Estrutura Redes - Web Dev

Topologia de rede e estrutura da API

Prof. Yuri Maluf

Modelo OSI - Internet

Open Systems Interconnection (OSI) é uma estrutura conceitual sobre a configuração e organização das funções de comunicação entre suas camadas camadas.
O modelo OSI estabelece 7 camadas de forma comportar toda a complexidade da malha.
As camadas no OSI foram projetadas para que qualquer aplicação possa definir uma comunicação com outra aplicação com dispositivos distintos dentro de uma mesma rede ou entre diferentes redes de forma a comportar toda complexidade da aplicação.
Desafio: trafegar na mesma rede física diversas tecnologias e protocolos e a manter funcional de maneira a estabelecer um comunicação entre os nós da rede.
Cada camada recebe um tipo de tecnologia mediante ao propósito e função que deve exercer para garantir o funcionamento da malha.

Vantagens do Modelo

Orientação comum entre os mais diversos engenheiros e programadores no mundo
Separação por componentes permite o trabalho no desenvolvimento ou mesmo na manutenção em uma camada específica sem preocupação com as demais.
Não há necessidade de um profissional da área conhecer todas as camadas para que possa trabalhar efetivamente por dentro da infraestrutura da malha.

Funções das Camadas

O modelo OSI não determina ou específica os protocolos a serem empregados tanto inter quanto intra camadas. O que o modelo trata é da função exercida por cada uma das camadas. Portanto, o modelo OSI em última instância lida no âmbito conceitual da estrutura da rede.

Modelo OSI - As 7 Camadas

1 Camada Física: A primeira camada OSI é a camada física. Nesta camada são especificados os diversos dispositivos tais como: hubs, switches, roteadores e os meios de transmissão, como os cabos de rede.

2 Camada Enlace ou Ligação: Nesta camada, os dados recebidos do meio físico são verificados para ver se possuem algum erro e, caso possuam, ele pode ser corrigido. Dessa forma, as camadas superiores podem assumir uma transmissão praticamente sem erros.

3 Camada Rede: Talvez a camada mais atuante nas redes e da internet, a terceira camada é designada para o endereçamento IP de origem a destino; ela também pode priorizar determinados pacotes em detrimento de outros e decidir qual rota seguir para enviar os pacotes de dados.

4 Camada Transporte: Esta camada assegura o envio e recebimento dos pacotes trafegados pela rede vindos da camada três. Ela organiza o transporte dos pacotes para garantir o sucesso no envio e no recebimento de dados.

5 Camada Sessão: é responsável por estabelecer e encerrar a conexão entre hosts bem como as suas sincronizações. Ainda que trafegando pela camada, não é possível ver o que há dentro, pois ainda precisa ser tratado na penúltima camada.

Modelo OSI - As 7 Camadas

6 Camada Apresentação: Nesta camada ocorre a conversão de códigos para caracteres, conversão e compactação dos dados e também a criptografia. A camada age como um tradutor para que finalmente ocorra a interação humana.

7 Camada Aplicação: A última camada tem a função de garantir a interação homem-máquina. Nesta camada conseguimos acessar websites por meio do protocolo HTTP e HTTPs, transferir aquivos via protocolo FTP, conectar a um servidor remoto através do protocolo SSH e buscamos os endereços de IP de websites com os serviços de DNS.

Departamento

Modelo OSI - Encapsulamento

Arquivos como imagem ou texto não consegue trafegar inteira pela rede.
Diversos pedaços menores são obtidos do arquivo e são denotados por pacotes.
Antes de trafegar na rede, os pacotes são enviados sucessivamente para as camadas abaixo por meio de encapsulamento.
Por meio de sinais digitais os pacotes chegam ao seu destino. A partir daí, os pacotes vão sendo desencapsulados da primeira camada até a última.

Modelo OSI - TCP/IP

O modelo OSI é uma padronização em termos de organização de funções e etapas dentro de um sistema. Nesse modelo as funções e etapas são feitas com 7 camadas.
No modelo Internet ou TCP/IP possui a mesma lógica, no entanto, as etapas e funções são organizadas em apenas 4 camadas. Estas camadas estão descritas do lado esquerdo da figura ao lado.
O modelo TCP/IP é considerado mais prático. Ele é amplamente usado em redes reais. O modelo OSI é considerado mais teórico e adequado para fins educacionais.

Endereço IP

O IP (Internet Protocol) é um protocolo de 3 camada (Rede) do sistema OSI, ou da segunda camada (Internet) do modelo TCP/IP que atribui a cada dispositivo conectado a uma rede um número que o identifique.
O protocolo de internet em sua versão 4 (IPv4) define o endereço IP a partir de um número composto por 4 octetos, o que totaliza 32 bits.
Com o crescimento da Internet e o esgotamento de endereços IPv4 disponíveis se esgotou, uma nova versão do protocolo IP (IPv6) foi desenvolvido. O IPv6 utiliza 128 bits para definir um endereço.

Classes IP

O espaço do endereço IP é dividido em algumas estruturas de tamanho fixo denominados de classes de endereço. As principais classes são A, B e C. Por meio dos primeiros bits de um número IP é possível determinar qual classe o IP pertence. A classificação segue de acordo com a figura abaixo.

Os endereços IPv4 são divididos em duas partes: o ID de rede e o ID de host. A primeira parte é o ID de rede, que identifica uma determinada rede. A última é o ID de host, que identifica um host dentro da rede definida pelo ID de rede.

Máscara de Sub-Rede

A máscara de sub-rede determina qual fração dos 32 bits de um endereço IPv4 deve ser utilizada para definir o ID de uma rede.
A notação do tipo Classless Inter Domain Routing (CIDR) ou notação prefixada de rede é usada para definir a quantidade de bits para identificar a rede
A notação CIDR escreve o IP da seguinte maneira XXX.XXX.XXX.XXX/YY, onde os valores de X simbolizam os números de um IP e YY a quantidade de bits para identificar a rede.
No número de IP 192.168.0.10/24, o /24 representa a máscara de sub-rede. Neste caso a rede é identificada com 24 bits dos 32 bits de um endeço de IPv4. No entanto, as máscaras de sub-rede são denotadas por ponto decimal de 32 bits.
Neste IP o ponto decimal da máscara /24, que é representada por 255.255.255.0 e em termos dos valores de bits 11111111.11111111.11111111.000000.