Redes Avançadas - 3.Noções de Projeto de Redes
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    Redes Avançadas - 3.Noções de Projeto de Redes Redes Avançadas - 3.Noções de Projeto de Redes Presentation Transcript

    • Noções de Projeto de Redes Prof. Mauro Tapajós
    • Contexto Atual
      • As instituições dependem cada vez mais de redes como infra-estrutura básica para o negócio
        • Acesso imediato a mais informação
        • Informação corporativa e departamental para cada vez mais pessoas
        • É comum hoje em dia, a criação de alianças globais - corporações virtuais (globalização)
      • Empresas estão fundindo suas redes de voz e dados (convergência)
      • Aprender a projetar redes de comunicação de dados é premissa para satisfazer as necessidades de troca de informação de tais empresas/instituições em alcance mundial
    • Necessidades atuais - Corporativo
      • Empresas e clientes corporativos tem as seguintes características:
        • Redes IP como intranets ou extranets com custos efetivos e segurança
        • Deve fazer mais com menos. A demanda está continuamente crescendo mas os orçamentos se mantém relativamente constantes
        • Redução do custo com WAN e operação de rede
        • Demanda por novas alternativas que usem a Internet pública porém com segurança e confiabilidade (como VPN's)
        • Métodos mais flexíveis de bilhetagem do serviço com acréscimos configuráveis (adaptação)
        • SLA’s determinísticos para garantir que os requisitos dos usuários sejam atendidos
    • Necessidades atuais - Residencial
      • Clientes residenciais
        • Acesso à WEB mais rápido para uso pessoal
        • Acesso à sua rede corporativa para trabalho fora dela
        • Acesso à serviços de dados a baixo custo (TV, telefonia, etc)
        • Serviços multimídia
      • O projeto de redes complexas é uma arte
      • Requer a combinação de:
        • Compreensão dos requisitos (entendimento do problema é 80% da solução)
        • Compreensão das tecnologias disponíveis
        • Experiência no efetivo uso das tecnologias para resolver problemas
      • Se não se souber o que se quer, nenhum processo chegará a uma solução adequada às necessidades colocadas
      Projeto de Redes
      • Ter bem claros os conceitos de usuários, aplicação e sistema
      • O foco tradicional em colocar banda onde for necessário já não é mais adequado
      • Aspectos de atrasos, redundância, escalabilidade e confiabilidade, além de outras demandas de aplicações exigem a implementação de suporte a estes itens
      • Análise das demandas de rede é um equilíbrio entre funcionalidades e limitações (como custo, por exemplo)
      • Tendência: Design de redes baseadas em serviços
      Projeto de Redes
      • O quê – define os requisitos
      • Quem está envolvido – define o cliente/usuário, o projetista ( designer ) e o implementador
      • Rede uma vez em operação – quem irá operar?
      • O cliente deve deixar claro:
        • Suas demandas (requisitos)
        • Suas limitações (Ex: custos)
      • O projetista traduz as demandas num projeto
      • O implementador monta a solução a partir do projeto feito, depois testa e verifica se atende realmente às demandas colocadas
      Projeto de Redes - Processo
      • Uma metodologia é necessária: deve ser estruturada no sentido de incluir o projeto lógico da rede antes de abordar o projeto físico e abordar requisitos antes de tudo
      • Deve ser iterativa onde detalhes entram progressivamente no projeto, à medida em que se conhece melhor a situação. Passos:
        • Identificação das Necessidades e Objetivos
        • Projeto Lógico da Rede
        • Projeto Físico da Rede
        • Testes e Otimização
        • Documentação
      Projeto de Redes
      • Conhecer a área de negócio da organização
        • Indústria, Serviços, Governo, ONG, educação, etc
        • Mercado
        • Parceiros
        • Produtos e Serviços que são gerados
        • Produtos e Serviços que são utilizados
      • Estrutura organizacional que usará a rede
        • Departamentos e Gerências
        • Linhas de negócio específicas
        • Filiais
        • Grupos de usuários
        • A organização da rede reflete a estrutura organizacional da instituição
        • Responsáveis técnicos e financeiros do projeto
      Conhecimentos Prévios
      • Por que e para que uma nova rede? Como esta rede irá ajudar em termos de negócio?
        • Aumento do faturamento – reduzir custos
        • Modernizar tecnologias obsoletas
        • Melhorar sugurança e confiabilidade de aplicações
        • Melhorar a comunicação corporativa
        • Diminuir time-to-market e ofertar novos serviços
        • Construção de parcerias
        • Expandir a operação do negócio (mercados globais, etc)
      • Critérios de sucesso – dependem da área (gerência, operação, usuários, etc)
      • Escopo da nova rede
        • Nova rede ou expansão?
        • Tipo: apenas novo segmento, LAN, prédio, campus, acesso remoto, WAN ou corporativa
      • Levantamento de aplicações atuais e futuras que irão rodar sobre a rede. Analisar aplicações de acordo com os seguintes aspectos:
        • Vazão de dados
        • Requisitos especiais de segurança, disponibilidade e QoS
        • Criticalidade
      Objetivo da Rede
      • Levantamento de requisitos, incluindo
        • Objetivos e restrições do negócio
        • Objetivos e restrições técnicos
      • Caracterização da rede existente
      • Caracterização do tráfego projetado para a rede
        • Fluxos previstos
        • Carga de tráfego
        • Requisitos de QoS
      Levantamento de Necessidades e Objetivos
      • Aspectos políticos
        • Disputas internas
        • Relacionamentos entre equipes
        • Iminente perda de poder e função com a montagem de nova rede
      • Procedimentos e práticas internas
        • Compromisso com protocolos, padrões, fabricantes
        • Adoção de soluções abertas ou proprietárias
        • Cultura das equipes em determinada tecnologia
      • Recursos humanos
        • Habilidades do corpo técnico
        • Estão prontos para as novas tecnologias a serem implantadas (aspectos de treinamento)?
