Camada de rede: tipos e questões de design

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No âmbito da informática inteira, a abordagem de Rede A camada ajuda a saber sobre interações de rede complicadas. Aí vem a exposição de muitas camadas de rede, mas o único modelo conhecido é a abordagem OSI com 7 camadas. O modelo OSI (Open System Interconnection) descreve a imagem clara da transmissão de dados por meio de protocolos padrão. Mas, o que exatamente essas sete camadas realizam? Nesta estrutura de rede, as camadas inferiores (1-4) trabalham principalmente na transmissão de dados e as camadas superiores (5-7) tratam de dados no nível do aplicativo. Cada camada recebe tarefas correspondentes e, em seguida, passa as informações para a próxima camada. Neste artigo, iremos com o conceito de camada de rede, funcionalidades, problemas, protocolos , e serviços.

O que é camada de rede?

A camada de rede tem a responsabilidade de gerenciar sub-rede atuação. Essa camada é mais focada em controlar as operações de transmissão de dados, tecnologias de roteamento e comutação, encaminhamento e sequenciamento de pacotes, tratamento de erros, endereçamento da criação de rotas lógicas e controle de congestionamento.




Tipos de camadas de rede

O desempenho colaborativo de todas as sete camadas no modelo de rede OSI o torna a abordagem mais amplamente implementada em todos os aplicativos.

Abordagem OSI

Abordagem OSI



A sessão abaixo descreve a funcionalidade de cada camada:

1). Camada de aplicação

Mantém todas as interações humanas e computacionais e onde o aplicativo pode ter acessibilidade para as atividades da rede. Isso significa que a camada de aplicativo oferece serviços para atividades como e-mail, software de rede e transmissão de arquivos. No modelo OSI, essa camada tem protocolos de comunicação e abordagens de interface utilizadas para comunicação processo a processo por meio de um IP. Essa camada apenas padroniza a comunicação e, com base na camada de transporte abaixo, administra a troca de informações e estabelece rotas de transferência de dados de host para dados.

2). Camada de apresentação

Aqui as informações são mantidas em um formato utilizável e aqui acontece a funcionalidade dos dados criptografia . A camada de apresentação opera para transmitir as informações no modelo que a camada de aplicativo aceita. Em alguns casos, essa camada é denominada camada de sintaxe. Essa camada garante que os dados fornecidos pela camada de aplicativo em um sistema sejam decifráveis ​​pela camada de aplicativo do outro sistema.


3). Camada de Sessão

Trabalha na funcionalidade de conexões e tem a responsabilidade de gerenciar várias sessões e portas. A camada de sessão funciona para coordenar e encerrar conversas, discussões entre aplicativos e trocas.

4). Camada de transporte

Essa camada realiza a atividade de transmissão de dados por meio de protocolos compostos por UDP e TCP. Ele transfere informações entre hosts e sistemas finais. Gerencia a recuperação de erros de ponta a ponta e a regulação do fluxo. A camada de transporte oferece serviços como gerenciamento de fluxo, multiplexação, comunicação orientada a conexão e até mesmo gerenciamento de consistência. Essa camada é responsável pela entrega de informações ao processo de aplicativo exato por meio dos computadores host. Ele também tem multiplexação estatística onde isso vai com a segmentação de dados, a adição de IDs de porta de origem e destino no cabeçalho da camada de transporte.

5). Camada de rede

Ele decide o endereço do caminho físico pelo qual as informações devem ser transmitidas. Essa camada é mais focada em controlar as operações de transmissão de dados, tecnologias de roteamento e comutação, encaminhamento e sequenciamento de pacotes, tratamento de erros, criação de endereçamento de rotas lógicas e controle de congestionamento.

6). Camada de link de dados

Esta camada atua na operação de criptografia e descriptografia de pacotes de dados. Ele fornece informações sobre o protocolo de transmissão e controla erros que ocorrem na camada física, regulação de fluxo e sincronização de quadros. Essa camada fornece serviços como enquadramento de pacote de dados, sincronização de quadro, endereçamento físico, comutação de armazenamento e encaminhamento e muitos outros.

