Gerenciamento na Arquitetura OSI

Autor : Douglas José Peixoto de Azevedo - DITEC-F - Ramal 451

1 Introdução

Existem muitas definições para o gerenciamento de redes. Dentre elas destacam-se duas, a da ISO ( International Organization for Standarding ), que é mais específica para o gerenciamento de redes OSI ( Open Systems Interconection ) e a que foi dada pela TELEBRÁS.

Segundo a ISO, " o gerenciamento de redes provê mecanismos para a monitoração, controle e coordenação de recursos em um ambiente OSI e define padrões e protocolo OSI para troca de informações entre esses recursos" [ISO10040].

Segundo a TELEBRÁS, " o gerenciamento de redes é o conjunto de funções que visa promover a produtividade da planta e dos recursos disponíveis e integrar, de forma organizada, as funções de operação, administração e manutenção de todos os elementos da rede e dos serviços de telecomunicações" [RNT91]. O trabalho está assim estruturado: uma visão geral do modelo OSI, modelo de gerenciamento OSI, abrangência do gerenciamento OSI.

2 Uma visão geral do modelo OSI
O objetivo de uma estrutura de protocolo em níveis é delimitar e isolar funções de comunicações a camadas. Cada nível deve ser pensado como um programa ou processo, quer implementado por hardware ou software, que se comunica com o processo correspondente na outra máquina. As regras que governam a conversação de um nível "k" qualquer são chamadas de protocolo de nível "k". O modelo da ISO possui sete níveis de protocolos. ( Tab. 1 )

Camada 7 Protocolo do Nível de Aplicação
Camada 6 Protocolo do Nível de Apresentação
Camada 5 Protocolo do Nível de Sessão
Camada 4 Protocolo do Nível de Transporte
Camada 3 Protocolo do Nível de Rede
Camada 2 Protocolo do Nível de Enlace de dados
Camada 1 Protocolo do Nível de Física

Tab 1 - As sete camadas.

A arquitetura da rede é formada por níveis, interfaces e pro-tocolos. Cada nível oferece um conjunto de serviços ao nível superior, usando funções realizadas no próprio nível e serviços disponíveis nos níveis inferiores.

2.1 O nível físico

O nível físico fornece as características mecânicas, elétricas, funcionais e de procedimento para ativar, manter e desativar conexões físicas para a transmissão de bits entre entidades de nível de ligação, possivelmente através de sistemas intermediários.

Uma unidade de dados do nível físico consiste de um bit em uma transmissão serial ou "n" bits em uma transmissão paralela.

O protocolo de nível físico deve estar dedicado à transmissão de uma cadeia de bits. Ao projetista deste protocolo cabe decidir como representar 0’s e 1’s, quantos microsegundos durará um bit, se a transmissão será half-duplex ou full-duplex, como a conexão será estabelecida e desfeita, quantos pinos terá o conector da rede e quais seus significados, bem como outros detalhes elétricos e mecânicos.

A função do nível físico é a de permitir o envio de uma cadeia de bits pela rede sem se preocupar com o significado destes bits ou como são agrupados. Não é função deste nível tratar de problemas tais como erros de transmissão.

2.2 O nível de ligação

O objetivo deste nível é detectar e opcionalmente corrigir erros que por ventura ocorram ao nível físico. O nível de ligação vai assim converter um canal de transmissão não confiável em um canal confiável para o uso do nível de rede. A técnica utilizada para conseguirmos isto é a partição da cadeia de bits a serem enviados ao nível físico, em quadros, cada um contendo alguma forma de redundância para de-tecção de erros.

Basicamente quatro métodos são utilizados na delimitação dos quadros: contagem de caráter, transparência de caráter, transparência de bits e detecção de quadros pela presença ou ausência de sinal no meio físico. A maioria dos protocolos de nível de ligação, principalmente aqueles para redes geograficamente distribuídas, se utilizam da transparência de bits.

2.3 O nível de rede

O objetivo do nível de rede é fornecer ao nível de transporte uma independência quanto a considerações de chaveamento e roteamento, associados com o estabelecimento e operação de uma conexão de uma rede.

