Para que vários dispositivos possam se comunicar de forma confiável, é essencial ter padrões. Embora não deva ser muito difícil criar um padrão, realisticamente, você precisa de mais do que isso. Para ter vários padrões que podem funcionar juntos, é importante ter uma estrutura bem compreendida para que funções vitais possam ser preenchidas por padrões direcionados.
O modelo OSI é uma estrutura que descreve um conjunto de sete camadas de comunicação necessárias para que os aplicativos possam se comunicar com outros dispositivos em uma conexão de rede. Criticamente, esse modelo não é baseado em nenhum padrão, o que significa que não necessariamente envelhece ou precisa ser substituído, pois os protocolos se tornam obsoletos.
Apesar disso, foram publicados outros modelos que apresentam variações sobre o mesmo tema, alguns dos quais são essencialmente, extraoficialmente, integrados ao modelo OSI. Vários outros modelos simplificam algumas das camadas de uma maneira que reflete melhor os protocolos usados atualmente, como TCP/IP.
As camadas são divididas em dois grupos: as camadas de mídia e de host. As camadas de mídia estão relacionadas à transmissão real de dados por meio de uma conexão com o destino. As camadas de host estão relacionadas aos dados que precisam ser transmitidos e como formatá-los. As camadas de mídia são Física, Datalink e Rede. As camadas de host são Transporte, Sessão, Apresentação e Aplicação. As camadas são numeradas de um a sete, respectivamente. Cada camada só interage diretamente com a camada abaixo dela, enquanto fornece facilidades de uso para a camada acima interagir.
Camada 1: Camada física
A camada física é responsável pela transmissão e recepção de dados entre dois dispositivos. Converte os bits digitais que compõem os dados nos sinais utilizados pelo respectivo meio de transporte. Não há meio especificado, portanto, sinais elétricos, ópticos ou de rádio podem ser usados. Teoricamente, não se limita a isso: áudio, sinalizadores ou qualquer outro método de transferência de dados pode ser usado.
Cabe a protocolos específicos definir as características exatas do que constitui um binário 1 ou 0 na camada física. Também depende de protocolos específicos para determinar o meio de transferência. Para conectores físicos, isso pode incluir o número, a posição e a forma dos pinos elétricos e como eles se conectam de um dispositivo a outro. Exemplos de protocolos que cobrem a camada física são Bluetooth, Ethernet e USB.
Camada 2: Camada de Enlace de Dados
A camada de enlace de dados fornece uma estrutura para dois dispositivos conectados diretamente. Esses dispositivos estarão na mesma rede e domínio de colisão. O fator de domínio de colisão significa que essa camada é decodificada e usada por switches de rede, mas não por hubs de rede. Ele é projetado para estabelecer e encerrar conexões entre dois dispositivos conectados e detectar e, sempre que possível, corrigir erros na camada física.
Esta camada foi descrita como duas subcamadas no modelo IEEE 802. As camadas Medium Access Control (MAC) e Logical Link Control (LLC). A camada MAC é responsável por controlar como os dispositivos obtêm acesso a um meio de transmissão e permissão para transmitir dados. A camada LLC encapsula os protocolos da camada de rede e fornece verificação de erros e ordem de quadros.
Ethernet, Wi-Fi e Bluetooth são exemplos de protocolos que cobrem a camada de enlace de dados. O endereço MAC das interfaces de rede do seu computador está associado à camada de enlace de dados.
Camada 3: Camada de Rede
A camada de rede fornece funcionalidade para transmissão de pacotes entre redes. A camada de rede fornece um endereço de destino para um pacote de rede. Ainda assim, não define como chegar lá, deixando isso para a rede. Um endereço IP é um exemplo de endereço de camada de rede. Não é garantido que a entrega de mensagens seja confiável na camada de rede. No entanto, os protocolos da camada de rede podem implementar métodos para entrega confiável de mensagens.
Camada 4: Camada de Transporte
A camada de transporte constrói a sequência de dados real a ser transmitida. Ele constrói dados em formatos que permitem que eles se encaixem na Unidade Máxima de Transmissão (MTU) de um link de conexão. O MTU é o número máximo de bytes de um pacote, incluindo todos os cabeçalhos. Se um pacote for muito grande, ele o segmenta em vários pacotes para serem transmitidos em sequência.
A camada de transporte pode opcionalmente controlar a confiabilidade de um link entre a origem e o destino em todo o link como se fosse uma única conexão direta. Alguns protocolos de transporte, como UDP, não aplicam métodos de confiabilidade. Em contraste, outros, como o TCP, têm a funcionalidade de detectar erros e retransmitir pacotes descartados.
Camadas 5, 6 e 7: camadas de sessão, apresentação e aplicação
As camadas 5, 6 e 7 são geralmente agrupadas em modelos de comunicação mais modernos, sendo reunidas no Internet Protocol Suite como a camada “Application”. No modelo OSI, a camada de sessão configura, controla e desfaz as conexões entre dois ou mais computadores, mapeando aproximadamente os processos de autenticação.
A camada de apresentação encapsula e desencapsula os dados. Isso pode ser tão simples quanto formatar dados como XML, mas também incluir criptografia/descriptografia com TLS. A camada de aplicativo refere-se aos aplicativos reais e ao tráfego de rede que eles geram, como HTTP e FTP.
Conclusão
O modelo OSI é um modelo conceitual que descreve uma estrutura padrão de sistemas de telecomunicações. Ele não depende especificamente de nenhum protocolo que o ajude a evitar a obsolescência. À medida que protocolos mais novos foram desenvolvidos, algumas das camadas que ele define foram agrupadas em modelos mais modernos.
Isso é particularmente perceptível para as camadas 5, 6 e 7, que geralmente são difíceis de distinguir e definir com software moderno. Outras camadas são mais fáceis de explicar, mas alguns protocolos não se encaixam necessariamente em uma categoria. Embora não seja perfeito, o modelo OSI ajuda a entender a complexidade e as camadas de protocolos e sistemas nas comunicações da Internet.