      Restrições do Negócio
      • Obtém e identifica informações de sistema e características
      • Mapeia limites de performance de alto e baixo nível
      • Aponta para os serviços de rede específicos
      • Processo lento e cuidadoso : depende de conversar com pessoas e interpretar resultados
      • Tenta entender melhor o comportamento da rede que estará sendo projetada
      • Caso se falhe nesta etapa, pode-se criar uma solução que não estará alinhada com as necessidades de usuários e aplicações
      Levantamento de Necessidades e Objetivos
      • Podem variar bastante
      • Definem coisas como:
        • Cobertura geográfica (LAN, MAN, WAN ou combinações)
        • Escalabilidade
        • Interfaces de software ou hardware para clientes e servidores
        • Premissas de segurança e controle de acesso
        • Confiabilidade e disponibilidade
        • Contexto privado ou público
        • Características de tráfego
        • Capacidades de dados e multimídias
        • Adaptação para novas tecnologias
        • Padrões formais ou proprietários
        • Gerenciabilidade
      Demandas e Requisitos
      • A partir do modelo de componentes do sistema genérico, podemos chegar às diferentes óticas abaixo:
      • Requisitos de usuário
      • Requisitos de aplicação
      • Requisitos de host
      • Requisitos de rede
      Requisitos
    • Requisitos Parâmetros de Display, Interface con usuário, API, QoS, ToS Drivers, Interfaces Aplicação Host Usuário Aplicação Host Usuário Rede
      • Atrasos das aplicações
      • Tempo de resposta
      • Confiabilidade
      • Percepção (interface homem-máquina)
      • Adaptabilidade (diferentes perfis de usuários como usuários móveis, etc)
      • Segurança
      • Números de usuários e expectativa de crescimento
      • Localização de usuários
      Requisitos de Usuário
      • Traduz os requisitos de usuário para requisitos de host e rede
      • Tipos de aplicações (missão crítica, taxa controlada, tempo-real, etc)
      • Divisão das aplicações em grupos (OAM, WEB, distribuídas, etc)
      • Atraso
      • Confiabilidade (cuidado - sempre será colocada como requisito!)
      • Capacidade
      Requisitos de Aplicação
    • Aplicações – Várias Demandas
      • Serviços WEB
      • Conferências (áudio e vídeo)
      • Servidor de arquivos – Backup – Redes NAS e SAN
      • Serviços de segurança
      • Serviços de gerenciamento
      • Serviços corporativos - Atendimento a cliente
      • Serviços de diretório
      • Login remoto
      • Correio eletrônico - Sistema de mensagens integrado – voicemail
      • Interconexão de LAN’s remotas
      • Telefonia Internet - Fax sobre IP
      • VPN’s IP
      • Educação à distância
      • Ligações da rede de dados para PSTN
      • Número Universal – identificador único de usuário para várias plataformas: telefonia, celular, PDA, estação de trabalho, etc
      • Comércio eletrônico
      • Tipos de equipamentos (Dispositivos computacionais genéricos, servidores, dispositivos especializados)
      • Aspectos de performance – difíceis de mapear (conjunto de processadores, memória, storage, SO, bus, drivers, etc)
      • Localização dos equipamentos – subsidia planejamento de tráfego e aspectos de segurança e gerenciamento
      Requisitos de Host
      • Redes existentes – migração - interoperabilidade
      • Localização
      • Escalabilidade
      • Serviços de rede (estratégias de endereçamento e nomenclatura, configuração de roteamento, etc)
      • Serviços de suporte (aspectos de segurança, contabilização, monitoramento, gerenciamento, etc)
      • Performance
      Requisitos de Rede
      • Restrições orçamentárias - Avaliar o que é possível em termos de:
        • Aquisição de equipamentos e licenças de software
        • Contratos de manutenção e suporte
        • Novas contratações – avaliar necessidade
        • Treinamento
        • Consultorias e outsourcing
      • Auxílio nas atividades de análise de ROI ( Return on Investiment )
      • Cronogramas e timings a serem respeitados
        • Adaptar-se às restrições de tempo impostas
        • Identificar os marcos ou momentos dentro do cronograma
      Restrições do Negócio
      • As limitações impostas ao projeto diminuem as opções
      • Exemplo: necessidade de compatibilidade com interfaces proprietárias (ex: IPX) representa um requisito e uma limitação no conjunto de roteadores que podem ser especificados
      • Outros itens:
        • Custos máximos (a pior delas!)
