planeamento_projecto_redes

5/17/2018 planeamento_projecto_redes - slidepdf.com

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DEI FCTUC Edmundo Monteiro, Fernando Boavida

Planeamento e projecto de redes

Edmundo Monteiro

http://www.dei.uc.pt/~edmundo

Fernando Boavidahttp://www.dei.uc.pt/~boavida

Departamento de Engenharia Informática

FCTUC



Engenharia de Redes, DEI FCTUC Edmundo Monteiro, Fernando Boavida 2

Objectivos

Análise dos aspectos metodológicosrelativos à construção de redes

informáticas

Metodologia de planeamento e projecto

Faseamento dos projectos




Plano

Metodologia

Decomposição hierárquica Planos de análise

Faseamento das actividades

Faseamento Análise de requisitos

Planeamento

Projecto

Assistência ao projecto

Testes e ensaios




Metodologia

Decomposição hierárquica em váriossubsistemas

Planos de análise, desde as aplicações à

cablagem Faseamento de actividades, desde a

análise de requisitos aos testes finais




Decomposição hierárquica

Subsistema horizontal

Cablagem horizontal

Equipamento activo dos distribuidores depiso

Subsistema de backbone de edifício

Cablagem de backbone de edifício

Equipamento activo dos distribuidores deedifício




Decomposição hierárquica (cont.)

Subsistema de backbone de campus

Cablagem de backbone de campus

Equipamento activo dos distribuidores de

campus

Subsistema de acesso

Circuitos e equipamentos de comunicaçãocom o exterior da LAN




Decomposição hierárquica (cont.)

Subsistema de distribuição

Redes ou circuitos de interface entre redes privadase redes de núcleo

Equipamento de up-link dos nós do subsistema de

acesso aos nós do subsistema de núcleo

Subsistema de núcleo (core)

Nós e circuitos principais de uma infra-estrutura

(normalmente, de um operador de

telecomunicações)





WAN

e/ou

MAN

LAN

Subsistema denúcleo

(core)

Subsistema de

distribuição

Subsistema de

acesso

Subsistema debackbone campus

Subsistema debackbone edifício

Subsistema

horizontal

WAN / MAN

LAN




Planos de análise

Aplicações telemáticas Arquitecturas protocolares

Sistemas de cablagem Tecnologias de comunicação

Aspectos de gestão

Aspectos de segurança

Equipamento de comunicações




Planos de análise (cont.)

Aplicações telemáticas

Identificação das aplicações

Caracterização

Parâmetros de funcionamento

Locais a abranger

Tendo em vista a satisfação dos requisitos de

comunicação





Arquitectura protocolares

Identificação das arquitecturas protocolares asuportar nos diferentes níveis hierárquicos

Cablagem Definição dos sistemas de cablagem nos diferentes

níveis hierárquicos da LAN

Fibra óptica (tipo)

UTP (Cat)

Backbone de voz (nº pares)





Tecnologias de comunicação

Identificação das tecnologias de comunicação asuportar nos diferentes níveis hierárquicos LAN: Ethernet, ...

WAN: circuito alugado, ATM, SDH, ...

Aspectos de gestão Caracterização das necessidades de gestão da

infra-estrutura Passivos

Activos





Segurança

Identificação dos aspectos de segurança nosdiversos níveis da hierarquia Segurança nas comunicações internas

Segurança nas comunicações de e para o exterior

Zonas públicas e zonas privadas

Equipamento de comunicações Caracterização das necessidades em termos de

equipamento de comunicações Switchs Routers

Firewall, ...




Faseamento

Certificação

TesteTeste

Fiscalização

Assistência ao projectoAssistência

Medições e orçamento

Peças desenhadas

Definição das condições de instalação

EspecificaçãoProjectoDimensionamento

Definição da arquitectura lógica

Definição do modelo de funcionamentoPlaneamento

Identificação das condicionantes

Levantamento das necessidades

Definição dos objectivos do projectoRequisitos

TarefasFase




Três dimensões de um projectoHierarquização

Subsistema de core

Subsistema de distribuição

Subsistema de acesso

Subsistema de backbone de campus

Subsistema de backbone de edifício

Subsistema horizontal

R e q u i s i t o

s

P l a

n e a m

e n t o

P r o j e c

t o

A s s i s t ê n

c i a

T e s t e Faseamento

Segurança

Equipamento

Aplicações

Arquitectura

CablagemTecnologias

Gestão

Planos de análise




Fase 1: Análise de requisitos

Definição dos objectivos

Levantamento das necessidades

Identificação das condicionantes




Fase 1: Análise de requisitos (cont.)

