O Modelo OSI (ISO/IEC 7498-1:1994), ou Sistema Aberto de Interconexão (do inglês, Open Systems Interconnection), foi criado pela ISO (International Organization for Standardization) e pela IEC (International Electrotechnical Commission) na década de 80 como um modelo de referência para permitir a comunicação entre máquinas e sistemas heterogêneos.

O OSI é um modelo usado para entender como os protocolos de rede funcionam. Torres, Gabriel. Redes de Computadores. Ed. Novaterra, (2014).

Antes do seu surgimento, quando a Internet ainda era algo desconhecido, cada fabricante possuía uma solução de rede de comunicação proprietária que, em geral, não era compatível com equipamentos e protocolos de outras marcas. Assim, um cliente precisaria adquirir uma solução informatizada completa de um fabricante e dependeria dele para qualquer tipo de upgrade, já que não era possível utilizar equipamentos e soluções de outras marcas. O modelo OSI surgiu para facilitar o processo de padronização e para obter interconectividade entre equipamentos e soluções de qualquer fabricante. Ele serve de base para qualquer tipo de rede (de comutação de pacotes), seja de curta, média ou longa distância, como uma LAN ou uma WAN.

O Modelo OSI, na prática é uma referência ao encapsulamento de dados e protocolos, com níveis de preparação e controle. Mota Filho, João Eriberto. Análise de Tráfego em Redes TCP/IP. Ed. Novatec (2013)

Como ilustrado na figura acima, o Modelo OSI é composto por 7 camadas e cada uma realiza funções determinadas. As camadas são:

7 – Aplicação (Application)
6 – Apresentação (Presentation)
5 – Sessão (Session)
4 – Transporte (Transport)
3 – Rede (Network)
2 – Enlace de Dados (Data Link)
1 – Física (Physical)

A Cisco criou uma mnemônica para facilitar a memorização das camadas com a primeira letra de cada uma: Please Do Not Throw Sausage Pizza Away! (Por favor, não jogue a pizza de salsicha fora)

As camadas mais altas (5, 6 e 7), são as camadas que realmente tratam dos dados (ou da informação trafegada), colocando-os no formato (protocolo) usado pelo programa solicitante (aplicação)

– Camada 7 – Aplicação:
Camada onde estão os inúmeros protocolos de aplicação, tais como: HTTP, FTP, SMB/CIFS, SSH, SNMP, POP, SMTP, IMAP, DNS, DHCP, SIP, RDP, BitTorrent, Ping, Telnet, LDAP, NTP, etc. Tudo nesta camada é relacionado ao software, ou seja, onde os aplicativos solicitam conexão à rede através de algum protocolo. Nela também está um recurso bem conhecido, o Proxy.

– Camada 6 – Apresentação:
Considerada uma camada extra, utilizada em casos de uso de criptografia (SSL/TLS) e/ou compressão de dados. Nesta camada também podemos ter formatação e conversão (tradução) dos dados, como quando o  dispositivo transmissor utiliza um padrão diferente do ASCII, por exemplo.

– Camada 5 – Sessão:
Esta camada é responsável por estabelecer uma sessão de comunicação (início e encerramento) e o modo de transmissão dos dados entre as aplicações. Para o controle de tráfego, são inseridas marcações nos dados transmitidos pois, em caso de falha de rede, a transmissão é reiniciada a partir da última marcação recebida pelo receptor (se o protocolo em uso não possuir tal recurso, cabe à aplicação o tratamento de erros).

– Camada 4 – Transporte:
A camada intermediária (4), é a responsável pelo o encapsulamento dos dados (protocolos de aplicação) em pacotes. Quem faz esta tarefa são os essenciais protocolos de transporte (ou transmissão), o TCP ou o UDP. Durante uma comunicação de envio, os dados são divididos e ordenados em pacotes e então enviados à próxima camada, a de Rede. Na recepção, os pacotes são abertos e ordenados. O dado então é remontado e enviado a camada superior, a de Sessão. O sistema operacional é responsável em controlar a transmissão de dados, detectando problemas e corrigindo erros através do TCP. O UDP não possui mecanismos de tratamento de erros ou controle de transmissão.

As camadas mais baixas (3, 2 e 1) são responsáveis pela transmissão dos dados. Para elas não importa o que está sendo transmitido, mas sim, como serão transmitidos e recebidos.

– Camada 3 – Rede:
A camada responsável por realizar o roteamento dos pacotes através de redes diferentes, como na transmissão de pacotes de uma LAN para uma WAN (ou vice e versa). Um dispositivo de rede chamado de Roteador, analisa as condições das redes (tráfego) e se existem prioridades de serviço (como QoS) e então decide qual caminho físico (rota) que os dados (já empacotados) deverão seguir. Nesta camada estão os protocolos de roteamento, como o RIP, OSPF e BGP, e protocolos de rede, como o famoso IP, o ICMP, o ARP, NAT e IPSec, além de Switches que possuam função de roteamento, chamados de switch “L3” (Layer 3). Para preparar o envio dos pacotes, esta camada realiza a conversão dos endereços lógicos (IP) em endereços físicos (MAC).

– Camada 2 – Enlace de Dados:
Nesta camada os pacotes recebidos são transformados em quadros, possibilitando sua transmissão pelo meio físico. Como não há mecanismos de controle de erros de transmissão na camada física, cabe à esta efetuar um controle o fluxo, detectando e corrigindo erros de transmissão (ocorridos no meio físico). Nesta camada estão dispositivos de rede como o Switch, as Placas de Rede e Bridges, além de arquiteturas: MAC, Ethernet, FDDI, WiFi (WPA, WEP), ATM, PPP, Token-Ring, Frame-Relay, Fibre Channel. A camada de enlace de dados é, geralmente, dividida em outras duas sub camadas: a camada de controle de acesso ao meio (ou camada MAC) e a camada de controle de link lógico (LLC, Logical Link Control).

A camada 2 pode ser considerada a camada que controla a “logística” propriamente dita dos quadros, que contém pacotes, que contém protocolos, que contém dados e que contém a informação (dados) qual deve ser transportada.

– Camada 1 – Física:
Como sugere seu nome, a camada física simplesmente transmite os bits através dos meios físicos, que estabelecem uma conexão real entre os equipamentos. Nela são definidas especificações elétricas e físicas dos dispositivos como cabos (UTP, USB, Fibra Ótica), repetidores de sinal, HUB (aquele bem antigo), antenas wireless, transmissores, Bluetooth e outros, além de arquiteturas: 100BASE-TX, RS-232, ISDN, DSL, E1/T1.

Vale destacar que se não houver a camada física, nenhum tipo de transmissão será realizada.

Abaixo está uma tabela da Wikipédia que detalha cada camada e seus respectivos protocolos e tecnologias:

*Com referências de: ISO/IEC, Microsoft e Clube do Hardware.