        • Acesso a localidades separadas geograficamente e de difícil acesso (necessidades de soluções de rádio ou satelitais
        • Proximidade de materiais inflamáveis (em fábricas pode-se usar fibras óticas como solução)
        • Datas e prazos de entrega limitados (implica na implantação e na opção por determinadas tecnologias importadas mais recentes ou fabricantes)
      Limitações no Projeto
      • Analisar os objetivos técnicos para recomendar tecnologias apropriadas
      • Escalabilidade
        • Avaliar o crescimento planejado (usuários, aplicações, hosts, sites, tráfego, conexões, etc)
        • Restrições impostas pela escalabilidade podem envolver a escolha de tecnologias ou soluções (ex: equipamentos de rede com número de portas ou interfaces fixas)
      • Disponibilidade
        • Normalmente um objetivo crítico e imposto em contrato de SLA
        • Recuperabilidade – habilidade da rede em se recuperar rapidamente depois de uma falha (inclusive disaster recovery )
        • Custo do tempo de parada
          • 99,95% - normalmente usados na maioria dos sistemas
          • 99,98% - usados na maioria dos sistemas de missão crítica
      Objetivos e Restrições Técnicos
      • São parâmetros usados para descrever disponibilidade
        • MTBF – Mean Time Between Failures
          • Tempo de parada entre falhas no serviço
          • Igual à MTBSO ( Mean Time Between Service Outage )
        • MTBR – Mean Time Between Repairs
      • É comum se descrever a disponiblidade na seguinte equação – MTBF/(MTBF+MTBR)
      • Baixos valores podem influir no projeto (por exemplo: manter peças de reposição para diminuir o MTTR)
      MTBF e MTTR
      • Capacidade – tráfego bruto em bps
      • Utilização – utilização efetiva de rede
      • Carga – tráfego imposto à rede em bps
      • Vazão – dados transmitidos corretamente (bps ou pps)
      • Eficiência – dados úteis (sem overhead ) transmitidos corretamente
      • Variação no atraso ( Jitter ) - diferença entre os atrasos percebidos por cada pacote
      • Tempo de resposta – tempo entre o pedido de um serviço e sua resposta
      • Atraso – Cálculo a ser feito - Causas
        • Tempo de propagação – meio físico
        • Tempo de transmissão
        • Tempo de chaveamento (comutação)
        • Tempo em fila de roteamento
      Desempenho - Definições Comuns
      • É aconselhável verificar aplicações que serão grandes geradoras de tráfego com QoS
      • Fatores que afetam a vazão de aplicações
        • Capacidade de enlaces
        • Taxas de erros fim-a-fim
        • Procedimentos de protocolos (handshakes, reconhecimentos, controle de fluxo)
        • Parâmetros de protocolos (ex: tamanho de janelas de controle de fluxo)
        • Taxa de comutação de dispositivos
        • Fatores nos servidores e clientes
          • Acesso à disco, I/O
          • Drivers
          • Barramentos usados
          • CPU
          • Utilização de memória
          • Ineficiências de aplicações e sistemas operacionais
      Vazão das Aplicações
      • Acurácia – medida de precisão no envio de dados – Fatores:
        • Problemas de alimentação nos equipamentos
        • Descasamentos de impedância e conexões físicas mal feitas
        • Equipamentos com falhas
        • Ruídos eletromagnéticos e interferências
      • Em enlaces a acurácia é especificada pela BER ( Bit Error Rate ) – proporção de bits com erro
        • Enlaces analógicos – aproximadamente 10^-5
        • Enlaces digitais de cobre - aproximadamente 10^-6
        • Enlaces digitais de fibra - aproximadamente 10^-11
      • Eficiência – descreve o efeito do overhead
      • Usabilidade – facilidade de utilização da rede pelo usuário final – facilidades como:
        • Configurações automáticas (ex: DHCP)
        • Mobilidade fácil para o usuário (ex: redes wireless)
      Objetivos e Restrições Técnicos
      • Segurança – problemas de segurança não devem afetar a capacidade da empresa de conduzir negócios
        • Planejamento (análise de riscos e levantamento de requisitos)
        • Tradeoff com itens como facilidade de uso (uso de senhas e procedimentos de segurança)
      • Gerenciabilidade – aspecto primordial na montagem da solução final. Itens relacionados:
        • Áreas de gerenciamento (falhas, configuração, segurança, desempenho e contabilização)
        • Planos específicos do cliente (uso de sistemas próprios, visualizações especiais, etc)
      Objetivos e Restrições Técnicos
      • Maximizar a oferta e qualidade de serviços oferecidos por uma rede para os seus custos
      • Existem opções técnicas que podem auxiliar nesta tarefa
      • Equipamentos com baixo custo por porta
      • Miniminar custos de cabeamento (ex: evitar redundâncias desnecessárias)
      • Principalmente: aluguel de links de comunicação. Possibilidades de redução em links:
        • Protocolos de roteamento adequados e configurados adequadamente para menor uso do link
        • Consolidação de vários tipos de tráfego (ex: voz + dados)
        • Compartilhamento de enlaces
        • Melhorar eficiência no enlace (supressão de silêncio, compressão de dados, etc)
      Cost-Effectiveness
      • Gastos com pessoal de suporte e operação – grande parcela de gastos com rede
      • Fatores para minimizar este componente:
        • Equipamentos fáceis de configurar
        • Projeto de rede simples para a operação
        • Boa documentação do projeto
      • Ao final tentar equilibrar requisitos conflitantes:
        • Custos X Tudo!
