O que são Camadas de rede?

Nas tecnologias de computação, as camadas de rede são uma estrutura conceitual que fornece um entendimento comum de como uma rede de computadores é arquitetada e como as diferentes tecnologias se relacionam para habilitar as comunicações de rede. Dois modelos de camadas de rede são amplamente referenciados hoje: O modelo de OSI (Open Systems Interconnection, Interconexão de sistemas abertos) e o modelo TCP/IP são os mais comuns.

Há outras camadas de rede, como UDP e ICMP, que são executadas em redes IP, bem como o modelo RINA (Recursive InterNetwork Architecture, Arquitetura Recursiva de InterNetwork). O modelo TCP/IP utilizado para ser referenciado como modelo DoD (Department of Defense, Departamento de defesa), modelo DARPA ou modelo ARPANET, mas foi alterado devido à percepção de que são serviços governamentais e não padrões para uso mais amplo.

As redes de computadores são tecnologias altamente complexas que envolvem vários tipos de software, sistemas operacionais, computadores, roteadores, switches, firewalls, conexões e muito mais. Uma estrutura que divide toda essa tecnologia em diferentes categorias ou camadas ajuda a organizar as comunicações do sistema e solucionar problemas de forma mais eficiente. A estrutura de camadas de rede também melhora a interoperabilidade do fornecedor, criando padrões para que os dispositivos se comuniquem entre si. As camadas ajudam os fornecedores a adotar padrões e protocolos que garantem a consistência na maneira como a tecnologia em uma camada interage com a tecnologia em camadas acima e abaixo dela.

O Modelo OSI é um produto de trabalho do grupo de integração de sistemas abertos da ISO (Organização Internacional para Padronização) e foi publicado inicialmente em 1984. O modelo de referência OSI divide sistemas de rede complexos em sete camadas distintas com base no tipo de tarefas executadas e na função de cada sistema dentro da pilha de rede. As camadas de rede de OSI incluem:

• Camada 1 – a Camada física. A camada física envia e recebe fluxos de bits brutos em uma mídia física.
• Camada 2 – a Camada de link de dados. Essa camada define o formato dos dados a serem transmitidos, dividindo-os em quadros para transição na camada física. Ela também gerencia conexões entre dois nós diferentes, gerencia o controle de erros e encerra conexões quando uma sessão é concluída.
• Camada 3 – a Camada de rede. A camada de rede é responsável por encaminhar e rotear pacotes de dados de forma eficiente em várias redes.
• Camada 4 – a Camada de transporte. Essa camada coordena a transferência de dados confiável e transparente de ponta a ponta entre os hosts de rede.
• Camada 5 – a Camada de sessão. A camada de sessão gerencia as sessões de comunicação e a sincronização entre aplicações em diferentes dispositivos. Ela também lida com configuração, autenticação, terminação e reconexões.
• Camada 6 – a Camada de apresentação. Essa camada converte dados para a camada de aplicação, tratando a formatação, compactação, criptografia e descriptografia de dados.
• Camada 7 – a Camada de aplicação. Essa camada fornece serviços de rede diretamente a aplicações, incluindo protocolos para e-mail, navegação na Web e transferência de arquivos.

O modelo TCP/IP é outra referência amplamente usada para entender as camadas de rede. As quatro camadas do modelo TCP/IP incluem:

• A camada de aplicação. Essa camada combina as camadas de aplicação, apresentação e sessão do modelo OSI. A camada de aplicação fornece protocolos específicos de aplicação para serviços como navegação na Web (HTTP), e-mail (SMTP) e transferências de arquivos (FTP). Os serviços do DNS (Sistema de Nomes de Domínio) também operam na camada de aplicação.
• A camada de transporte. Essa camada é mapeada para a camada de transporte do modelo OSI e gerencia os serviços de comunicação, incluindo a transmissão confiável por meio do TCP (protocolo de controle de transmissão) ou da entrega de datagrama sem conexão por meio do UDP (User Datagram Protocol).
• A camada de internet. Essa camada é equivalente à camada de rede no modelo OSI e é responsável por endereçar, rotear e gerenciar a fragmentação de pacotes IP. Além do IP (protocolo de Internet), ARP, IGMP e ICMP também operam nessa camada.
• A camada de acesso à rede. Essa camada se correlaciona com as camadas física e de link de dados do modelo OSI e lida com a transmissão de datagramas de rede por redes físicas específicas.

Em geral, o modelo OSI fornece uma estrutura mais abrangente e modular, enquanto o TCP/IP é um modelo mais simples com relevância prática e ampla adoção.

• O OSI é um modelo genérico, independente de protocolo, projetado para abranger e descrever todas as formas de comunicação de rede. Por outro lado, o TCP/IP é um modelo funcional baseado em protocolos padrão específicos para resolver problemas de comunicação específicos.
• Na estrutura modular do modelo OSI, cada camada OSI é distinta e tem funções específicas, permitindo uma solução de problemas e interoperabilidade mais fáceis dos protocolos entre as camadas. O OSI também fornece uma estrutura padronizada para comunicações de rede, aumentando a compatibilidade e a interoperabilidade entre diferentes produtos de fornecedores.
• O modelo TCP/IP está alinhado com a implementação real de protocolos de rede usados na Internet hoje. Sua flexibilidade e simplicidade o tornam adequado para uma ampla variedade de tamanhos e topologias de rede.