Qual a camada do modelo OSI é responsável pela segmentação de domínios de colisão?

Bom, eu vou pular a estorinha da evolução do computador, primeiro porque já li isso mais de 1000 vezes e acho que vocês também e segundo porque gosto de ir direto ao ponto. O fato é que quando se começou a pensar em redes de computadores, muitas empresas, como a IBM, apareceram com soluções proprietárias, que incluíam software e hardware. Uma vez escolhida a arquitetura de uma empresa, apenas computadores que estivessem operando sobre essa arquitetura poderiam se comunicar. Esse tipo de restrição era inaceitável por uma série de razões, como no exemplo a seguir:

Suponha que a empresa A use a arquitetura de rede fornecida pela empresa E1 e a empresa B use a arquitetura de rede da empresa E2. Suponha agora que a empresa A compre a empresa B. Uma vez que as redes das empresas A e B utilizam diferentes arquiteturas, elas não poderiam se comunicar, levando a empresa A a decisão de ou mudar para a arquitetura da empresa E2 ou mudar a rede da empresa B para a arquitetura da empresa E1.

Com o objetivo de sanar este tipo de problema, a ISO criou o modelo de referência OSI. O modelo OSI adota a ideia da divisão e conquista para resolver o problema extremamente complexo que é o transporte de dados de um host origem até um host destino. Para tanto, tal modelo estabelece 7 camadas, cada uma só podendo se comunicar com a camada imediatamente acima ou abaixo. A imagem abaixo ilustra as 7 camadas do modelo OSI.

As 7 camadas do modelo OSI.