        • Segurança X Facilidade de uso
        • Alta vazão X Alto atraso
        • Priorizar objetivos técnicos mais fortes
      Cost-Effectiveness
      • Se o trabalho é de expansão é necessário levantar:
        • Topologia existente
        • Estrutura física atual
        • Desempenho sendo percebido e medido (identificar gargalos e obter níveis de referências)
      • Caracterização da estrutura de rede
        • Mapa de rede
        • Regras usadas para dar nomes
        • Tipos e tamanhos de estruturas de cabeamento usadas
        • Restrições arquiteturais e ambientais
      Levantamento de Rede Existente
      • Descobrir hosts, segmentos e dispositivos de rede importantes
      • Depois entender os fluxos de tráfego
      • Mapear com software adequado
        • Informações geográficas
        • Conexões WAN
        • Prédios, andares e até salas e compartimentos
        • Conexões e tecnologias usadas entre prédios e andares
        • Localização dos provedores de serviços de telecomunicações, acessos discados, VPN’s e sistemas de firewalls
        • Localizações de switches e roteadores, VPN’s, servidores, mainframes, estações de gerência, VLAN’s (cores diferentes) e totais estimados de estaçoes
        • Topologia lógica (core, backbone, distribuição, acesso, servers, etc)
      Mapa de Rede Atual
    • Levantamento de Rede Existente - Exemplo
      • Esquemas existentes de endereçamento e nomenclatura
        • Documentar as regras definidas (ex: sufixos de aeroportos GRU, POA, CWA, etc)
        • Documentar as regras usadas de endereçamento IP (criação de subredes, superedes, NAT) mesmo que todo o esquema de endereçamento possa ser mudado
      • Cabeamento e mídias existentes - documentar:
        • Tipos de mídias - UTP categoria x, fibra multimodo
        • Cabeamento realizado – vertical, horizontal, etc
        • Comprimentos dos cabos
        • Etiquetagens usadas
        • Cabeamento disponível entre prédio e andares
        • Tecnologias wireless sendo usadas
        • Salas de telecomunicações
      Levantamento de Rede Existente
      • Restrições arquiteturais e ambientais
      • Externas:
        • Trechos de cabos devem passar por áreas submersas
        • Linhas de trem/metrô
        • Estradas
        • Obras em execução
        • Áres de terceiros
        • Restrições de visada (para enlaces wireless)
      • Internas:
        • Verificar o estado do ar-condicionado e ventilação
        • Estado da alimentação elétrica existente e proteções contra sobrecargas e falhas no fornecimento
        • Espaço restante para passagem de canaletas e dutos ou inserir novos racks com acesso para a operação dos equipamentos
      Levantamento de Rede Existente
      • Verificar o serviço atualmente oferecido através da rede existente
      • Definir um nível de referência ( baseline ) para poder verificar melhorias depois da nova rede implantada
      • Mesmo se melhora no desempenho não é o objetivo direto, ainda se pode verificar que o desempenho do serviço não piorou
      • Para obter os dados que indicarão o nível de referência deve-se atentar para itens como:
        • Se a rede for grande, amostrar nos trechos e segmentos mais importantes
        • Momentos do dia para obter os dados e durante quanto tempo (médias)
        • Usar ferramentas adequadas (MRTG, traceroute , pings , BERT, analisador de protocolos, ferramentas SNMP/RMON)
      • A disponibilidade atual da rede pode ser obtida com o próprio cliente (MTB, MTBR, logs e históricos de quedas e providências tomadas)
      Levantamento de Rede Existente
      • Análise de Requisitos
      • Caracterização e Análise de Fluxos de Tráfego
      • Design Lógico
      • Design Físico
      • Endereçamento e Roteamento
      Processo de Análise e Design
      • Identificação de grandes originadores/destinos de tráfego
        • Comunidades de usuários (uso contínuo das mesmas aplicações – podem cruzar departamentos)
        • Locais de armazenamento maciço de dados: server farms , mainframes , robôs de backup em fita
        • Associar os fluxos importantes de origens para destino (RFC 2063 - Traffic Flow Measurement: Architecture )
      • Tipos de tráfego para a nova rede
      • Modelos usuais de fluxo - direções e simetria do tráfego gerado
        • Modelo terminal-host (ex: telnet)
        • Modelo cliente-servidor (ex: WEB)
        • Modelo peer-to-peer (ex: teleconferência)
        • Modelo servidor-servidor (ex: serviço de diretórios)
        • Modelo de computação distribuída (ex: clusters)
      Caracterização do Tráfego
      • Carga de tráfego
        • Estimar pelo número de estações e aplicações para definir enlaces
        • Utilizar parâmetros para estimar
      • Caracterização de requisitos QoS
        • Com base nos fluxos e nas aplicações geram estes fluxos
        • Pode-se usar definições conhecidas: ATM (CBR, VBR, ABR, UBR), Intserv (Tspec RSVP, serviços básicos de carga controlada ou serviço garantido) ou classes QoS já definidas
      Caracterização de Tráfego
    • Banda / Aplicações para Usuário Final
    • Design Lógico
      • Utiliza a informação de requisitos e fluxos para obter objetivos de design
      • Critérios para a escolha de tecnologias
      • Traduz objetivos em escolhas tecnológicas
      • Cria pequenas área dentro do ambiente de design
      • Define então o plano de interconectividade
      • Integra aspectos de segurança e gerenciamento
      • Definem a maneira como serão inteconectados os dispositivos dentro dos prédios e entre prédios
      • É uma função de variáveis como:
        • A arquitetura de procolos a ser usada
        • O meio de transmissão disponíveis e suas limitações de distância
        • O tipo, o número e localização dos dispositivos a serem conectados
        • O número e localização dos sites
        • A localização dos centros de cabeamento e caminhos por onde se poderia ter os cabos passados
        • A necessidade de confiabilidade e redundância