Definição dos objectivos

Quais os serviços a suportar pela infraestrutura ?

Quais os locais a abranger ?

Quais as características de cada um dos locais ?

Quais as ligações ao exterior necessárias ?

O que é que já existe em funcionamento ?





Levant. das necessidades: funcionalidade

Grupos de utilizadores por necessidades

Suporte de aplicações tradicionais

Suporte de voz ou vídeo na infra-estrutura Suporte de aplicações multimédia

Suporte de novas aplicações

Outras (quais?)




Levant. das necessidades: abrangência

Localização dos edifícios

Localização dos postos de trabalho

Necessidades de acesso remoto Necessidades de acesso a outras entidades

Necessidades de acesso ao exterior

Outras (quais?)






Levant. das necessidades: qualidade

Suporte de aplicações best-effort

Suporte de aplicações adaptativas

Suporte de aplicações continuous media

Outras (quais?)





Levant. das necessidades: segurança

Confidencialidade

Autenticação

Integridade Não-repúdio

Controlo de acesso

Outras (quais?)





Levant. das necessidades: disponibilidade

Necessidades elevadas de disponibilidade?

Aplicações críticas para a instituição

Tempo médio entre falhas Tempo de reparação

Outras (quais?)





Levant. das necessidades: adaptabilidade

Alteração frequente dos espaços?

Utilizadores mudam frequentemente de funções?

Outras (quais?)





Levant. das necessidades: escalabilidade

Previsões de crescimento da organização

Previsões de evolução no uso dos serviços

Previsão do número de utilizadores a 1 ano

a 3 anos

Outras (quais?)





Levant. das necessidades:interoperabilidade

Sistemas informáticos existentes Sistemas de comunicação existentes

Sistemas a substituir ou a migrar

Outras (quais?)





Levant. das necessidades: gestão

Gestão central

Gestão remota

Integração de vários sistemas e plataformas degestão?

Equipa de gestão

Outras (quais?)





Levant. das necessidades: custo

Limitação de custos de instalação

Limitação de custos de operação

Contabilização e taxação Global?

Por sector?

Por utilizador?

Outras (quais?)





Identificação de condicionantes: temporais

Datas de início ou fim de alguma das fases do

projecto

Datas de início ou fim da instalação da rede Outras (quais?)





Identificação de condicionantes: operacionais

Necessidades de integração do projecto com outros projectos

em curso?

Necessidade de coordenação da instalação da infra-estrutura

com outras obras em curso? Necessidade de realização instalação sem interrupção do

normal funcionamento da instituição?

Outras (quais?)





Identificação de condicionantes: ambientais

Presença de fontes de EMI?

Condicionantes em termos de agressividade mecânica?

Condicionantes em termos de agressividade química?

Condicionantes históricas ou patrimoniais?

Condicionantes de instalação (espaços técnicos)?

Outras (quais?)




Fase 2: Planeamento

Modelo de funcionamento Caracterização dos grupos de utilizadores

Caracterização das aplicações a suportar

Definição da arquitectura lógica Componentes LAN

Componentes WAN

Dimensionamento

Caracterização dos fluxos individuais e agregados Dimensionamento das ligações




Fase 2: Planeamento Modelo de funcionamento: caracterização de

utilizadores e aplicações

Exemplo

P1PPCA da sedeCMPPCATelefone

IInternetBETCP/IPVáriasG1-6Grupos A a FADTCP/IPVideoconf. p.p.

S5Serv. BD sedeBETCP/IPBase de dados

S4Serv. fich. sedeBE NetBEUIFicheiros

S3 Proxy WWW sedeBETCP/IPWWW geral

S2Serv. Intranet sedeBETCP/IPIntranetDep. comercial

S1Serv. E-mail sedeBETCP/IPE-mailSede50AdministraçãoG1

Id.Dst.Dest. tráfegoTráfegoArq.AplicaçãoLocalN.ºDescriçãoId.




Modelo de funcionamento (exemplo)

WAN

Filial A

Internet

Rede telefónica

S7

Sede

P2

P1S1S6 S5 S2S4 S3

G1

Filial D

S10

P5

...

