USO DE SOFTWARE LIVRE PARA MONITORAMENTO DE REDE

METROPOLITANA DA PREFEITURA MUNIPAL DE CUIABÁ

Marcos Vinicius Nunes Arruda

Aluno do IFMT, Campus Cuiabá, voluntário

Andersown Becher Paes de Barros

Professor do ICE, Cuiabá

Pedro Henrique Cavalcante Soares

Aluno da UFMT, Campus Cuiabá, voluntário

Felipe Cesar Costa Alves

Aluno da UFMT, Campus Cuiabá, voluntário

Leandro Dias Barata

Aluno da FIC, Cuiabá, voluntário

Resumo

A Prefeitura Municipal de Cuiabá possui uma rede metropolitana baseada nas tecnologias de

redes sem fio WiMAX. Através dessa rede, as secretarias municipais, creches, escolas,

hospitais e centros de saúde têm acesso à internet e aos diversos sistemas oferecidos pela

prefeitura, que vão desde sistema de cadastramento escolar até sistema de prontuários

médicos, por exemplo. Devido a importância dos serviços oferecidos e à distribuição

geográfica da rede, é necessário um monitoramento e controle de seus ativos com objetivo de

garantir uma alta disponibilidade. Sendo assim, foi implementada a ferramenta de

monitoramento baseada em software livre CACTI. Este software coleta e gerencia diversas

informações sobre o estado dos ativos de uma rede de computadores. Os detalhes do processo

de análise e implementação serão descritos neste resumo.

Palavras-chave: Cacti. Monitoramento de Redes. SNMP.

Introdução

A Prefeitura Municipal de Cuiabá (PMC) possui uma rede metropolitana que cobre

diversos pontos da cidade e oferece vários serviços tecnológicos para secretarias municipais,

creches, escolas municipais, centros de saúde e hospitais (incluindo o pronto-socorro da

cidade).

Devido ao baixo índice de controle e acesso a informações, o monitoramento dessa

estrutura foi considerado ineficiente apesar da grande quantidade disponível de ferramentas

comerciais e Open Source para monitoramento e gerenciamento de redes de computadores

(JUNIOR, DE BARROS, 2008). Além disso, suas características geográficas e expressiva

quantidade de hosts (locais que fazem parte da rede, como as creches, escolas e etc) e de

equipamentos dificultavam um controle adequado desta estrutura.

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A presença de um sistema de gerenciamento centralizado possui diversas vantagens

como a redução de custos e o direcionamento adequado de investimentos em setores mais

vulneráveis ou com maiores taxas de erros. Além disso, com realização de um

monitoramento, a segurança da rede é reforçada já que este serviço é aliado aos diversos

recursos como IDS (intrusion detection system), firewalls e outros.

Com o objetivo de tornar mais eficiente o gerenciamento desta rede, optou-se pela

implementação do software livre CACTI. Esta ferramenta permite a coleta e exibição de

informação através de gráficos, além de plug-ins que incrementam a ferramenta com diversas

funcionalidades, como envio de SMS e alertas aos administradores, por exemplo. Alguns

benefícios desta implementação foram identificados e estes serão apresentados neste trabalho.

Este trabalho irá descrever os detalhes de uso da ferramenta de monitoramento

CACTI na estrutura de rede da PMC. Inicialmente serão apresentadas informações sobre este

software, em seguida os detalhes da rede monitorada e por fim o processo de implementação e

as considerações finais.

Fundamentação teórica

O CACTI é uma ferramenta de gerenciamento de redes de código aberto que permite

monitorar e gerar gráficos baseado nas informações dos ativos da rede. Esta ferramenta utiliza

RRDTool (Round-robin database tool) além das linguagens PHP/MySQL. Além disso o

monitoramento é baseado no uso do protocolo SNMP (KUNDU & LAVLU, 2009). Os tópicos

a seguir apresentam os detalhes dos principais componentes presentes nesta ferramenta:

RRDtools: Sistema de base de dados desenvolvido para armazenar séries de

dados numéricos sobre status de redes de computadores, permite o

armazenamento de dados como temperaturas, uso de processador, uso de

memória, entre outros (OETIKER, 2005);

SNMP: Simple Network Management Protocol é um protocolo da camada de

aplicação, desenvolvido para transportar informações de gerência de rede

entre os ativos gerenciados e o sistema utilizado para gerencia-los. O SNMP

possibilita a análise e o controle do desempenho de uma rede monitorando

interfaces, processadores, memórias dos equipamentos disponíveis em uma

rede, como os roteadores, switches, access points, servidores, ou qualquer

dispositivo que possua este protocolo habilitado (FEIT, 1993).