      • Exemplos de topologias e tecnologias:
        • Ligações ponto-a-ponto: SLDD, rádio
        • Anel: token-ring, FDDI, SDH
        • Estrela: ethernet com par trançado
        • Mesh: ATM
      Topologias de Rede
    • Organização das Redes
      • Para atender as estações localmente, fazendo a conexão com as demais estações numa mesma organização (prédio, sala, campus) são usadas as redes Locais ( LAN ’s – Local Area Network )
      • Para fazer a interconexão destas redes locais com outras separadas geograficamente (bairros, cidades ou países diferentes) são usadas as redes de Longo Alcance ( WAN ’s – Wide Area Network )
      • Redes metropolitanas ( MAN 's – Metropolitan Area Network ) são tecnologias específicas para redes multiserviço em aglomerados urbanos
    • Organização das Redes
      • As operadoras de telecomunicações fornecem serviços tais como de comunicação de dados, telefonia e acesso à Internet através de suas extensas redes para usuários residenciais, corporativos e grandes organizações
      • As chamadas redes de acesso são redes usadas para conectar o usuário de determinado serviço com os equipamentos da operadora (Por exemplo: rede telefônica, ADSL, rede de TV a cabo, etc)
      • Chama-se backbones as tecnologias de rede que fazem a conexão de alta velocidade central dentro de uma rede, interconectando todos os pontos do serviço
    • Organização das Redes de Serviços
      • Idéia lógica de topologia e funções de rede
      • Identifica-se redes, pontos de interconexão, tamanho e alcance das redes e tipos de dispositivos
      • Não se define ainda tecnologias de redes específicas e cabeamento
      • Tendência a se usar estrutura hierárquicas ao invés de arquiteturas baseadas em backbones centralizados
      • Camadas previstas nesta estrutura:
        • Core
        • Distribuição
        • Acesso
      Projeto de Topologia de Rede
      • Redes devem ser construídas com organização
        • Redes “espaguete” cria muitas adjacências entre os elementos de rede complicando o funcionamento de itens como roteamento
        • Redes flat (horizontais) não são escaláveis nem flexíveis
      • Mais simples de compreender, testar e consertar
      • Em caso de problemas, é mais fácil o isolamento da falha
      • Facilita mudanças reduzindo seu impacto
      • Esquema modular facilita a criação de blocos que podem ser replicados
      • Facilita sumarização de rotas
      Topologia de Rede Hierárquica
    • Topologia de Rede Hierárquica
      • Redes devem ser construídas com organização
        • Redes “espaguete” cria muitas adjacências entre os elementos de rede complicando o funcionamento de itens como roteamento
        • Redes flat (horizontais) não são escaláveis nem flexíveis
      • Mais simples de compreender, testar e consertar
      • Em caso de problemas, é mais fácil o isolamento da falha
      • Facilita mudanças reduzindo seu impacto
      • Esquema modular facilita a criação de blocos que podem ser replicados
      • Facilita sumarização de rotas
      Topologia de Rede Hierárquica
    • Organização das Redes Atuais Redes de Transporte (Long Haul) Redes Metropolitanas (Distribuição) Redes de Acesso ao Serviço Termos comumente usados também:
        • PoP – Point of Presence
        • Mesh networks
        • Backbones
        • Metro loops ou Rings
        • Redes de Distribuição
    • Organização de Redes Atuais
    • Redes de Acesso ao Serviço
      • São o ponto de conexão com os usuários finais (residenciais, corporativos, instituições, governo, etc)
      • A distribuição local é caótica em termos de diversidade (companhias telefônicas, operadoras de TV a cabo, novas operadoras independentes, etc)
      • Representam uma grande complexidade de protocolos, infra-estruturas e velocidades – Last Mile
      • Deve ser flexível para garantir a fácil oferta de novos serviços e para entregá-lo à grande massa de usuários
      • Redes backbones são baseados em tecnologias comutadas ( switched ) e redes de acesso normalmente são baseadas em canais ou meios dedicados
    • Redes Metropolitanas
      • Fazem a transição entre os PoPs das redes de transporte e as redes de acesso ao serviço
      • Possui uma topologia que se altera mais que as das redes long haul
      • Diversidade de serviços, carga de tráfego, requisitos de QoS e SLA obrigam a este tipo de rede a ser flexível e escalável
      • Tecnologia ótica desejada: banda larga a custos mais baixos
      • Normalmente representam distâncias relativamente pequenas, o que significa custos mais baixos se forem usadas alternativas mais baratas de fibra ótica
    • Redes de Transporte
      • Redes de transporte ou Long-haul, representam as capacidades de transmissão de dados de alcance nacional, continental e até global oferecidas por poucas operadoras globais e multinacionais
      • Chamadas de redes “ backbones” no passado
      • Os requisitos básicos são banda larga e baixos atrasos
    • Redes de Transporte
      • São compostos de grandes enlaces (topologia mesh ) formando grandes “tubos de escoamento” de tráfego
      • Poucos nós da rede manipulam a maior parte do tráfego
      • Estes tipo de rede não exige muitas mudanças na sua topologia, mas deve atender com boa escalabilidade os requisitos de aumento de banda
      • Tecnologia ótica desejada: banda larga em longas distâncias
      • A transmissão ainda é normalmente baseada em redes SDH/SONET, com tendências de migração para tecnologias óticas mais flexíveis
    • Redes de Transporte
      • Aspectos a serem estudados:
        • Custo do serviço
        • Tipo do serviço
        • Tipos de tecnologias oferecidas
        • Área geográfica coberta
        • SLA oferecidos
        • Suporte técnico – planos de disponibilidade
        • Nível de segurança
        • Histórico do provedor no mercado
      Provedores de Serviço de Rede
      • Transporte rápido e com grande vazão mesmo às custas de outros recursos
