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1 Introdução Os termos interoperabilidade e interconectividade são bastante usados hoje em dia, e muitos ainda apontam que estas duas palavras serão essenciais no que se refere a computação dos anos 90, mas por quê? A interconectividade refere-se a ligação fisica a ser estabelecida entre as partes que necessitam efetuar a comunicação, ou melhor, preocupa-se com as características físicas, elétricas e mecânlcas envolvidas neste processo de interligação. W. next page Já o termo interoper haver troca de infor processadas nos co ser utilizadas para se cooperativo, integrid de equipamentos. 5 capacidade de s que estão sendo informações possam s, como o trabalho s e independência Para se usufruir da interconectividade e interoperabilidade torna-se necessário a adoção de padrões, coisas estas que até anteriormente não existiam, prova disso é que os fabricantes de hardware e desenvolvedores de software desenvolveram cada um o seu próprio conjunto de regras. ? em meio a este cenário que surge a necessidade de interligação de hardware e interoperação entre software. E é por isso que os termos interconectividade e interoperabilidade serão palavras chaves nos anos 90, pois existe uma real necessidade de nterligar todo este aparato tecnológico existente e fazer com que seja realmente produtivo. -lal Studia de interoperabilidade e Interconectividade. É claro que a interoperabilidade total está muito distante de ser conseguida.

Para se atingir isto haveria a necessidade de que todos os fabricantes e desenvolvedores adotassem um mesmo padrão para seu hardware e software, ou então desenvolver algum produto que consiga comunicar-se com todos os padrões existentes. 2 Arquiteturas de redes Uma grande variedade de arquiteturas de redes podem ser encontradas no mercado atualmente, e esta variedade acaba por ornar a interoperabilidade entre as aplicações mais diffcil, visto que existem dificuldades no relacionamento entre elas.

Este estudo faz um levantamento de algumas das arquiteturas mais populares, buscando levantar os pontos comuns entre as mesmas, a fim de se obter subsídios para se atingir a interoperabilidade e interconectividade. 2. 1 0 modelo OSI – Open System Interconnection Em 1 977, o comitê técnico 97 da ISO (International Organization for Standardization), reconheceu a necessidade de padrões para redes de informações heterogêneas, e decidiu criar um novo subcomitê (SC16) para estudar este problema e presentar soluções para a interconexão dos mesmos ([TAR086], [ZIMM80], [REAR88] e [FOLT82]).

No final do estudo, chegou-se a um modelo denominado OSI (Open Systems Interconnection), que deveria garantir uma estrutura para a definição, desenvolvimento e validação de padrões na nova geração de sistemas de informações distribuídas. O trabalho foi direcionado para definir a funcionalidade necessária à comunicação entre processos de aplicações localizadas remotamente em diferentes sistemas heterogêneos [FOLT82]. 5 O propósito deste modelo de referência é propor base comum ara a coordenação da padronização do desenvolvimento de todo e qualquer produto para a interconexão de sistemas de informação sem interferir no funcionamento interno do sistema individual [ALVE92]. Tarouco [TAR086] também apresenta que o modelo de referência OSI foi criado com vistas a servir de base para a definição de projetos de padronização da interconexão de sistemas abertos.

A interconexão de sistemas abertos implica na conexão, por algum meio, de sistemas compreendendo computadores, seus periféricos, terminais, operadores humanos e processos físicos. O termo sistema deve ser entendido, como sendo um conjunto e um ou mais computadores, o software associado, seus periféricos, terminais, operadores humanos, processos fiscos, meios de transferência de informação etc, que formam um todo capaz de executar processamento elou transferência de informação.

Já o termo aberto (open), foi escolhido para enfatizar o fato de que, de acordo com os padrões internacionais, um sistema deveria ser aberto para todos os outros sistemas, obedecendo os mesmos padrões estabelecidos pelo mundo. Já Folts [FOLT82], apresenta que o termo aberto é usado para assegurar a habilidade de um sistema de um fabricante (ou projeto), nterconectar-se com um outro sistema de outro fabricante, de acordo com o modelo de referência OSI. Quanto a estrutura do modelo de referência OSI, a mesma é apresentada em 7 (sete) camadas hierárquicas ou níveis.

Sua estruturação pode ser Vista na figura 2. 1 . Figura 2. 1 – O modelo de referência OSI. os. Esta técnica de estruturação permite que a rede de sistemas abertos possa ser vista como uma composição lógica de sucessivos níveis, cada um envolvendo o nível abaixo e isolando-o dos níveis superiores. A idéia básica de estruturar em camadas é a de que, cada nível orneça informações para os serviços oferecidos pelos niVeis inferiores assim como os níveis superiores oferecem um conjunto de serviços para executar aplicações distribuídas.

Um nivel pode ser visto individualmente, conforme figura 2. 2, como um nível (N) tendo um nível (N+l) acima (nível superior) e um nível (n-l ) abaixo (nível inferior). O nível (N) recebe serviços do n[vel (N-l) e fornece serviços ao nível (N+l). Cada nível contém um grupo lógico de funções que fornecem os serviços específicos para facilitar a comunicação. O grupo de funções de um nível cria uma unidade funcional que é chamada e entidade.