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A ferramenta CACTI é caracterizada pela facilidade de implementação e usabilidade

simplificada. Seus recursos atuam com a integração de plug-ins, o que permite aos

administradores incluir no sistema, outras ferramentas livres, como NTOP e PHP Wathermap,

por exemplo. Para a analise de implementação deste projeto foram instalados os plug-ins

Mikrotik, GPS Maps e Monitor.

Rede Prefeitura Municipal de Cuiabá

A rede da PMC possui uma infraestrutura de baseada em rádios que utilizam a

tecnologia WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) ou IEEE 802.16. Este

tipo de comunicação ocorre semelhante ao padrão IEEE 802.11, porém inclui tecnologias e

recursos mais recentes permitindo taxas de velocidades superiores à 1 Gbit/s (ANDREWS,

GHOSH & MUHAMED, 2007).

Em localidades como secretarias, escolas, creches, hospitais ou centro de saúde estão

disponíveis uma antena cuja principal função é o recebimento do sinal oriundo da ERB

(Estação Radio-base). A Figura 1 apresenta uma ilustração resumida da infraestrutura da

PMC.

Figura 1 – Ilustração da Topologia PMC

Fonte: Elaborada pelo autor.

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Os hosts menores se conectam à ERB mais próxima à ela, incluindo a sede da

prefeitura, caso possua o sinal mais intenso. O protocolo SNMP foi habilitado nos roteadores

presentes em cada um dos hosts localizados na rede, deste modo, é possível monitorar e controlar de

forma centralizada todos estes equipamentos.

Metodologia

A instalação do CACTI utilizou o Sistema Operacional Debian e aplicações como

php5, MySQL, Apache e a configuração da lista de repositórios source.list, que contém

pacotes de serviços e atualizações. Estas configurações foram realizadas antes da instalação

da ferramenta, devido à necessidade de configurações das pendências.

Após a instalação, o painel do CACTI pode ser acessado através de interface gráfica

via browser utilizando o IP do servidor estabelecido nas configurações iniciais. Em seguida é

realizada autenticação de usuário. Após o login, o software demonstra em sua interface inicial

(Figura 2) diversos comandos e configurações como adição de dispositivos, criação de

gráficos, configuração de usuários entre outros.

Figura 2 – Painel inicial do Cacti

Fonte: Elaborada pelo autor.

O software opera com a utilização de plug-ins, ampliando os recursos e

funcionalidades disponíveis para a plataforma. Em seu site oficial são descritas a lista com

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plugins disponíveis e suas funções. Para acrescenta-los à ferramenta, é necessário realizar o

download e em seguida instalar no servidor. Posteriormente, é necessário realizar a integração

via Browser. A Figura 3 apresenta a relação dos plug-ins instalados e disponíveis o CACTI.

Figura 3 – Painel de plug-ins

Fonte: Elaborada pelo autor.

As diferentes sub-redes possuem características diversificadas, o que evidencia a

necessidade de monitoramento adequado para cada uma delas. No entanto, alguns plug-ins

como MAPS necessitam de utilização de modo global, ou seja, todos os pontos da rede devem

estar descritos nesta ferramenta.

O plug-in Mikrotik permite a coleta de informações apenas de roteadores do

fabricante MikroTik. Isto ocorre com armazenamento em tabelas que são utilizadas para

emissão de gráficos e relatórios (CACTI.NET, 2011). A Figura 4 demonstra alguns hosts

habilitados neste plug-in.

Figura 4 – Painel de plug-ins

Fonte: Elaborada pelo autor.

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Além disso, o plug-in GPS MAPS possibilita a integração do CACTI com o Google

Maps, com objetivo de mapear os hosts utilizando coordenadas geográficas gravadas em

banco de dados do servidor do CACTI. Também permite a exibição de faixas de endereços IP

e exibe no mapa, com um link direcionado ao host (CACTI.NET, 2009).

Este plug-in ainda ilustra através de um esquema de cores (amarelo, verde e

vermelho) o estado dos hosts. Aqueles que não apresentam falhas de conectividade estão

marcados com a cor verde, caso este venha a apresentar algum problema de latência alta, mas

ainda esteja com conectividade, esta marcação apresentada será em amarelo. Os hosts que

estiverem off-line são caracterizados pela cor vermelha no mapa.

A Figura 5 apresenta o resultado do plug-in após a inclusão dos hosts da prefeitura no

mapa de Cuiabá.

Figura 5 – Mapa de hosts PMC

Fonte: Elaborada pelo autor.