      • Funciona como backbone de alta velocidade
      • Objetivo básico: minimizar atrasos
      • Deve possuir componentes redundantes devido à sua criticidade
      • Seu diâmetro deve ser mantido sob controle
      • Evita fazer manipulações com pacotes (filtragens e tratamentos)
      • Normalmente é o ponto de ligação com a Internet
      Camada Core
      • Controla acesso aos recursos de rede
      • Diferencia serviços (manipulação de pacotes)
      • Controla o tráfego que cruza o core
      • Pode usar recurso de VLAN's
      • Faz a interface com protocolos de roteamento da camada de acesso e da camada core
      • Sumariza rotas das camadas de acesso para o core
      • Pode realizar tradução de endereços para a camada de acesso em caso desta usar endereçamento privado
      • Conectividade baseada em políticas
      Camada de Distribuição
      • Conecta os usuários finais do serviço à rede total
      • Pode usar filtros e ACL's para otimizar recursos para grupos de usuários
      • Microsegmentação da rede
      • Pode oferecer acesso à rede para sites remotos através de tecnologias WAN
      • Normalmente implementada com HUB's e Switches
      • As 3 camadas não necessariamente precisam estar implementadas em equipamentos separados
      Camada de Acesso
      • Controlar do diâmetro da rede para evitar grandes atrasos
      • Evitar chains (nova camada – atrasos maiores) e backdoors (porta dos fundos – problemas de roteamento e segurança)
      • Iniciar pela camada de acesso, depois distribuição e core
      Rede Hierárquica - Práticas
      • Objetivo: evitar pontos únicos de falhas que poderiam desabilitar aplicações de missão crítica
      • Como? Através de redundâncias de enlaces e dispositivos (roteadores, placas e até fontes de alimentação)
      • Enlaces de backup podem ser dimensionados para suportarem parte da capacidade do links sendo protegido
      • Recursos como failover automático e descoberta automática de caminhos (através de protocolos) também são opções
      • Itens hot-swappable também podems ser usados
      • Normalmente implica em tradeoff com os custos
      Aspectos de Disponibilidade
      • Enfoque no protocolo IP
        • Não é simples atribuir endereços
        • Dificuldades de roteamento são criadas com endereçamento errado
        • Esgotamento de endereços válidos na Internet
        • A hierarquia de rede normalmente impõe limites de endereçamento
      • Deve-se tratar os aspectos de endereçamento antes da definição de protocolos de roteamento, pois alguns protocolos não suportam todos os esquemas de endereçamento – ex.: roteamento CIDR ou subredes de tamanho variável
      Esquema de Endereçamento e Nomenclatura
      • Plano de numeração deve ser responsabilidade centralizada de uma autoridade dentro da empresa
      • Não existe mecanismo dinâmico de atribuição de endereços de rede IP
      • Definir um modelo estruturado que facilite a gerência de endereços e o entendimento da operação da rede
      • O roteamento IP somente usa endereços de rede
        • Endereços de rede para a camada Core
        • Blocos de endereços de subrede para as camadas de distribuição e acesso
      • Deixar espaço para crescimento (remanejamentos futuros são problemáticos se o endereçamento for mudar!)
      Atribuição de Endereços IP
      • Atribuir blocos de endereços de modo hierárquico e baseado em redes físicas
      • Checar se está sendo facilitada a sumarização de rotas
      • Atribuição dinâmica de endereços de hosts (usar esquemas como DHCP)
      • Alternativa sendo muito usada: endereços privativos
        • Permite crescer internamente sem problemas
        • Vantagens no aspecto de segurança
        • Margem de manobra possível
        • Uma desvantagem: dificulta outsourcing e funcionamento de alguns protocolos (SNMP, IPpsec, etc)
      Atribuição de Endereços IP
    • Atribuição de Endereços IP
      • Quem precisa?
      • Quem atribui?
      • Como os nomes são acessados, gerenciados e armazenados?
      • Normalmente dados a recursos (roteadores, switches, hosts, servidores, etc)
      • Servidores de nomes: evitar soluções centralizadas criando únicos pontos de falhas (para tudo!)
      • Normalmente se usam nomes que indicam
        • O tipo do equipamentos
        • A localização (área) do mesmo
        • Departamento/organização interna a que pertence
      Atribuição de Nomes
      • Diferem em termos de:
        • Carga de tráfego gerada
        • Uso de CPU, memória e banda passante
        • Limites no número de nós
        • Capacidade de adaptação às mudanças
        • Padrões conformes
      • Protocolos de bridging e switching :
        • Uso de switches preferencial (é mais rápido)
        • Facilidade do recurso de VLAN's
        • Trunking – implementado com vários protocolos (ISL – Inter-switch Protocol , VTP – VLAN Trunk Protocol e IEEE 802.1q). Melhor exigir suporte a este último.
      Definição de Protocolos de Roteamento, Bridging e Switching
      • Protocolos de roteamento
        • Muitas alternativas
        • Melhor opção: roteamento estático (ex.: conexões únicas para ISP) ou dinâmico
        • IGP ou EGP?
        • 2 tipos básicos: Distance-Vector e Link-State
        • Protocolos baseados em Link-State convergem mais rapidamente porém são mais complexos para se configurar
        • Verificar as métricas possíveis (atraso, banda, etc) e se suportam sumarização de rotas (classes e classless )
        • Funcionamento hierárquico e não-hierárquico
      Definição de Protocolos de Roteamento
      • Assunto maior que deve ser analisado com maior profundidade
      • Não é questão puramente operacional! Deve ser previsto no projeto da rede
      • Alguns passos necessários:
        • Identificar recursos
        • Analisar riscos
        • Elaborar plano e política de segurança
        • Procedimentos
        • Estratégias de implantação (onde instalar os equipamentos?)