7). Camada física

Transmite informações brutas por meio do meio físico. A camada física fornece a interface mecânica, procedimental e elétrica para o meio de transmissão. Ele até descreve as frequências de transmissão, a propriedade dos conectores elétricos e outros fatores de baixo nível.

Funções da camada de rede

Vamos deixar claro as terminologias acima que a camada de rede executa:

  • Endereçando - Mantém os endereços de origem e destino no cabeçalho do quadro. A camada de rede executa o endereçamento para descobrir os dispositivos específicos na rede.
  • Empacotando - A camada de rede atua na conversão dos pacotes recebidos de sua camada superior. Esse recurso é realizado por protocolo de Internet (IP).
  • Encaminhamento - Por ser considerada a principal funcionalidade, a camada de rede escolhe o melhor caminho para a transmissão dos dados de um ponto de origem ao destino.
  • Internetworking - Internetworking funciona para fornecer uma conexão lógica em vários dispositivos.

Problemas de design de camada de rede

A camada de rede apresenta certos problemas de design e eles podem ser descritos como abaixo:

1). Comutação de pacotes de armazenamento e encaminhamento

Aqui, os principais elementos são o equipamento da operadora (a conexão entre roteadores por meio de linhas de transmissão) e o equipamento do cliente.

Comutação de pacotes de armazenamento e encaminhamento

comutação de pacotes armazenar e encaminhar

  • H1 tem uma conexão direta com o roteador da operadora 'A', enquanto H2 está conectado ao roteador da operadora 'F' em uma conexão LAN.
  • Um dos roteadores da operadora 'F' é apontado para fora do equipamento da operadora, uma vez que não vem sob a operadora, enquanto considerado como protocolos, software e construção.
  • Esta rede de comutação funciona conforme a transmissão de dados acontece quando o host (H1) com um pacote o transfere para o roteador próximo através de LAN (ou) conexão ponto a ponto com a operadora. A transportadora armazena o pacote até que ele chegue completamente, portanto, confirma a soma de verificação.
  • Em seguida, o pacote é transmitido pelo caminho até que H2 seja alcançado.

2). Serviços prestados à camada de transporte

Por meio da interface da camada de rede / transporte, a camada de rede entrega seus serviços à camada de transporte. Alguém pode se deparar com a questão de que tipo de serviços a camada de rede oferece?

Assim, vamos avançar com a mesma consulta e conhecer os serviços oferecidos.

Os serviços oferecidos pela camada de rede são delineados considerando alguns objetivos. Esses são:

  • A oferta de serviços não deve depender da tecnologia do roteador
  • A camada de transporte precisa ser protegida do tipo, número e topologia dos roteadores disponíveis.
  • O endereçamento de rede da camada de transporte precisa seguir um cenário de numeração consistente também em conexões LAN e WAN.

Nota: Em seguida, vem o cenário de orientação orientada à conexão ou sem conexão

Aqui, dois agrupamentos são possíveis com base nos serviços oferecidos.

Sem conexão - Aqui, o roteamento e a inserção de pacotes na sub-rede são realizados individualmente. Nenhuma configuração adicional é necessária

Conexão orientada - A sub-rede deve oferecer serviço confiável e todos os pacotes são transmitidos por uma única rota.

3). Implementação de serviço sem conexão

Nesse cenário, os pacotes são denominados datagramas e a sub-rede correspondente é denominada sub-rede de datagramas. O roteamento na sub-rede de datagramas é o seguinte:

Sub-rede de datagrama

sub-rede de datagrama

Mesa da Verdade

mesa da verdade

Quando o tamanho da mensagem que deve ser transmitida é 4 vezes o tamanho do pacote, a camada de rede se divide em 4 pacotes e, em seguida, transmite cada pacote para o roteador 'A' por meio de alguns protocolos. Cada roteador é fornecido com uma tabela de roteamento onde decide os pontos de destino.
Na figura acima, está claro que os pacotes de 'A' precisam ser transmitidos para B ou C, mesmo quando o destino é 'F'. A tabela de roteamento de ‘A’ está claramente delineada acima.