Em redes ponto a ponto (parcialmente ligadas) o nível de rede está ligado ao roteamento e a seus efeitos, como, por exemplo, controle de fluxo de dados. Em redes do tipo difusão, ou com uma única rota, devido à existência de um único canal, a função principal deste nível torna-se irrelevante. Este nível, neste caso, poderá ser utilizado para um protocolo entre redes: que é uma lacuna no modelo da ISO.

2.4 O nível de transporte

O nível de rede necessariamente não garante que a cadeia de bits chegue a seu destino. Pacotes podem ser perdidos ou mesmo reordenados. De forma a fornecer uma comunicação fim a fim ver-dadeiramente confiável, é necessário um outro protocolo, que é justamente o nível de transporte. Este nível vai, assim, isolar dos níveis superiores a parte de transmissão da rede.

As principais funções deste nível de protocolo é o gerenciamento do estabelecimento e desativação de uma conexão, o controle de fluxo e a multiplicação das conexões. Embora no modelo da ISO apenas serviços orientados à conexão sejam definidos, um nível mais elaborado poderia oferecer comandos para envio e recebimento de datagramas e sinais de interrupção. Serviços orientados a transações e à difusão, embora não definidos, são, sem dúvidas, expansões futuras do modelo básico.

2.5 O nível de sessão

Como bem observado na referência, o modelo da ISO é ex-tremamente vago com relação a este nível. Em várias redes, ao nível de transporte cabe estabelecer manter conexões entre estações, enquanto ao nível de sessão cabe estabelecer e manter conexões entre processos. No entanto, várias redes simplesmente ignoram o nível de sessão e mantêm conexões de transporte entre processos. Uma vez que é bastante inconveniente ao usuário manipular com endereços de transporte, o nível de sessão pode permitir a referência por nomes simbólicos ao processo de destino, fazendo assim o mapeamento com os endereços de transporte.

2.6 O nível de apresentação

A função do nível de apresentação é a de realizar transformações adequadas nos dados, antes de seu envio ao nível de sessão. Transformações típicas dizem respeito à compreensão de textos, criptografia, conversão de padrões de terminais e arquivos para padrões e vice-versa.

O nível de apresentação deve conhecer a sintaxe de seu sistema local bem como a sintaxe do sistema de transferência. Os serviços oferecidos por este nível são: transformação de dados, formatação de dados, seleção de sintaxes e estabelecimento e manutenção de conexões de apresentação. Existe uma correspondência biunívoca entre os endereços de apresentação e de sessão. Não existe nenhum tipo de multiplexação neste nível de protocolo.

2.7 O nível de aplicação

O nível de aplicação pode ser o mais alto nível do modelo ISO OSI. Vai fornecer seus serviços a usuários e não a níveis superiores de protocolos. O propósito do nível de aplicação é servir como janela entre usuários que querem se comunicar através do modelo ISO OSI.

3 Modelo de gerenciamento OSI

O modelo de gerenciamento OSI é definido considerando a estrutura de gerenciamento. É através do uso dos protocolos de ge-renciamento de sistemas da camada de aplicação que se realiza o gerenciamento de sistemas.

Qualquer objeto pertencente ou associado a um sistema aberto pode ser gerenciado, mas esse tipo de gerenciamento exige funções de apoio em todas as sete (7) camadas. (Tab. 2 )

Aplicação ********* Aplicação
Apresentação ------------ Apresentação
Sessão ------------ Sessão
Transporte ------------ Transporte
Rede ------------ Rede
Enlace de dados ------------ Enlace de dados
Física ------------ Física

Tab 2 . Troca de informações para o gerenciamento de sistemas.

Legenda:

--- representa protocolos normais de comunicação.
** representa protocolos específicos de gerenciamento de sistemas.

O gerenciamento de camada é realizado sobre objetos relaci-onados com as atividades de comunicação da mesma camada, uti-lizando protocolos de gerenciamento de propósito especial, assim como funções de apoio internas à camada. Esses protocolos de propósito especial não prestam serviços de comunicação às camadas superiores, sendo independente de protocolos de gerenciamento de outras camadas. (Tab. 3)

Aplicação   Aplicação
Apresentação   Apresentação
Sessão   Sessão
Transporte ********* Transporte
Rede ------------ Rede
Enlace de dados ------------ Enlace de dados
Física ------------ Física

Tab 3 . Troca de informações para o gerenciamento da camada N.
Exemplo para camada de transporte.

Legenda:

--- representa protocolos normais de comunicação.
*** representa protocolos de propósito especial de gerenciamento de camadas.

