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Introdução – Conceitos Básicos de Rede

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Conceitos Básicos de Rede – MODELO DE REFERÊNCIA OSI

Conceitos Básicos de Rede

Conceitos Básicos de Rede – O modelo de referência OSI (Open Systems Interconnection) é um formato criado pelo ISO (International Standards
organização), onde todas as tecnologias de comunicação existentes podem ser incluídas. Tem uma série de vantagens
na frente de uma estrutura “plana”:

  • Fornece uma maneira de entender como as redes funcionam.
  • Serve como um guia para criar novos protocolos, dispositivos, etc.
  • Reduzir a complexidade das redes
  •  Permite a padronização de protocolos
  •  Facilita a engenharia modular, uma vez que uma mudança não afeta o restante das camadas.
  • Garante a interoperabilidade entre sistemas de diferentes fabricantes
  • Acelera a evolução tecnológica
  • Simplifique a aprendizagem e o ensino.

É estruturado em sete camadas, cada uma com uma função muito definida:

CAMADA NOME DESCRIÇÃO PROTOCOLO
7 Aplicação É onde o usuário interage com o computador. Os protocolos desta camada identificam os parceiros de comunicação, determinam a disponibilidade de recursos e sincronizam a comunicação. TELNET, FTP SMTP, HTTP SNMP
6 Apresentação Fornece funções de codificação e conversão para a camada de aplicação. É assegurado que os dados da camada de aplicação de um sistema possam ser interpretados pelo receptor. ASCII GIF, TIF, MPEG G.711
5 Sessão Estabelece, gerencia e completa a comunicação entre camadas de apresentação e aplicativos. Coordena a comunicação entre sistemas. As sessões consistem no pedido de serviços e sua resposta. NetBIOS ZIP H.323
4 Transporte Define o estabelecimento de sessões entre duas estações (ponto a ponto). Ele permite várias sessões nos mesmos protocolos mais baixos usando identificadores chamados de portas. Permite uma entrega confiável dos pacotes, enviando confirmação ao remetente ou reenviando o quadro se a confirmação não for recebida. Ele também coloca os pacotes na ordem em que foram enviados e executa tarefas de controle de congestionamento. Camadas de nível superior multiplexas UDP, TCP SPX RTP ATP
3 Rede Os dados são pacotes. Defina os métodos para estabelecer o caminho para o destino. Inclui a fragmentação de pacotes, endereçamento lógico e protocolos de roteamento. IP,IPX ARP ICMP RIP, EIGRP, CLNP
2 Enlance Os dados são formatados em quadros. Define a seqüência dos quadros, controle de fluxo, sincronização, notificação de erro, topologia de rede física e endereçamento físico.

O IEEE divide essa camada em duas subcamadas:

LLC (Controle de Link Lógico): gerencia a comunicação entre dispositivos

MAC (Media Access Control): protocolo de acesso ao ambiente físico

FR, ATM, RDSI SDLC, HDLC, PPP ETHERNET, TR STP, SNA, NETBIOS
1 Física Descreva o transporte de bits através do meio físico. Especifique os aspectos elétricos e mecânica para manter a ligação entre vários sistemas. EIA/TIA-232, V.35 ETHERNET, RJ-45 TR, FDDI

 

ENCAPSULAÇÃO

Cada camada OSI possui seus próprios protocolos de comunicação com a mesma camada no dispositivo remoto. Para alterar informações, as camadas usam PDUs (Unidade de dados de protocolo). Uma PDU inclui informações e dados de controle. Como em cada camada, são utilizadas PDUs com diferentes funções, cada uma tem um nome diferente.

Quando uma camada quer transmitir algo, ele envia uma PDU para o nível inferior, trata a PDU recebida como dados, adiciona informações de controle (cabeçalho e trailers) e forma uma nova PDU, que a envia para o nível mais baixo.

Quando o pacote chega ao receptor, ele começa a percorrer os diferentes níveis, e em cada um deles, as informações de controle contidas na PDU são recebidas, interpretadas e eliminadas, dando a parte de dados ao nível mais alto. Este processo é chamado de decapsulação.

