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

Objetivos Técnicos

• Escalabilidae• Disponibilidade• Desempenho• Segurança• Facilidade de gerenciamento• Possibilidade de Utilização• Adaptabilidade• Viabilidade

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

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

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

99,99% de disponibilidade pode Requerer Tripla Redundância

Empreendimento

ISP 1 ISP 2 ISP 3

• Isso é viável para o cliente?

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%

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

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)

Largura de Banda, Vazão, Carga

Carga Oferecida

Vazão

Real

Idea

l

100 % de Capacidade

100 % de Capacidade

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

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 ?

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) ?

Eficiência

Quadros pequenos (Menor Eficiência)

Quadros maiores (Maior Eficiência)

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

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

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

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

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

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

Recursos da Rede

• Hardware

• Software

• Aplicações

• Dados

• Propriedade intelectual

• Segredos comerciais

• Reputação da companhia

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)

Facilidade de gerenciamento

• Gerenciamento do desempenho

• Gerenciamento de falhas

• Gerenciamento de configuração

• Gerenciamento de segurança

• Gerenciamento de contabilização

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

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)

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

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

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