•  Camada de aplicação (camada 7): a maioria das aplicações que necessitam trocar informações entre sistemas finais remotos precisam faze-lo transmitindo a informação de uma maneira estruturada. O que eu quero dizer com isso é que a informação precisa ser montada em uma estrutura bem conhecida pela aplicação, de modo que quando a informação chegar na aplicação do sistema final destinatário, esta saiba como interpreta-la. A maneira como essas informações são estruturadas, transmitidas e interpretadas, constitui um protocolo. Uma vez que a aplicação interage diretamente com este protocolo, este é dito pertencente à camada de aplicação. É importante notar que a aplicação em si não faz parte da camada de aplicação, mas sim os protocolos que fazem a interface estre a aplicação e as camadas mais baixas. Podemos citar como exemplo os navegadores web. Se você já criou uma página web ou baixou uma da internet, você sabe que o navegador é capaz de exibir páginas web independentemente de você estar conectado a alguma rede ou não ou mesmo de você ter ou não qualquer protocolo ou interface de rede na sua máquina. Isso ocorre pois o navegador possui um módulo de renderização de páginas html, onde as tags são interpretadas e o resultado é a exibição da página. Por outro lado, quando você requisita uma página que está num servidor web remoto, o navegador passa a fazer uso do protocolo HTTP (sem contar a resolução de nomes DNS) para enviar uma requisição ao servidor web remoto, que por sua vez conhece o protocolo HTTP e sabe interpreta-lo. Exemplos de protocolos pertencentes a camada de aplicação são: HTTP, DNS, FTP, SMTP, etc.
• Camada de Apresentação (Camada 6): a camada de apresentação, como seu nome sugere, é responsável por apresentar os dados à camada de aplicação e traduzir dados oriundos da camada de aplicação com destino a aplicação em um sistema remoto. Uma vez que as aplicações podem ser executadas em sistemas diferentes, é importante que os dados sejam formatados de uma maneira que o sistema em questão possa interpretar ou exibir corretamente. Assim, os dados oriundos da camada de aplicação podem ser traduzidos para um formato padrão da rede e então quando chega na camada de apresentação do sistema destinatário, os dados são então traduzidos para o formato correto para aquela aplicação. Além disso essa camada pode também fornecer serviços de compressão e descompressão e criptografia dos dados.
• Camada de Sessão (Camada 5): a camada de sessão é responsável por criar, gerenciar e terminar sessões entre as aplicações. No momento em que as sessões são criadas, entra em cena mais um serviço dessa camada que é o gerenciamento do diálogo entre as aplicações. É definido o modo de comunicação, que pode ser :simplex, full-duplex ou half-duplex. Basicamente, esta camada é responsável por manter os dados das diferentes aplicações separados. Exemplos de protocolos desta camada são: Network File System (NFS), Structured Query Language (SQL), Remote Procedure Call (RPC), etc.
• Camada de Transporte (Camada 4): para que uma aplicação possa enviar informações para outra, a primeira precisa utilizar uma porta lógica de origem e a aplicação de destino precisa escutar em uma outra porta lógica de destino. A camada de transporte é responsável por transmitir os dados da porta de origem até a porta de destido. Os dados oriundos da camada de sessão são segmentados e remontados, reunindo esses dados e um mesmo fluxo de dados. Fatores como alto congestionamento, inteferência eletromagnética e diferenças nas velocidades de transmissão e processamento dos diversos dispositivos dispostos entre a origem e o destino podem causar erros nos bits dos dados enviados e até mesmo a perda dos mesmos. Visando contornar esse problema, a camada de transporte pode fornecer o serviço de transporte confiável de dados, utilizando para tanto uma conexão lógica entre as aplicações de origem e destino (serviço orientado a conexão) juntamente com o sequenciamento dos segmentos enviados e a confirmação dos recebidos. Ainda fazem parte dos serviços que podem ser oferecidos por essa camada o controle de fluxo e congestionamento e a detecção e correção de erros. O protocolo TCP implementa todos esses serviços e por isso é mais indicado para aplicações sensíveis a perdas e que podem tolerar um atraso maior na trasmissão. Já aplicações multimídia e de tempo real são sensíveis a atrasos, mas podem sofrer uma taxa razoável de perda sem que isso comprometa o serviço. Para essas aplicações, indica-se o uso do protocolo UDP, que é simples e só implementa os serviços básicos de segmentação dos dados e transporte fim-a-fim.
• Camada de Rede (Camada 3): a camada de rede é responsável pelo endereçamento lógico das redes. Esse endereçamento é utilizado quando o sistema final de origem que transmitir dados para um sistema final destinatário que está fora de sua rede. Dessa forma, dizemos que o pacote deve encontrar um caminho da rede origem até a rede destino, o que significa dizer que o pacote deve ser roteado de sua origem até o seu destino. O dispositivo principal da camada 3 é o roteador. As diferentes interfaces de um roteador formam diferentes domínios de colisão e diferentes domínios de broadcast, o que significa que cada interface do roteador pode ser dita uma rede distinta. Uma vez que um pacote chega em um roteador, este deve verificar se o mesmo é endereçado a ele, caso não, o roteador precisará decidir pra qual interface de saída ele repassará o pacote. Essa decisão é tomada com base na tabela de roteamento do roteador, que define mapeamentos de prefixos de endereços lógicos (Ip por exemplo), para interfaces de saida. Tais tabelas são geradas e atualizadas através da execução de algoritmos de roteamento. Além das funções de repasse e roteamento, um roteador pode desempenhar a função de filtragem de pacotes, permitindo assim que somente pacotes com determinadas propriedades sejam repassados.
• Camada de Enlace (Camada 2): a camada de enlace tem a função de converter os dados oriundos da camada de rede em bits, com o objetivo de facilitar a transmissão dos mesmos pelo meio físico. Nesta camada os dados são formatados como quadros (frames) e possuem um cebeçalho específico. Uma vez que muitos sistemas finais podem transmitir dados no mesmo segmento, é possível que duas transmissões simultâneas ocorram, o que gerará interferência entre os sinais, conhecida como colisão. Para evitar as colisões, os dados não podem ser repassados para o meio físico sem gerenciamento, ficando esta função, portanto, com a camada de elance. Protocolos são executados para abitrar quem pode transmitir em um determinado momento. Além do endereçamento lógico desempenhado pela camada de rede, existe também o endereçamento físico desempenhado pela camada de enlace. Equanto o endereçamento lógico é utilizado para transmitir dados através de redes, o endereçamento físico é utilizado para transmitir dados a dispositivos dentro da mesma rede. Cada interface de rede possúi um número único que o identifica. Esse número é conhecido como endereço MAC.
• Camada Física (Camada 1): esta é a camada que transporta realmente os bits em um link físico. Esse transporte pode ocorrer através de voltagem elétrica através de um fio, espectro de luz (fivras óticas) ou através de modulações de rádio.

Uma vez que a informação a ser transportada pela rede começa o seu caminho de cima para baixo pela pilha de camadas, os dados são montados no que o modelo OSI chamou de PDU (Protocol Data Unit). Por exemplo, a camada de aplicação gera os dados a serem transferidos -> a camada de apresentação faz a função de tradução -> a camada de sessão estabelesse o diálogo entre as aplicações -> a camada de transporte encapsula os dados em segmentos -> a camada de rede recebe os segmentos e monta pacotes/datagramas tendo na sua parte de dados o segmento -> a camada de enlace encapsula os pacotes em quadros que são então trasmitidos para a camada física. Após chegar no seu destino, cada camada analisa o cabeçalho do seu pdu e passa a parte de dados para a camada de cima. Ou seja, o pdu é a estrutura mínima que a a camada é capaz de analisar:

Camada —- PDU

4                 Segmento

3                 Pacote / Datagrama

2                 Quadro

1                  Bit

Bom pessoal, é isso ai, espero que tenha sido esclarecedor. Até o próximo post.

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Em qual camada do modelo OSI é feito o processo de segmentação de dados?

O que é colisão na camada de enlace?

Qual é a função da camada de sessão?

Qual é a função da camada de transporte?