Projeto de Redes Top-Down Capítulo 2 Análise e Restrições das Metas Técnicas Copyright 2004...
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Projeto de Redes Top-Down Capítulo 2
Análise e Restrições das Metas Técnicas
Copyright 2004 Cisco Press & Priscilla Oppenheimer
Wilmar Oliveira de Queiroz - PUCGOIÁS 2012
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Objetivos Técnicos
• Escalabilidae• Disponibilidade• Desempenho• Segurança• Facilidade de gerenciamento• Possibilidade de Utilização• Adaptabilidade• Viabilidade
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Escalabilidade• Escalabilidade refere-se a habilidade de
crescimento
• Algumas tecnologias são mais escaláveis
• Tente verificar– Número de instalações locais serão acrescentadas
– O que será necessário para cada uma dessas novas instalações
– Quantos usuários serão acrescentados
– Quantos servidores a mais serão acrescentados
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Disponibilidade• Disponibilidade pode ser expressa como um
percentual por ano, mês, semana, dia ou hora que a rede estará disponível em relação ao tempo total– Por exemplo:
• Operação 24/7 = 24 horas, 7 dias da semana = 100% de disponibilidade
• 165 horas em 168 horas semanais = 98,21% de disponibilidade
• Aplicações podem requerer diferentes níveis de disponibilidade
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DisponibilidadeTempo de inatividade em Minutos
4,32
1,44
0,72
0,01
30
10
5
0,10
157799,70%
52699,90%
26399,95%
599,999%
Por Hora Por Dia Por Semana Por Ano
0,18
0,06
0,03
0,0006
0,29 2 10599,98% 0,012
SLA
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99,99% de disponibilidade pode Requerer Tripla Redundância
Empreendimento
ISP 1 ISP 2 ISP 3
• Isso é viável para o cliente?
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Disponibilidade
• Disponibilidade também pode ser expressado pelo MTBF (Tempo Médio entre Falhas) e pelo MTTR (Tempo Médio para Reparo de Falhas)
• Disponibilidade = MTBF / (MTBF + MTTR)– Por exemplo:
• A rede não deve falhar mais do que 1 vez em 166 dias (4000 horas) e o tempo de reparo não deve exceder 1 hora
• Disponibilidade = 4.000/4.001 = 99,98%
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Desempenho da Rede• Fatores de desempenho comuns incluem
– Capacidade (Largura de Banda)– Vazão– Utilização ótima– Carga oferecida– Precisão– Eficiência– Atraso (latência) e variação do atraso (jitter)– Tempo de resposta
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Largura de Banda vs. Vazão
• Largura de Banda e vazão não são a mesma coisa
• Largura de Banda é a capacidade de transporte de dados da rede
• Expressa em bps (bits por segundo)
• Vazão é a quantidade de dados transmitidos sem erro por unidade de tempo
• Medida em bps (bits por segundo), B/s (Bytes por segundo) ou pps (pacotes por segundo)
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Largura de Banda, Vazão, Carga
Carga Oferecida
Vazão
Real
Idea
l
100 % de Capacidade
100 % de Capacidade
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Outros Fatores que podem afetar a Vazão
• Tamanho dos pacotes• Espaço inter-quadros entre dois pacotes• Taxa de encaminhamento de pps do dispositivo• Velocidade do cliente (CPU, memória e velocidade de acesso do
HD)• Velocidade do servidor (CPU, memória e velocidade de acesso do
HD)• Projeto da Rede• Protocolos• Distancia• Erros• Hora do dia • etc
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Vazão vs. Goodput• Goodput é a vazão na camada de aplicação
• É necessário especificar:– Vazão ou goodput? – B/s inclui somente os dados da aplicação ou
também os bytes do cabeçalho ?
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Desempenho (continuação)
• Eficiência– Qual a quantidade de overhead é requerida na
entrega dos dados?– Qual o tamanho dos pacotes?
• Pacotes maiores tem melhor eficiência e goodput
• Porém, em caso de perda de pacotes muito grandes o prejuízo será maior
• Quantos pacotes podem ser enviados por vez sem o ACK (reconhecimento) ?