Uma entidade aceita uma ou mais entradas (argumentos) e produz determinadas saídas (valores) dependendo da natureza das funções que executa. Lá podem ter duas ou mais instâncias de entidades ativas dentro de cada n[vel executando as funções para o suporte da comunicação. Existem também interações entre entidades de níveis adjacentes, na forma de requisições, indicações, respostas e confirmações, estas são chamadas de primitivas.

Cada primitiva pode também ter parâmetros associados que transportam o controle da informação necessária para suportar a comunicação. Figura 2. – Conceito de um nivel no modelo OSI. Existe uma entidade ativa ara cada nível, em cada sistema envolvido na interconexão um mesmo nível se 4 35 um mesmo nível se comunicam com outra usando um protocolo exclusivo ao seu nível que transporta o controle da informação necessária para suportar a comunicação entre as aplicações cooperantes.

As informações são trocadas entre as entidades de mesmo nível, através da utilização de serviços do nível (N-l), que fornece uma conexão lógica entre a entidade de n[vel (N). Em contrapartida, cada nível utiliza os serviços do nivel inferior, que ão refletidos como serviços (N-l), conforme figura 2. 3. Figura 2. 3 – conexao (N. 1 As primitivas também iniciam uma ação ou levam ao resultado de uma ação, conforme figura 2. 4. Figura 2. 4 – Interação entre primitivas.

As primitivas são: Request – É iniciada do nível (VI) para o nível (N) para ativar um serviço particular. Indication – É fornecido pelo nível (N) para levar a ativação de Response – É fornecido pelo nível (N+l) em resposta para uma primitiva INDICATION. Confirm – É retornada para o nível (N+l) requisitante pelo nlVel (N) sobre o serviço solicitado. Os três níveis superiores fornecem as funções para suporte direto dos processos de aplicações, enquanto que os três niVeis inferiores interessam-se com a transmissão de informação entre os sistemas-fins.

O nível de trans Orte é a ligação essencial destes dois grupos de fun ce integridade fim-a-fim s OF as sistemas heterogêneos, alguns autores apontam certas necessidades não conseguidas pelo modelo. Svobodova [SVOB90] aponta, que apesar do modelo de referência OSI ter Sido concebido para prover uma solução unificada para a interconexão e interoperabilidade entre sistemas redes desenvolvidas por diferentes fabricantes existem alguns pontos nao atingidos. Para Svobodova, o problema da interoperabilidade global anda não foi solucionado.

Esta situação é um resultado de diversos fatores, mas o grande problema complicador é a grande heterogeneidade dos ambientes endereçados pelos padrões. Continua mostrando que, em redes de computadores, heterogeneidade mostra três niVeis básicos e que nem todos são abrangidos pelo modelo OSI- Os três níveis são os seguintes: Hardware e software que formam os sistemas a serem interconectados; Meio fisico e protocolos das subredes aos quais os diferentes istemas serão interconectados; Protocolos de alto nível usados para a comunicação fim-a-fim entre os sistemas.

Conclui, apontando que a heterogeneidade de sistemas e redes não é causada somente pela inclusão de mecanismos apropriados dentro do modelo OSI, mas também pelo aparecimento de diferentes tipos de serviços e protocolos para um simples nível. 2. 2 A arquitetura TCP/IP – Transport Control Protocol / Internet Protocol Em 1 973, a Agência de Pro•etos de Pesquisa Avançada para Defesa (Defense Advance jects Agencv – DARPA), implementações foram completadas em 1974.

Em 1978, após uatro anos de testes e refinamentos, o Departamento de Defesa norte-americano (Departament of Defense – DOD) promulgou versões de TCP/IP (Transmission Control Protocol/lnternet Protocol) e obrigou o seu uso como padrão do DOD. Os protocolos Internet, como é mais conhecida a arquitetura TCP/IP, são projetados para redes de pacotes, que fornecem a entrega confiável de mensagens ou notificações de falhas. Este modelo conduz ao uso de, no mínimo, dois níveis de protocolo.

O primeiro nível opera de forma fim-a-fim entre os dois hosts envolvidos em uma conversação. O segundo nível é baseado em m protocolo de baixo nivel que trabalha na forma de passar- adiante a mensagem, fazendo com que a mensagem percorra uma série de elementos intermediários até chegar ao destino [LEFF88]. O TCP/IP também pode ser dividido em camadas, assim como o modelo de referência OSI, porém alguns autores trazem formas diferentes de representação. A seguir, na figura 2. 5, está a visão de Leffler. Figura 2. – Estruturação em camadas do TCP/IP segundo Ainda segundo Leffler, o Protocolo Internet ou IP como é conhecido, é um protocolo de baixo nível e cabe a este elemento enviar a mensagem do host origem, através de elementos ntermediários, para o host destino. Este nível corresponde ao NIVel de Rede do modelo OSI. O IP deve fornecer serviços a nível de rede para o endereçamento do host, roteamento, e se necessário, fragmentação e montagem dos pacotes, caso a rede não consiga enviar a informação em um único pacote.

