Visão da Estrutura em Camadas do RM-OSI

O funcionamento de uma rede exige uma série de cuidados para permitir que as informações sejam transmitidas e recebidas de maneira correta. Por exemplo, detecção e correção de erros de transmissão, já que a maioria dos meios de transmissão podem sofrer interferências; roteamento de mensagens entre sua origem e seu destino, uma vez que uma mensagem pode passar por várias redes intermediárias até chegar ao seu destino; definição da sintaxe e semântica das informações transmitidas, de modo que quando uma aplicação transmite um dado com um determinado tipo, esse dado seja interpretado com o tipo correto pela aplicação receptora etc.

Tudo isso torna o projeto de uma rede em uma tarefa complexa, que demanda que diversas funções sejam realizadas. Para lidar com essa complexidade, normalmente, se utiliza uma divisão em camadas, em que cada uma delas é responsável por um conjunto de funcionalidades específicas. As camadas são construídas umas sobre as outras, e uma camada oferece seus serviços para a camada superior utilizando-se dos serviços oferecidos pela camada inferior. Essa divisão em camadas nos permite discutir uma parcela específica de um problema complexo, e esconder da camada superior como os serviços oferecidos são implementados na camada inferior.

Quando tratamos da comunicação em rede, dizemos que cada camada de um nó transmissor se comunica com a mesma camada do nó receptor, em outras palavras, a camada N em uma máquina estabelece uma conversação com a camada N em outra máquina. As regras dessa conversação são chamadas de protocolo da camada N. Uma camada pode ser implementada em software, em hardware ou em uma combinação dos dois. A Figura 1 ilustra estes conceitos para uma rede estruturada em 4 camadas.

A comunicação entre as camadas N de duas máquinas não acontece diretamente, mas através de suas camadas inferiores. Quando uma camada N deseja enviar uma informação, ela é enviada para a camada imediatamente abaixo. Isso vai se repetindo até a informação chegar ao meio físico, em que é transmitida para a máquina destino e percorre o caminho inverso.

Ter uma arquitetura baseada em camadas é útil para entendermos sistemas complexos, pois ela provê modularidade, tornando muito mais fácil resolver problemas e modificar a forma como os serviços são implementados por cada camada. Modificações podem ser feitas em uma camada, mas ela deve continuar fornecendo o mesmo serviço para a camada superior e usando os mesmos serviços que são oferecidos pela camada inferior. O interessante de tudo isso é que o restante do sistema permanece inalterado, nem mesmo precisa tomar conhecimento das mudanças.

Essa organização em camadas foi seguida por diversos fabricantes de equipamentos de rede, com cada fabricante definindo seu próprio conjunto de protocolos e camadas. Com isso, computadores de fabricantes diferentes não poderiam se comunicar. Para lidar com esse problema, a International Standard Organization (ISO) propôs o modelo de referência Open Systems Interconnection (OSI) para a interconexão de sistemas abertos – no sentido de que não impõe a utilização de nenhuma implementação ou tecnologia específica. Para simplificar, de agora em diante, chamaremos esse modelo apenas de OSI.

O modelo OSI divide todas as tarefas relacionadas às redes em sete camadas, conforme vemos no Quadro 1. Cada camada é responsável por um subconjunto das funções que devem ser realizadas por uma rede. Para isso, cada camada tem seus próprios protocolos e manipula uma unidade de dados conhecida como Unit Protocol Data (PDU, em português, Unidade de Dados do Protocolo). Entenda a PDU como o conjunto de informações, ou o pacote, gerado por uma camada.