Quem começa em redes logo esbarra em dois desenhos de camadas: o modelo OSI, com sete, e o modelo TCP/IP, com quatro. Eles parecem concorrentes, mas servem a propósitos diferentes. Entender essa diferença evita confusão em prova e, principalmente, ajuda a achar o defeito mais rápido quando a rede para.
Por que existem dois modelos
O modelo OSI foi publicado pela ISO em 1984 como uma referência teórica: um vocabulário comum para descrever o que uma comunicação de rede precisa fazer, dividido em sete camadas. O modelo TCP/IP nasceu da prática, a partir dos protocolos que já rodavam na ARPANET e que viraram a base da internet. Ele descreve o que realmente é implementado.
Em resumo: o OSI é o mapa para conversar e estudar; o TCP/IP é o território onde os pacotes de fato andam.
As camadas lado a lado
As sete camadas do OSI, de cima para baixo, são: 7 Aplicação, 6 Apresentação, 5 Sessão, 4 Transporte, 3 Rede, 2 Enlace e 1 Física. O TCP/IP agrupa essas funções em quatro camadas:
Aplicação (TCP/IP) equivale às camadas 5, 6 e 7 do OSI. Aqui ficam HTTP, DNS, SIP, SMTP e TLS.
Transporte equivale à camada 4. Aqui ficam TCP e UDP, com portas e, no caso do TCP, controle de fluxo e retransmissão.
Internet equivale à camada 3. Aqui ficam IP (v4 e v6) e ICMP, responsáveis por endereçamento e roteamento.
Acesso à rede (ou Enlace) equivale às camadas 1 e 2. Aqui ficam Ethernet, Wi-Fi e a mídia física.
Alguns livros dividem o TCP/IP em cinco camadas, separando Enlace e Física. É só uma questão de didática: o que importa é saber a que camada do OSI cada função corresponde.
Onde cada protocolo mora
Um exemplo que usamos nos cursos: uma chamada de voz sobre IP. A sinalização SIP e a descrição de mídia SDP são de aplicação. O SIP normalmente trafega sobre UDP na porta 5060 (ou TCP/TLS na 5061) e o áudio segue em RTP, também sobre UDP. Abaixo do transporte, o IP leva o pacote até o destino e o Ethernet ou o Wi-Fi o entrega ao próximo salto.
Encapsulamento e os nomes de cada PDU
Cada camada acrescenta o seu cabeçalho aos dados da camada de cima. Esse processo é o encapsulamento, e a unidade de dados muda de nome conforme desce:
Aplicação: dados ou mensagem.
Transporte: segmento (TCP) ou datagrama (UDP).
Rede / Internet: pacote.
Enlace: quadro (frame).
Física: bits.
No destino acontece o caminho inverso, a desencapsulação, até a aplicação receber os dados originais. Quando você abre uma captura no Wireshark, está vendo exatamente essas camadas empilhadas.
Por que o TCP/IP venceu e o OSI continua nas provas
Na década de 1980, os protocolos TCP/IP já estavam implementados, testados e em uso, enquanto os protocolos OSI eram complexos e chegaram tarde. O resultado é que a internet roda sobre TCP/IP. O OSI sobreviveu como linguagem de referência: quando alguém fala em "problema de camada 2" ou "firewall de camada 7", está usando a numeração do OSI. Por isso você precisa conhecer os dois.
Usando as camadas para diagnosticar problemas
A maior utilidade prática dos modelos é dar ordem ao diagnóstico. Em vez de testar ao acaso, suba (ou desça) uma camada por vez:
Física e enlace: o cabo está conectado? A porta do switch está ativa? O Wi-Fi está associado?
Rede: o equipamento tem IP, máscara e gateway corretos? Teste com
pingno gateway e depois em um IP externo, e usetraceroutepara ver onde o caminho para.Transporte: a porta do serviço responde? Um firewall pode estar bloqueando. Teste a conexão na porta com
nc -vz host porta.Aplicação: o serviço responde corretamente? Verifique o nome com
dig, a página comcurle, para telefonia, a troca de mensagens SIP em uma captura.
Se o ping para o IP funciona, mas o acesso pelo nome falha, você já sabe que o problema não está nas camadas de baixo: provavelmente é DNS, que é aplicação. Esse raciocínio economiza horas.
Resumo
OSI é o modelo de referência, com sete camadas; TCP/IP é o que a internet implementa, com quatro.
As camadas 5, 6 e 7 do OSI correspondem à camada de Aplicação do TCP/IP; as camadas 1 e 2 correspondem a Acesso à rede.
O encapsulamento adiciona um cabeçalho por camada: segmento ou datagrama, pacote, quadro e bits.
Diagnosticar por camadas, de baixo para cima, é o jeito mais rápido de achar a causa de uma falha.
Quer revisar o modelo OSI com a analogia da carta? Leia o artigo Modelo OSI. E se você quer ver essas camadas funcionando em uma chamada real, o curso de Introdução ao SIP e Wireshark básico para VoIP mostra o passo a passo com captura de pacotes. Grande abraço e até o próximo artigo!