O Transmission Control Protocol CP) e o User Datagram Protocol (UDP) são protoc e transporte que e o User Datagram Protocol (UDP) são protocolos do nível de transporte que fornecem facilidades adicionais ao No caso do TCP, este fornece confiança, não duplicação e fluxo de transmissão controlado. Já o UDP oferece um mecanismo para checar a integridade dos dados. Para finalizar, o Internet Control Message Protocol (ICMP) é usado para relatar erros e outras tarefas de gerenciamento da rede, este não é utilizado pelo usuário.

Os protocolos Internet são projetados para suportar sistemas e arquiteturas heterogêneas. Sistemas que usam uma variedade muito grande de representação interna de dados. Mesmo a unidade básica de dados, o byte, não e o mesmo para todos os sistemas. Os protocolos de rede, no entanto, requerem uma representação padrão, esta representação é obtida através de ctetos, um byte de oito bits. Conforme citado anteriormente outros autores representam de forma diferente as camadas do TCP/IP. [CHR191] e [COME88] representam a estrutura do TCP/IP como mostrada na figura 2. 6. Figura 2. – Estruturação em camadas do TCP/IP segundo [CHR191] e [COME88]. Nesta nova representação, surge mais um elemento, o ARP (Address Resolution Problem), que permite a um host encontrar um endereço físico de um host destino na mesma rede física, tendo somente o endereço Internet do destino. Um sistema de comunicação é dito com suporte de serviços de omunicação universal se permitir que qualquer host possa se comunicar com qualquer outro host. Para se estabelecer este sistema de comunicação universal, é necessário estabelecer um método de identificação de computadores aceito globalmente [COME88].

Partindo desta premissa, o endereço dos host Internet é um número de 32 bits (4 octetos), que identifica a rede em que o host está localizado e o próprio host naquela rede. O endereço da rede é atribuído por uma agência central e o endereço do host na rede é atribuído pelo administrador da rede. É possWel que um ost esteja ligado a várias redes, isto implica que ele possuirá múltiplos endereços. Cada host é conhecido por um número da ARPANET IMP em cada rede em que estiver conectado e por um número de porto naquele IMP (Interface Message Processor).

O IMP e os endereços do host ocupam um octeto do endereço. Um dos dois octetos restantes é usado para designar a rede e o outro fica disponível para ser usado como identificador de conexão multiplexada. Existem também algumas classes de endereços, como mostrado na figura 2. 7, que são determinadas pelos bits mais significativos. As classes são definidas como sendo A, B e C, com s bits mais significativos assumindo O, 10 e 110 respectivamente e usam 8, 16 e 24 bits respectivamente, para a parte de endereço da rede.

Figura 2. 7 – Classes de endereços. Cada classe tem menos bits para a parte relativa ao endereço do host e assim suporta menos hosts que a classe mais alta. Esta forma de codificação suporta um grande número de redes de tamanhos variados, e mantendo ainda a compatibilidade com o antigo código de endereços da ARPANET, porém, a popularidade atingida pela rede Internet está levando os seus administradores a buscarem novas alternativas de endereçamento.

A popularidade atingida eve-se a cinco características essenciais que a DARPA identificou como objetivos do projeto [SPAN88]: Confiabilidade – é certamente a mais importante característica do TCP/IP. O IP, como projetado, não se responsabiliza pela confiabilidade dos dados entregues, ele simplesmente garante a entrega para a rede apropriada. O TCP é quem fornece a confiabilidade, através do método full duplex e comunicação orientada a conexão entre os processos cooperantes. Interoperabilidade – esta refere-se a habilidade de sistemas de computadores diferentes comunicarem-se entre si.

A interoperabilidade é conseguida com três utilitários: FTP (File Transfer Protocol), TEI_NET (seru’iço de terminal virtual) e SMTP (Simple Mail Transport Protocol). Estes utilitários definem a interface entre o software do usuário com o software dos níveis de transporte e de rede que permite diferentes implementações tornarem-se compatíveis. Segurança – o IP inclui diversos campos dentro do cabeçalho que permitem uma proteção seletiva da informação. No momento do estabelecimento da conexão, as entidades devem concordar com os níveis de segurança das informações associada ara a conexão.

Flexibilidade e habilidade para permitir a transição entre protocolos – o uso do TCP/IP não impõe regras quanto a meios ou aplicações para o uso. Quando o TCP/IP requer certas coisas de outros protocolos, ele utiliza primitivas que permitem a combinação. Isso se deve ao fato do TCP/IP ser heterogêneo por natureza, garantindo a migração para outros protocolos. 2. 3 A arquitetura SNA – System Network Architecture SNA (System Network Architecture) é uma arquitetura complexa e sofisticada da IBM ue define procedimentos e estrutura de comun 0 DF 35