Os serviços fornecidos por uma função de gerenciamento de sistemas são agrupados em unidades funcionais, que são as unidades básicas para a negociação entre os usuários do serviço de informações de gerenciamento comum ( MIS - Management Information Service - Users ).

Dentro deste contexto o MIS é uma aplicação que faz uso dos serviços de gerenciamento e pode desempenhar o papel de um agente. É a parte de uma aplicação distribuída que controla os objetos gerenciados no seu ambiente local. Um agente realiza as operações de gerenciamento sobre esses objetos como uma conseqüência dos comandos enviados pelo gerente.

4 Abrangência do gerenciamento OSI

A abrangência do gerenciamento de redes envolve as áreas de: gerenciamento de falhas; gerenciamento de configuração; ge-renciamento de contabilização; gerenciamento de desempenho e gerenciamento de segurança.

4.1 Gerenciamento de falhas

É uma das áreas mais importantes e desenvolvidas de geren-ciamento de redes. Há várias ferramentas disponíveis, desde aplicativos para mainframes até aplicativos utilizados em mesas de te-leprocessamento, cujo controle se dá com o trabalho dos dados fornecidos em estações de trabalho.

As informações são bastante abrangentes e completas. Pode-se saber desde uma queda de portadora até a falha de um aplicativo de comunicação de dados.

Com estas informações, a qualidade do serviço acertada com os usuários tende a ser mantida, uma vez que o setor responsável pela administração do ambiente informatizado antecipa-se aos usuários na solução de problemas da rede.

4.2 Gerenciamento de configuração

O gerenciamento de configuração é uma área de muita im-portância e bastante desenvolvida. Isto ocorreu, principalmente pela utilização de estações de trabalho no gerenciamento de redes, possibilitando que a topologia e o fluxo de dados das redes fossem analisados e estudados através de aplicativos gráficos.

4.3 Gerenciamento de contabilização

O gerenciamento de contabilização é de vital importância para que os custos e o volume de recursos utilizados pelos usuários sejam identificados e registrados de forma correta. A contabilização abrange praticamente todas as camadas do modelo OSI, pois todos os recursos utilizados são passíveis de monitoração. Dedica-se, principalmente, a mensurar o conjunto de facilidades de redes utilizadas.

4.4 Gerenciamento de desempenho

O gerenciamento de desempenho não pode ser confundido com o gerenciamento de falhas. Também temos que tomar cuidado para não confundir desempenho com disponibilidade. Ele é importante para garantir a qualidade de serviço. Pode-se, por meio de gerenciamento de desempenho, adequar os meios de comunicação utilizados pelos usuários às suas reais necessidades, auxiliando o setor responsável pela administração de redes a antecipar-se aos usuários na manutenção dos níveis de desempenho dos serviços oferecidos.

4.5 Gerenciamento de segurança

O gerenciamento de segurança é responsável pela segurança dos dados da rede, incluindo desde a proteção de senhas, com codificação através de criptografia, até a obrigatoriedade de troca periódica das mesmas. Nos últimos anos houve um crescimento da oferta de equipamentos disponíveis para a criptografia dos dados que trafegam nas redes.

Com a tendência mundial da adoção de protocolos padronizados para interconexão de sistemas, o uso destes equipamentos e de suas funções de segurança, tornou-se indispensável para manter o sigilo das informações nas redes. A grande característica destes equipamentos é a troca periódica e automática das chaves dos algoritmos de criptografa.

5 Conclusão

Com o crescimento das redes e, principalmente, de sua im-portância para as organizações, o gerenciamento de redes tornou-se vital devido ao custo das redes e ao fato de uso de seus serviços estar diretamente ligado à disponibilidade e eficiência dos sistemas aplicativos das empresas.

6 Bibliografia

  1. Gerenciamento de Redes, Brisa, Rio de Janeiro, Editora Makron Books , 1993
  2. Redes Locais nas Empresas, Roberto Rogério, Oliveira, Fernando Jefferson de, Rio de Janeiro, Editora Campus, 1990
  3. Redes Locais, Soares, Luís Fernando Gomes, Rio de Janeiro, Editora Campus, 1986
  4. Como funcionam as Redes, Derfler, Frank j. Rio de Janeiro, Editora Quark, 1993.