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Eficiência
Quadros pequenos (Menor Eficiência)
Quadros maiores (Maior Eficiência)
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Atraso no Ponto de Vista do Usuário
• Tempo de Resposta– Função da
aplicação e do equipamento que roda a aplicação, não apenas da rede
– Muitos usuários desejam uma resposta em 100 a 200 milisegundos
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Atraso no Ponto de Vista dos Engenheiros de Rede
• Atraso de propagação– Um sinal passa pelo cabo em cerca de 2/3 da velocidade
da luz no vácuo
• Atraso na transmissão– Tempo para colocar todos os bits do quadro no meio de
transmissão• Por exemplo, é necessário cerca de 5 ms para transmitir um
pacote de 1024 bytes a uma taxa de 1,544 Mbps em um linha T1
• Atraso de comutação do pacote• Atraso de enfileiramento
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Atraso de Enfileiramento e Largura de Banda Utilizada
• O número de pacotes em uma fila aumenta exponencialmente quando a utilização da rede é maior
0
3
6
9
12
15
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Utilização Média
Tamanho da fila
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Por exemplo• Um switch tem 5 usuários, cada um oferecendo
pacotes a uma taxa de 10 pps• Tamanho médio de cada pacote = 1024 bits• O switch necessita transmitir esses dados em uma
linha com 56 Kbps– Carga = 5 x 10 x 1024 = 51.200 bps– Utilização = 51200/56000 = 91,4%– Número médio de pacotes na fila =
(0,914)/(1-0,914) = 10,63 pacotes
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Variação do Atraso• Quantidade de tempo médio que o atraso
sofre variação– Também conhecido como jitter
• Voz, vídeo, e áudio não toleram variação do atraso– Tamanho dos pacotes menor é mais eficiente
nesse caso
• Situação problema– Eficiência para grande volume de aplicações vs.
pequena variação do atraso requerida por aplicações multimídia
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Segurança
• Foco nos requisitos• Plano completo de segurança será detalhado
no Capítulo 8• Identifique os recursos da rede
– Incluindo os valores e expectativas de custo associados com a perda de dados devido a problemas na segurança
• Analise os riscos em potencial à segurança
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Recursos da Rede
• Hardware
• Software
• Aplicações
• Dados
• Propriedade intelectual
• Segredos comerciais
• Reputação da companhia
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Riscos à Segurança
• Dispositivos de rede– Dados podem ser interceptados, analisados, alterados
ou apagados
– Senhas de usuários podem ser comprometidas
– Configuração de dispositivos podem ser alteradas
• Ataques de reconhecimento• Ataques de DoS (Denial-of-service – Negação de
Serviço)
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Facilidade de gerenciamento
• Gerenciamento do desempenho
• Gerenciamento de falhas
• Gerenciamento de configuração
• Gerenciamento de segurança
• Gerenciamento de contabilização
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Possibilidade de Utilização
• Possibilidade de Utilização: – Facilidade com que os usuários irão acessar a
rede e serviços de rede
• As redes devem oferecer facilidades aos usuários
• Algumas decisões de projeto irão ter efeito negativo na facilidade de uso:– Por exemplo, as restrições de segurança
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Adaptabilidade
• Evite incorporar qualquer elemento que irá tornar mais difícil a implementação de novas tecnologias no futuro
• Mudanças podem vir na forma de novos protocolos, novas práticas de negócios, novos objetivos fiscais, nova legislação
• Um projeto flexível pode se adaptar a mudanças nos padrões de tráfego e requisitos de QoS (Qualidade de Serviço)
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Viabilidade
• Uma rede deve carregar a maior quantidade de tráfego ao menor custo financeiro
• Viabilidade é especialmente importante em projetos de redes de campus
• WANs geralmente tem curso maior, mas os custos podem ser reduzidos através do uso de uma tecnologia apropriada
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Aplicações da RedeRequisitos Técnicos
Nome da Aplicação
Custo de Inatividade
MTBF Aceitável
Meta de Vazão
Atraso deve ser menor que:
Variação do atraso deve ser menor que:
MTTR Aceitável
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Compromissos do Projeto de Redes• Escalabilidade 20• Disponibilidade 30• Desempenho da Rede 15• Segurança 5• Facilidade de gerenciamento 5• Facilidade de Uso 5• Adaptabilidade 5• Viabilidade 15
Total 100