por meio do canal de comunicação. Esta camada é responsável pela etapa de Modulação e conversão de sinais digitais em análógicos passíveis de serem transmitidos pelo canal de comunicação utilizado[5].

• Enlace
  

A camada de Enlace é responsável pelo controle do fluxo de pacotes entre cada ponta. É nesta camada que é feita a detecção e eventual correção de erros que possam existir nos pacotes de dados a serem transmitidos ou recebidos.

• Rede
  

Dentro de um mesmo “ecosistema” podem coexistir diversas redes de computadores. Essas redes podem estar “separadas” fisicamente e lógicamente, de modo que para um determinado de uma uma rede A poder se comunicar com outro ponto de uma rede B é preciso que haja um roteamento dos dados. Esse roteamento consiste basicamente em anexar ao pacote de dados um endereço lógico correspondente ao destino que o mesmo deve alcançar. Essa tarefa é realizada pela camada de Rede.

• Transporte
  

A camada de Transporte isola as camadas inferiores, predominantemente formada por elementos de hardware, das camadas superiores, formadas basicamente por software. Entre as responsabilidades desta camada destacam-se o particionamento dos dados recebidos das camadas superiores em pacotes menores, o controle da entrega destes pacotes aos seus destinos e detecção e eventual correção de erros.

• Sessão
  

Esta camada gerencia o sincronismo da comunicação entre os pontos. Ela é responsável por estabeler os modos de comunicação, que podem ser full-duplex (permite a comunicação em ambas as direções ao mesmo tempo), half-duplex (permite a comunicação em ambas as direções, mas uma ponta de cada vez) ou simples (permite a comunicação unidirecional). A camada de Sessão determina como a comunicação se inicia e a forma como a mesma é encerrada. Ela também estabelece como uma comunicação que foi interrempida de forma inadequada dever ser reiniciada.

• Apresentação
  

A camada de Apresentação provê a conversão da representação dos pacotes de dados da forma como são utilizados pelas aplicações para o formato reconhecido e manipulado pelas camadas inferiores. Nesta camada são feitas transformações nos dados que podem ser comprimidos, criprografados, convertidos, etc..

• Aplicação
  

Esta camada é a mais próxima do usuário final e provê serviços típicos utilizados pelos mesmos, tais como Correio Eletrônico, Transferência de Arquivos, Login Remoto, Serviços de Diretórios, Terminais Virtuais, Acesso a Bancos de Dados, Etc.

Conclusão

Não foi objetivo deste texto detalhar todos os aspectos do Modelo OSI, sendo que o mesmo procurou apresentar uma visão abrangente, mas consistente, sobre o tema. Foi apresentada uma visão geral do Modelo OSI, desde os fatores que motivaram seu surgimento até uma descrição geral sobre sua organização. É evidente a importância das redes de comunicação na sociedade atual e a diversidade de empresas fabricantes de equipamentos e softwares para elas impulsionou a iniciativa para a criação de um padrão que permitisse a interconectividades entre todos esses “personagens”. A criação do Modelo OSI representou um marco importante na história das telecomunicações e propiciou o surgimento das diversas tecnologias de comunicação de que se dispõe atualmente.

Bibliografia

[1] OSI Model – http://en.wikipedia.org/wiki/ARPANET

 [2] PINHEIRO, José Maurício Sandos. – http://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_modelo_osi.php

 [3] Divide and conquer algorithms – http://en.wikipedia.org/wiki/Divide_and_conquer_algorithms

 [4] CARDOZO, Eleri; MAGALHÃES, Mauricio F. – REDES DE COMPUTADORES: MODELO OSI. ftp://ftp.dca.fee.unicamp.br/pub/docs/eleri/apostilas/osi.pdf

 [5] OSI Model – http://en.wikipedia.org/wiki/OSI_model

 [6] SENGER, Hermes. Modelo de Referência OSI. http://www-usr.inf.ufsm.br/~candia/aulas/espec/Aula_3_Modelo_OSI.pdf

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