A camada de sessão permite a diferentes dispositivos de rede o estabelecimento de sessões entre eles. Essa sessão permite a normal transmissão de dados, tal como a camada de transporte, mas com alguns melhoramentos específicos ao objectivo da aplicação usada (transferência de ficheiros remotos, ligação remota a um computador, etc). Para isso, a camada de sessão tem de gerir o modo de comunicação usado pelos dispositivos intervenientes. Pode permitir que o tráfego só seja feito somente segundo um sentido, ou nos dois simultânea ou alternadamente. Nos últimos casos o registo do dispositivo que deve transmitir é feito e controlado por mecanismos pertencentes a esta camada. Nalguns sistemas é necessário que apenas um dispositivo possa aceder à rede de cada vez. A camada de sessão permite-o através da transmissão de um testemunho. Só o dispositivo que estiver de posse desse testemunho é que pode transmitir dados durante um determinado período de tempo, após o qual passa o testemunho ao próximo dispositivo. A última função desta camada é o de proporcionar e garantir a sincronização. Esta sincronização tem o objectivo de garantir a transferência fiável de dados entre os dispositivos, tratanto a eventual recuperação no caso da existência de erros durante a mesma.
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