Considerando que, no caso do pacote 4, o pacote de 'A' é encaminhado para 'B', mesmo o nó de destino é 'F'. O pacote 'A' escolhe transmitir o pacote 4 por um caminho diferente dos três caminhos iniciais. Isso pode acontecer devido ao congestionamento de tráfego ao longo do caminho ACE. Então o

4). Implementação de Serviço Orientado a Conexão

Aqui, a funcionalidade do serviço orientado à conexão funciona na sub-rede virtual. Uma sub-rede virtual executa a operação de evitar um novo caminho para cada transmissão de pacote. Como um substituto para isso, quando há uma conexão, uma rota de um nó de origem para um nó de destino é selecionada e mantida em tabelas. Esta rota realiza sua ação no momento do congestionamento do tráfego.

No momento em que a conexão é liberada, a sub-rede virtual também é descartada. Neste serviço, cada pacote carrega seu próprio identificador que indica o endereço exato do circuito virtual. O diagrama abaixo mostra o algoritmo de roteamento na sub-rede virtual.

Implementação de Serviço Orientado a Conexão

Implementação de Serviço Orientado a Conexão

Protocolos de roteamento de camada de rede

Os protocolos de roteamento de rede são de muitos tipos. Todos os protocolos são descritos abaixo:

1). Protocolo de Informação de Roteamento

Este protocolo é implementado principalmente na rede LAN e WAN. Aqui, ele é classificado como um protocolo de gateway interno para a utilização de um algoritmo de vetor de distância.

2). Protocolo de roteamento de gateway interior

Este protocolo é usado para o roteamento de informações internas ao sistema independente. O principal objetivo por trás deste protocolo é aniquilar as limitações do RIP nas redes complicadas. Ele até gerencia várias métricas para cada caminho, juntamente com consistência, largura de banda e carga de atraso. O maior salto é de 255 e as atualizações de roteamento são transmitidas a uma taxa de 90 segundos.

3). abrir o caminho mais curto primeiro

É considerado o protocolo de roteamento ativo mais utilizado em protocolos de internet. Especialmente, é o protocolo de roteamento link-state e passa para a classificação do protocolo de gateway interno.

4). Protocolo de Gateway Exterior

O melhor protocolo de roteamento escolhido para atividades na Internet é o protocolo de gateway exterior. Ele tem um cenário diferente quando comparado aos protocolos de vetor de caminho e distância. Este protocolo segue a topologia como a de uma árvore.

5). Protocolo aprimorado de roteamento de gateway interno

É o protocolo de roteamento do vetor de distância em aprimoramento na otimização diminuindo a instabilidade no roteamento que ocorre após a modificação da topologia, além do uso de largura de banda e capacidade de processamento. Em geral, a otimização depende do trabalho DUAL do SRI que garante o processo sem loop e fornece escopo para uma junção rápida.

6). Border Gateway Protocol

Este protocolo é responsável pela manutenção de uma tabela de redes de protocolos de internet que gerenciam a habilidade de aproximação de rede entre AS. Isso é articulado na forma de um protocolo de vetor de caminho. Aqui, as métricas IGP gerais não são implementadas, mas acompanham as decisões dependendo do caminho e das regras de rede.

7). Sistema intermediário para sistema intermediário

Isso é usado principalmente por dispositivos de rede onde decide o melhor método para a transmissão de um datagrama e este cenário é denominado como roteamento.

Serviços de camada de rede

A camada de rede fornece serviços que permitem dispositivos finais para troca de informações na rede. Para isso, faz uso de quatro processos onde aqueles são de

  • Endereçando dispositivos finais
  • Encapsulamento
  • Encaminhamento
  • Desencapsulamento

Com todos os protocolos de roteamento, tipos, serviços e outras estruturas, a camada de rede se destaca como um grande suporte para o modelo OSI. A funcionalidade da camada de rede contém em cada roteador. Os protocolos mais gerais em relação à camada de rede são Protocolo de internet e Netware IPX / SPX. Como a camada de rede está sendo implementada por muitas organizações, aprenda insights mais profundos sobre quais são as abordagens às quais a camada de rede está associada?