G3 G6

G2

G7

Best-effort

Adaptativo

Continuous-media




Fase 2: Planeamento

Definição da arquitectura lógica

Componentes LAN

Componentes WAN

Critérios de ordem económica Critérios de ordem tecnológica

Critérios de ordem funcional

Critérios de ordem política




Arquitectura lógica (exemplo)

Internet

Rede telefónicaP1

S1

S6

S5

S2

S4

S3

G1 G2

Router Switch

Switch Switch

S10

P5

G6

Switch

Router

G7

S9

P4

G5

Switch

Router

S7

P2

G3

Switch

Router

S8

P3

G4

Switch

Router

G1 G2

G3 G4 G5 G6




Fase 2: Planeamento

Dimensionamento

Caracterização dos fluxos individuais Fluxos best effort

Fluxos adaptativos (voz, vídeo)

Caracterização dos fluxos agregados

Dimensionamento das ligações

Dimensionamento de débito

Dimensionamento de atraso

Dimensionamento de perdas




Caract. de fluxos BE (exemplo)

Aplicação Tempo deresposta

óptimo[segundos]

Tempo deresposta

tolerável[segundos]

Tamanhode bloco

normal[Kbytes]

Tamanhode bloco

grande[Kbytes]

Débitosituação

nominal[Kbps]

Débitosituação

excepção[Kbps]

Atrasomáximo

round-trip [ms]

Consulta de Email 10 60 2 2000 2 280 1000

Transacção WWW 5 30 10 500 16 140 500

Trans. Base Dados 1 6 0,5 100 4 140 100

Interacção remota 0,2 1 0,01 1 0,4 8 100

Transf. fich. LAN 5 30 100 30000 160 8000 500

Transf. fich. WAN 10 300 100 10000 80 280 500

Trsf. fich Internet 20 1200 100 10000 40 70 500




Caract. de fluxos adaptativos (exemplo)

Aplicação Codificação Débito mínimo

[Kbps]

Débito nominal

[Kbps]

Atraso máximo

round-trip [ms]

VoIP H.323 8 32 200

VCoIP H.320 (MPEG-4)

32 64 200




Fluxos agregados

CBA

Fluxos a

montante de A

Fluxos a

montante de B

Fluxos

agregados

em A

Fluxosagregados

em B




Dimensionamento de ligações

• Partir da caracterização das necessidades de débito, de

atraso e de perdas das aplicações.

• Calcular o somatório dos débitos nominais de todos osfluxos para todas as aplicações a montante do nó deagregação.

• Se for possível e economicamente viável dimensionar aligação para suportar o somatório dos débitos nominais,utilizar este valor como primeira estimativa paradimensionar a ligação.




Dimensionamento de ligações (cont.)• Caso não seja viável, devem ser introduzidas restrições ao

número máximo de fluxos activos de cada uma das aplicações

até ser obtido um valor para o qual seja possível dimensionar aligação.

• Verificar se o débito de excepção mais restritivo dos fluxos

best-effort a montante do nó de agregação é superior àcapacidade estimada da ligação.

• Somar ao valor obtido uma margem para crescimento futuro,

de forma a ajustar a capacidade da ligação em função dosvários escalões de débito suportados pela tecnologia a utilizar

na ligação.




Dimensionamento LAN (exemplo)Aplicação Débito

nominal

[Kbps]

Débito

excepção

[Kbps]

Número de

fluxos a

montante

Número de

fluxos a

jusante

Factor de

simulta-

neidade

Débito total

p/ aplicação

[Kbps]

Consulta E-mail 2 280 30 30 1,00 60

Transac. WWW 16 140 30 30 1,00 480

Transac. BD 4 140 30 30 1,00 120

Interacção remota 0,4 8 30 30 1,00 12

Transf. fich. LAN 160 8000 30 30 1,00 4800

Transf. fich. WAN80 280 30 3 0,10 240

Trsf. fich. Internet 40 70 30 3 0,10 120

VCoIP 64 64 30 30 1,00 1920

Necessidade total de débito na ligação agregada [Kbps] 7752

Capacidade mínima da ligação (maior dos débitos de excepção suportado) [Kbps] 8000

Escalão de incremento de capacidade da ligação [Kbps] 10000

Margem de débito para evolução [Kbps] 90000

Especificação de débito da ligação agregada [Kbps] 100000

Taxa nominal de utilização da ligação agregada [%] 8%




Dimensionamento WAN (exemplo)Aplicação Débito

nominal

[Kbps]

Débito

excepção

[Kbps]

Número de

fluxos a

montante

Número de

fluxos a

jusante

Factor de

simulta-

neidade

Débito total

p/ aplicação

[Kbps]

Consulta E-mail2 280 20 6 0,30 12

Transac. WWW 16 140 20 6 0,30 96

Transac. BD 4 140 20 6 0,30 24

Interacção remota 0,4 8 20 6 0,30 2,4

Transf. fich. WAN 80 280 20 2 0,10 160

Trsf. fich. Internet 40 70 20 2 0,10 80

VoIP 32 32 20 2 0,10 64

VCoIP 64 64 20 1 0,05 64

Necessidade total de débito na ligação agregada [Kbps] 502,4


Escalão de incremento de capacidade da ligação [Kbps] 64







Dimens. do acesso à Internet (exemplo)Aplicação Débito

nominal

[Kbps]