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Ao clicar em algum dos pontos do mapa, o plug-in apresenta informações sobre a

latência, endereço IP, tipo e a média de disponibilidade do host. A Figura 6 demonstra essa

funcionalidade.

Figura 6 – Mapa de hosts PMC

Fonte: Elaborada pelo autor.

Outro plug-in utilizado nesta implementação foi Monitor, este complemento permite

mostrar o status de cada dispositivo configurado no CACTI. O plug-in gera alertas sonoros e

visuais caso a conexão com algum host falhe (CACTIUSERS.ORG, 2011). A Figura 7

demonstra o funcionamento deste plug-in.

Figura 7 – Plug-in Monitor

Fonte: Elaborada pelo autor.

Por fim, o plugin Graphs possui uma das principais funcionalidade em um sistema

de monitoramento, a possibilidade de observação gráfica do consumo de banda das interfaces

de WAN (Wide Area Network) e LAN (Local Area Network) dos ativos da rede. No caso da

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rede da prefeitura municipal de Cuiabá, o equipamento analisados são os roteadores Mikrotik.

A Figura 8 demonstra o exemplo gráfico prático da funcionalidade.

Figura 8 – Gráfico de banda

Fonte: Elaborada pelo autor.

Resultados e discussões

Após a consolidação da implementação do CACTI na Prefeitura Municipal de

Cuiabá, pode-se observar diversos benefícios para os envolvidos com a rede. Os

administradores passam agora a contar com uma quantidade de informações de maneira

rápida e eficiente dos hosts da rede. Com as informações geradas os gestores podem postergar

investimentos ou investir em pontos mais críticos da rede, baseados em informações sólidas.

Por conta da grande quantidade de hosts que a rede possui e a grande distribuição

geográfica destes, havia dificuldade de deslocamento para reparar um ponto defeituoso. A

funcionalidade de demonstração dos hosts em mapa tem sido bastante útil para os técnicos,

que acabam utilizando a própria ferramenta como auxilio para encontrar pontos com

problemas. A ferramenta também auxiliou na redução do tempo de resposta para atendimento

aos usuários.

Considerações Finais

Gerenciar uma rede com as dimensões da rede da PMC é um trabalho árduo,

principalmente se os administradores não possuírem ferramentas adequadas a tal fim. Assim

sendo, fez-se necessário a implementação de uma ferramenta simples, porém eficaz. Neste

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contexto, foi implementada a ferramenta CACTI para auxílio aos analistas e gestores da

infraestrutura metropolitana da cidade de Cuiabá. Algumas das vantagens obtidas com uso

desta ferramenta foram o controle centralizado de tráfego da rede e identificação de falha na

comunicação dos hosts existentes, além disso a utilização desta ferramenta não possui

nenhum custo por se tratar de um software livre.

Apesar da eficiência apresentada pelo uso do CACTI até o momento, diversos pontos

deverão ser avaliados futuramente para adoção definitiva desta plataforma. Serão investigados

aspectos de segurança da rede com injeção de ataques no fluxo de dados e assim avaliar a

capacidade do CACTI em alertar estas anomalias.

Referências

JUNIOR, Roberto Mizuuti; DE BARROS, Andersown Becher Paes. Gerenciamento de

Recursos Tecnológicos em Software Livre, 2008.

KUNDU, Dinangkur; LAVLU, SM Ibrahim. Cacti 0.8 Network Monitoring. Packt

Publishing Ltd, 2009.

OETIKER, Tobias. RRDtool. 2005.

FEIT, Sidnie M. SNMP: A guide to network management. McGraw-Hill Professional,

1993.

ANDREWS, Jeffrey G.; GHOSH, Arunabha; MUHAMED, Rias.Fundamentals of WiMAX:

understanding broadband wireless networking. Pearson Education, 2007.

AVES do Amapá: banco de dados. Disponível em: <http://www.bdt.

org/bdt/avifauna/aves>. Acesso em: 30 maio 2002

CACTI.NET, Cacti documentation and howtos - Mikrotik, 2011. Disponível em:

<http://docs.cacti.net/plugin:mikrotik>. Acesso em: 20/07/2014

CACTI.NET, Cacti documentation and howtos – GPSmaps, 2009. Disponível em:

<http://docs.cacti.net/userplugin:gpsmaps>. Acesso em: 14/06/2014

CACTIUSERS.ORG, Cacti documentation and howtos - Monitor, 2011. Disponível em:

<http://docs.cacti.net/plugin:monitor>. Acesso em: 12/06/2014

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