MODELO JERÁRQUICO DE REDES

O design hierárquico consiste em um design em camadas, de modo que:

  • Simplifique a tarefa de comunicar duas estações
  • Cada camada é responsável por tarefas específicas
  • Usa a largura de banda apropriada entre cada camada
  • Facilita o gerenciamento modular e distribuído
  • Economize custos e aprendizado de pessoal

É composto de três camadas, acesso, distribuição e núcleo.

Núcleo

O backbone de comutação de alta velocidade, sem processamento de nível 3

  • Alta confiabilidade, redundância
  • Convergência rápida antes das mudanças
  • Baixa latência
  • Sem manipulação de pacotes (filtros)
  • Diâmetro limitado

Camada de distribuição

A camada de distribuição é uma combinação de switches e roteadores. Atua como uma fronteira para os domínios de
transmite e executa as funções de roteamento inter-VLAN.

  • Ponto de união entre a camada de acesso e a camada central
  • Endereçamento
  • Limitação de domínios de difusão e multicast
  • Traduções de meio
  • Redistribuição entre domínios de roteamento
  • As tarefas de manipulação de pacotes mais pesadas, como roteamento e segurança, são realizadas

Camada de acesso

  • Fornecer acesso aos usuários
  • Caracterizado por LAN comutada e compartilhada
  • Fornece acesso a usuários remotos com FR, ISDN ou linhas dedicadas (controla o custo usando DDR)
  • A topologia geralmente utilizada é o chamado Hub-and-Spoke, que concentra todos os acessos
  • O tarefas de Nível 2 são realizadas, como a filtragem de VLAN e MAC.

Este modelo deve ter sempre três camadas. Pode ser comutado (alterna em todas as camadas) ou roteado (roteadores no
camada de distribuição e / ou camada de núcleo)

 

DISPOSITIVOS DE REDE BÁSICA

Os elementos da LAN estão evoluindo para plataformas únicas capazes de executar tarefas de nível 2 (comutação) e nível 3 (roteamento). Antes de selecionar um equipamento da Cisco, é necessário verificar se ele atende às necessidades de design (número de portas, interfaces, slots, memória …). Para isso, você pode usar a ferramenta “Cisco Product Selection Tool”, “Cisco
Guia de referência rápida de produtos “ou a lista de preços da Cisco.

Hubs e repetidores

Os repetidores operam na camada física do modelo OSI. Basicamente, eles amplificam os sinais elétricos dos bits. O
Os HUBs são repetidores com várias portas que repetem o sinal que recebem para cada um deles por todos os outros. Não
Eles eliminam colisões, eles apenas repetem os sinais físicos. Eles não fazem borda para colisão ou domínios de transmissão.

Bridge e  switches L2

Eles operam na camada 2 OSI. Bridges aprende o endereço MAC dos dispositivos conectados (armazenando o endereço de origem sempre que um frame é inserido e associando-a à porta que ela inseriu) e repetindo o sinal somente pela porta onde o dispositivo alvo do quadro está conectado. Se um bridge ou um switch receber um quadro cujo endereço não é conhecido, eles a repetem através de todas as interfaces do mesmo. Se a porta de destino for igual à porta que inseriu o quadro, eles não fazem nada.

Geralmente, os bridges funcionam no modo de armazenamento e encaminhamento, ou seja, esperam para receber todo o quadro para verificar se possui erros de CRC e, em seguida, transmita-o. Alguns switches, podem trabalhar no modo cut-through,  eles começam a transmitir a trama no momento em que conhecem o MAC de destino. A diferença entre um bridge e um switch, é que o switch faz um interruptor de hardware, com alguns circuitos integrado, enquanto os bridges geralmente executam esta operação com suporte de software.

O uso de switches na LAN oferece maior largura de banda, baixo custo por porta, fácil configuração e gerenciamento, e minimização da colisão

Roteadores e switches L3

Os roteadores operam no OSI de nível 3. Eles fazem decisões de encaminhamento com base no endereço da rede. Eles definem domínios de colisão e domínios de transmissão.
Os roteadores são configurados com um protocolo de roteamento, de forma estática ou dinâmica, os roteadores aprendem um do outro para conhecer a melhor maneira de transmitir o pacote.
O uso de roteadores oferece:

  • Segmente a rede em domínios de transmissão menores
  • Encaminhamento de pacotes inteligentes
  • Caminhos redundantes
  • Segurança
  • Acesso WAN

 

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