        • Manter situ ação – auditorias
      Aspectos de Segurança
      • Alguns mecanismos:
        • Procedimentos de autenticação
        • Autorização (ACL- Access Control Lists )
        • Métodos de auditoria
        • Garantia de Sigilo (confidenciabilidade)
      • Alguns recursos:
        • Firewall (simples – filtro de pacotes, complexo – equipamento especializado)
        • IDS – Intrusion Detection System
        • Uso de NAT
        • Proxy para determinados serviços Internet
        • Previsão de área DMZ (servidores na porta da rua)
        • Servidor de autenticação (ex.: Radius)
      • Preocupação comum: desligar serviços de redes não usados
      Aspectos de Segurança
      • Ferramentas adequadas de gerenciamento permitem um gerenciamento efetivo de redes complexas com equipes pequenas
      • O sistema de gerenciamento ideal deve realizar as funções de gerenciamento de acordo com os requisitos levantados e limitações de custo (parte do projeto)
      • Funções comuns: configuração, falhas, problemas, performance, contabilização , segurança, serviços distribuídos ( backup , atualização de antivirus, reboots, etc)
      • Muitas ferramentas existentes – especificação indevida causa gastos desnecessários e gerenciamento ineficiente – não existe regra geral para definir a arquitetura de gerenciamento
      Aspectos de Gerenciamento
      • Seleção de tecnologias para:
        • Cabeamento
        • Tecnologias de rede de camada física e de enlace
        • Serviços de rede necessário (DHCP, DNS, sistema de autenticação, etc)
      • Cabeamento:
        • Prever cabeamento que permaneça útil pelo maior tempo possível
        • Verificar topologias (centralizadas ou distribuídas), comprimentos e tipos dos cabeamentos
        • Verificar locais de perigo físico e cruzamento de áreas controladas (opções com wireless )
        • Localizar armários de cabeamento
      Ambiente LAN
      • VLAN's – facilidade de criação de topologias e controle (uso em redes que crescem rapidamente)
      • Uso de spanning-tree nos switches pode encontrar rotas alternativas mas não faz balanceamento de carga no ambiente LAN
      • Redundância de servidores de rede
        • DHCP – em redes pequenas pode estar na camada de distribuição, em redes maiores deve-se duplicar o serviço na camada de acesso
        • DNS – serviço crítico e deve estar disponibilizado sobre plataforma redundante (normalmente e 2 servidores)
      • Redundância na comunicação host-roteador – fator complicador: a estação possui um único endereço físico para o roteador. Alternativas são proxy ARP, DHCP e HSRP ( Hot Standby Router Protocol ) / VRRP ( Virtual Router Redundancy Protocol )
      Considerações – LAN
      • Segmentos WAN redundantes – verificar se os links usam a mesma tecnologia, mesmo provedor, passam pelo mesmo lugar, etc
      • É razoável o uso de múltiplos enlaces (e através de vários provedores) de acesso à Internet
      • Recurso de VPN's (ex.: acesso extranet para usuários móveis)
      Considerações - WAN
      • As opções usadas normalmente são:
        • Dentro de prédios: cabos de par trançado categoria 5
        • Entre prédios (até 2 km): fibra ótica multimodo
        • Entre prédios (mais de 2 km): fibra ótica monomodo
        • Ligações remotas (links contratados ou não): linhas dedicadas (E1 ou múltiplos)
        • Acesso a sites remotos ou inacessíveis por meios guiados: rádio microondas (ou outra opção wireless )
      Opções Atuais de Meios de Transmissão
      • Trabalhos de grande porte devem prever contratação de terceiros instaladores de cabos. Usar uma única empresa e que forneça a certificação da instalação.
      • Cabeamento enterrado deve prever proteção de animais e insetos
      • Deixar folga nos dutos usados
      • Patch panels são uma necessidade em centros de cabeamento para facilitar mudanças de topologia
      • Não há necessidade de se oferecer fibra para desktops, exceto em casos especiais
      • Passar cabos extras entre prédios pode ser uma boa opção
      • Para trechos inacessíveis dentro dos prédios, usar modems ou soluções wireless
      • Etiquetar e manter controle de toda a planta cabeada
      • Evitar uso de fibras monomodo (antecipar evolução)
      Boas Práticas - Cabeamento
      • Montam os trechos origem-destino que irão compor a rede sobre uma variedade de tecnologias e meios de transmissão. Exemplos:
        • Repetidores/HUB's – estendem a limitação de distância
        • Switches – comutadores (Ethernet, FDDI, ATM)
        • Roteadores
        • Gateways
      • Os dispositivos podem ter facilidades já conhecidas como:
        • Suporte a padrões de gerenciamento SNMP e RMON para gerenciamento e operação
        • Atualizações e configurações remotas de software
        • Placas e periféricos “hot swappable” para reduzir tempo de downtime
        • Componentes que representem pontos de falha devem ser redundantes (ex: ventiladores, fontes, etc)
        • Modularidade e escalabilidade para facilitar futuras expansões (ex: switches empilháveis)
        • Automatização (autoconfiguracão e alertas via mail)
      Dispositivos de Rede
      • Uso de uma empresa integradora de soluções (gerenciamento mais fácil)
      • Pequenas empresas normalmente só necessitam de 1 roteador
      • Empresas maiores usam vários roteadores para montar suas subredes e operacionalizar suas tarefas de administração e gerenciamento
      • Especificar equipamentos de acordo com padrões reconhecidos e não proprietários, salvo casos de exigências do cliente
      • Recursos como suporte a SNMP e RMON facilitam a inserção do equipamento nestas arquiteuras de gerenciamento
      • Verificar o MTF e MTR para os dispositivos apresentados pelo fabricante
      • Avaliar o custo/benefício no uso de componentes Hot-swap
      • Analisar planos futuros do fabricante (continuidade da linhas de produtos)
      • Padronizar e agrupar os vários equipamentos dá margem a negociações de preços com o fornecedor
      • Em trechos onde o serviço for crítico, planejar caminhos cruzados entre os dispositivos
      Melhores Práticas – Dispositivos de Rede
      • Seleção de tecnologias LAN's:
        • Redes em anel
        • Redes estatísticas ou determinísticas
        • Predileção atual por 100baseTX nas pontas e ATM ou Gigabit Ethernet em backbones
      • Seleção de dispositivos:
        • “ Switch when you can, Route when you must ”
        • Definição entre HUB's, Bridges, switch L2, switch L3 e roteadores