Débito

excepção

[Kbps]

Número de

fluxos a

montante

Número de

fluxos a

jusante

Factor de

simulta-

neidade

Débito total

p/ aplicação

[Kbps]

Consulta E-mail2 280 20 6 0,30 12

Transac. WWW 16 140 20 6 0,30 96

Transac. BD 4 140 20 6 0,30 24

Interacção remota 0,4 8 20 6 0,30 2,4

Transf. fich. WAN 80 280 20 2 0,10 160

Trsf. fich. Internet40 70 20 2 0,10 80

VoIP 32 32 20 2 0,10 64

VCoIP 64 64 20 1 0,05 64

Necessidade total de débito na ligação agregada [Kbps] 502,4


Escalão de incremento de capacidade da ligação [Kbps]64







Outros aspectos do planeamento

• Disponibilidade•

MTBF – mean time between failures• MTTR – mean time to repair

• Segurança• Política de segurança

• Mecanismos de segurança

• Encaminhamento e endereçamento• Atribuição de endereços

• Sub-redes

• VLAN• Grupos de trabalho

• Isolamento de tráfego




Fase 3: Projecto Parte 1: Ambiente de projecto

Objecto do projecto

Motivações Locais a abranger

Interfaces com outros sistemas

Princípios orientadores

Resumo dos objectivos

Caracterização dos requisitos Identificação das condicionantes

Arquitectura lógica

Estrutura hierárquica

Circuitos

Aplicações e arquitecturas Estrutura física

Localização dos distribuidores

Cablagem

Acessos ao exterior




Fase 3: Projecto (cont.)

Parte 2: Especificações

Especificação de componentes passivos

Especificação do equipamento activo Especificação de equipamento de segurança

Especificação de servidores de

comunicações

Especificação de equipamento de voz

Equipamento de gestão e manutenção




Fase 3: Projecto (cont.)

Parte 3: Instalação e verificação Definição das condições de montagem de passivos

Definição das condições de instalação de equipamento

Definição das condições de Teste e Certificação

Anexos Medições

Lista de quantidades dos componentes necessários

Peças desenhadas

Arquitectura lógica, estrutura física, traçados em planta da

cablagem, configuração dos distribuidores

Orçamento




Fase 4: Assistência ao projecto

Esclarecimento de opções técnicas nafase de aquisição

Apoio à instalação

Fiscalização da instalação




Fase 5: testes e ensaios Verificação da conformidade com as especificações do

projecto Equipamento passivo

Certificação da cablagem

Equipamento activo

Verificação do correcto funcionamento de todos oscomponentes

Só depois dos testes, ensaios e eventuais correcçõesou alterações é que há a entrega formal da obra peloinstalador ao dono da obra.




Súmula

O Planeamento e Projecto de uma rede

informática é suportado por umametodologia de três dimensões


Análise por planos

Faseamento de actividades



Engenharia de Redes, DEI FCTUCEdmundo Monteiro, Fernando Boavida 52

Leitura adicional Capítulo 9 de Edmundo Monteiro, Fernando Boavida,

Engenharia de Redes Informáticas, FCA – Editora de

Informática, 2000.

DOVERSPIKE, Robert e SANIEE, Iraj (Ed.), Heuristic

Approaches for Telecommunications Network Management ,

Kluwer Academic Publishers, 2000.

IMPRENSA NACIONAL (Ed.), Projectos de obras públicas

(instruções para cálculo dos honorários), Imprensa Nacional

– Casa da Moeda, Lisboa, 1984, (actualizado por portaria de27-1-86, publicada no DR de 5-3-86, nº53, II série).




Leitura adicional (cont.) JAIN, Raj, The Art of Computer System Performance Analysis:

Techniques for Experimental Design, Measurement, Simulation,and Modeling , John Wiley & Son, New York, 1991.

KESHAV, S., An Engineering Approach to Computer Networking ,Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, 1997.

McCABE, James, Practical Computer Network Analysis and Design, Morgan Kaufmann, San Francisco, California, 1988.

MITCHELL, George, The Practice of Operational Research, JohnWiley & Son, New York, 1993.

NORRIS, Mark, DAVIS, Robert e PENGELLY, Alan, Component- Based Network System Engineering , Artech HouseTelecommunications Library, New York, 1999.

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