        • Critérios gerais (número de portas, tecnologias de rede suportadas, custo, itens redundantes ou hot-swappable , suporte, treinamento, documentação)
        • Critérios para switches (vazão, suporte a spanning-tree , modo full-duplex, VLAN's, IGMP, etc)
        • Critérios para roteadores (protocolos suportados, suporte a RSVP, compressão, criptografia, Load balancing , ACL's, etc)
      Especificação LAN
      • Seleção de tecnologias para:
        • Acesso remoto
        • Enlaces WAN
        • Dispositivos e provedores para WAN
      • Acesso remoto:
        • Modems analógicos (opção quando há pouca utilização e em poucos momentos)
        • PPP – normalmente usado
        • Outras alternativas: ISDN, cable modems e xDSL (principalmente ADSL, HDSL e VDSL)
        • RAS – Remote Access Server – recebe e controla acessos remotos
      Especificação WAN
      • Soluções para acesso WAN:
        • Satélite
        • Rádio
        • Celular
        • LPCD
        • Acessos Frame Relay
        • Acessos ATM
      • Dispositivos WAN:
        • Roteadores WAN (suporte a vários protocolos, convergência de dados e voz, etc)
        • Alta vazão e disponibilidade
      Especificação WAN
      • Provar que o projeto irá satisfazer os objetivos de negócio e técnicos e realizar devidas configurações
      • Testes específicos customizados – construção de um protótipo e medições sobre o mesmo
      • Objetivos comuns:
        • Validar a seleção de tecnologias
        • Verificar o serviço oferecido pelo provedor
        • Identificar problemas de conectividade e gargalos
        • Testas as redundâncias implementadas na rede
        • Analisar efeitos de quedas de enlaces
        • Determinar necessidades de otimização
        • Analisar impacto de atualizações sobre a rede
        • Identificar riscos
        • Atestar o aceite do cliente
      Testes
      • Testes de indústria – avaliação com base em topologias previstas nos testes (apenas redes pequenas)
      • Para redes maiores e mais complexas – testes específicos
      • Realizar testes de sistema e não somente testes de componentes
      • Escopo do protótipo – englobar funções importantes (aquelas que envolvem risco, as influenciadas por limitações técnicas e de negócios, as rejeitadas anteriormente)
      • Modos de se testar o protótipo:
        • Rede de testes em laboratório (sempre começar assim)
        • Integrado com rede de produção (teste final)
      • Preocupações
        • Avisar usuários, administradores e operadores
        • Realizar testes pequenos incrementando a complexidade à medida em que eles funcionarem OK
      Testes
      • Plano de testes
        • Objetivos
        • Critérios de aceitação
        • Tipos de testes
        • Equipamentos e outros recursos necessários
        • Roteiros de testes
        • Cronograma
      • Critérios de aceitação
        • Cliente e testador devem acordar sobre o significado dos critérios
        • Critérios também podem se basear em referências da rede anteriormente em operação
        • Ex.: medir tempo de resposta de uma aplicação durante horário de pico e deve ser menor que x seg
      Testes
      • Tipos
        • Testes de desempenho
        • Testes de estresse (carga)
        • Testes de falhas
      • Verificações típicas
        • Tempo de resposta
        • Vazão
        • Disponibilidade
        • Regressão (funcionamento das aplicações semelhante ou melhor que na rede anterior)
      Testes
      • Registro dos Testes (documentação)
        • Listar o que é necessário para se realizar os testes (mapa, dispositivos, ferramentas, RH, etc)
        • Procedimentos de testes
        • Cronograma
      • Ferramentas para teste
        • Ferramentas de Gerência e Monitoração
          • Sistemas de gerenciamento (ex.: OpenView)
          • Comandos (show int, netstat, etc)
          • Analisadores de protocolos
        • Ferramentas de Simulação
          • Representação do mundo real
        • Ferramentas de Análise de Serviços
          • Visão do ponto de vista da aplicação - específicas
          • Ex.: NetPredictor, NetPIPE, etc
      Testes
      • Resumo executivo – única página voltada para gestores (foco no resultado)
      • Objetivo – descrição da vantagem obtida com a nova rede
      • Escopo – informação de tamanho e se é extensão ou nova rede, além de áreas afetadas
      • Requisitos (negócio e técnicos) – lista por ordem de prioridade e descrição dos tradeoffs decididos
      • Estado atual da rede – mapas e baselines (referências) atuais
      • Projeto lógico – topologia, modelo de endereçamento e nomes, protocolos de encaminhamentos definidos, mecanismos previstos de segurança e recomendações da arquitetura de gerência
      • Projeto físico – detalhamento de tecnologias, dispositivos, provedores e preços
      • Resultados de testes – documentação de testes com as evidências coletadas
      • Plano de implementação – cronogramas com datas e atividades dos planos definidos com equipes, treinamento e aceite
      • Análise de ROI (Retorno no investimento) – argumentos para área financeira
      • Apêndices – mapas detalhados, configurações particulares, etc
      Documentação do Projeto (itens)
    • Tendência em Serviços de Telecomunicações
      • As tecnologias de pacotes chegaram ao mesmo tempo em que houve um movimento de desestatização em muitos países
      • As novas operadoras/provedores que entram sempre apresentam novos serviços tentando se diferenciar dos já tradicionais (acesso wireless, xDSL, VPN’s de alta velocidade
      • Estes novos players montam infra-estrutura própria controlando melhor aspectos de QoS e SLA
      • Para garantir os parâmetros de SLA e tempo de retorno à operaçao, muitas vezes são criadas rotas redundantes (1:1 ou 1:n), o que faz crescer a demanda por banda
      • Tendência a se oferecer pacotes de serviços – telefonia-Internet-TV
      • Usuários controlando seus serviços através de interfaces de pacotes
    • Cenário Atual - Operadoras
      • Preocupação em alocar banda onde existem gargalos na sua rede
      • Procuram desenvolver e disponibilizar serviços da maneira mais fácil e rápida possível com o mínimo de custos
      • Necessidade de contratos com SLA para os clientes
      • Mercado liberado no Brasil (mais alternativas)
      • Gerenciamento constante de SLA deve ser feito pelo clientes (prever no projeto!)
    • Alguns Grandes Nomes Envolvidos com Telecomunicações / Redes de Dados