Projeto de Redes
Laboratório de Aplicações de Vídeo Digital – LAVID
Felipe Soares de OliveiraJoão Pessoa-PB 2008
Lista de Figuras Quadros e Tabelas
F
IGURA1: O
RGANOGRAMA.
...
7
Q
UADRO1: C
RONGORAMA...
7
Q
UADRO2: A
PLICATIVOSC
LIENTES(D
ESKTOPS)
...
7
Q
UADRO3: A
PLICATIVOSC
LIENTES(L
ABORATORIO)
...
8
Q
UADRO4: A
DMINISTRAÇÃODAR
EDE...
8
F
IGURA2: D
ISPOSIÇÃODEREDEDAUFPB.
...
9
F
IGURA3: E
STRUTURAL
ÓGICAA
TUALDOLAVID.
...
10
F
IGURA4: L
AYOUTDOL
AVID.
...
11
F
IGURA5: E
LETRODUTOSDEPASSAGEMDOCABEAMENTODAREDE.
...
12
F
IGURA6: C
ABOUTP
SAINDODIRETODAMAQUINAEENTRANDONABANCADA.
...
12
F
IGURA7: D
ISTRIBUIÇÃODECABOSSEMORGANIZAÇÃOOUIDENTIFICAÇÃONORACK.
...
13
Q
UADRO5: S
ERVIDORESEE
STAÇÕESDETRABALHOEXISTENTESNOLAVID
...
13
T
ABELA1 – E
STIMATIVADEUTILIZAÇÃODEIP’
S.
...
16
T
ABELA1 – R
OTEADORESP
ROPOSTOS.
...
17
F
IGURA8: E
STRUTURAL
ÓGICAP
ROPOSTA.
...
17
F
IGURA9: M
ONTAGEMDORACK.
...
19
Q
UADRO6: L
OCALIZAÇÃODOSA
CCESS-P
OINTS...
20
SUMÁRIO
1.
INTRODUÇÃO
...
4
1.1.
MOTIVAÇÃO
...
4
1.2.
OBJETIVOS
...
4
2.
IDENTIFICAÇÃO DAS NECESSIDADES E METAS DO CLIENTE
...
5
2.1.
POLITICAS E NORMAS
...
6
2.2.
CRONOGRAMA
...
7
2.3.
SERVIÇOS E APLICATIVOS
...
7
2.3.1.
CLIENTE
(
DESKTOPS)
.
...
7
2.3.2.
CLIENTE (LABORATÓRIO)
...
8
2.3.3.
ADMINISTRAÇÃO DA REDE
...
8
2.3.4.
ESTRUTURA ATUAL DA REDE
...
9
2.3.5.
ESTRUTURA LÓGICA
...
10
2.3.6.
ESTRUTURA FÍSICA
...
10
2.3.7.
SERVIDORES E ESTAÇÕES
...
13
2.4.
TRATAMENTO DAS NECESSIDADE DO CLIENTE
...
13
2.4.1.
DISPONIBILIDADE
...
14
2.2.2.
SOLUÇÃO.
...
14
2.2.3.
DISPOSITIVOS DE REDE
...
14
2.2.4.
R
ECURSOSDETELEFONIAEDECOMPUTADORES...
15
3.
PROJETO LÓGICO DA REDE
...
16
3.1.
N
OMENCLATURA...
16
3.1.
E
STRUTURAL
ÓGICAP
ROPOSTA...
17
4.
PROJETO F
ÍSICODAREDE
...
18
4.1.
E
SPECIFICAÇÃODAMONTAGEMDOSRACKS...
18
4.2.
D
EFINIÇÃODASTECNOLOGIASDACAMADADEENLACE...
19
4.3.
W
IRELESS...
20
4.3.
C
AMERAS...
20
5.
T
ESTESDAREDE...
21
5.1.
T
ESTESDOSS
ERVIDORES...
21
5.2.
T
ESTESDASESTAÇOES...
21
5.3.
TESTES DO POS-IMPLEMENTAÇÃO
...
21
C
ONCLUSOESFINAISEANEXOS (O
RÇ
AMENTO)
...
22
O projeto aqui descrito visa trazer uma solução de infra-estrutura de redes, em sua parte física e lógica, gerada a partir da proposta do Laboratório de Aplicações de Vídeo Digital – LAVID, no qual tem como principal foco de trabalho o desenvolvimentos de projetos de pesquisa em hardware e software relacionados às áreas de Vídeo Digital, Redes de Computadores, TV Interativa e Middleware.
1.1.
MOTIVAÇÃO
Visando disponibilizar uma arquitetura que permita ao laboratório desenvolver seus trabalhos na área de pesquisa e desenvolvimento, garantindo um alto fluxo de pacotes, com um baixo nível de atraso, foi elaborado um projeto de infra-estrutura de rede lógica e física, confiável e que atenda aos requisitos do LAVID, proporcionando uma solução mais robusta, segura e que permita alta disponibilidade nos servidores, bem como nas aplicações utilizadas pelo laboratório.
1.2.
OBJETIVOS
Este trabalho tem como proposta a elaboração de um plano de projeto que venha a atender as necessidades do LAVID, através da:
Reestruturação e modernização de sua rede de computadores, de maneira a prover uma melhor comunicação entre equipamentos da rede interna, assim como também com o acesso a Internet.
Visando possibilitar a realização de testes de aplicações de vídeo em redes de alta velocidade, uma parte deste projeto estará voltada para a elaboração da modernização da rede já existente, através da reestruturação de parte do laboratório, de maneira a disponibilizar uma rede de alta velocidade utilizando a tecnologia de rede Gigabit Ethernet. Portanto, será incorporado a este projeto, um etapa para elaboração de uma estrutura de
rede e dos equipamentos que serão necessários para possibilitar a criação de um ambiente de rede escalável, seguro, e com alto desempenho no trafego de dados, que possa atender da melhor forma possível as necessidades dos pesquisadores e desenvolvedores que utilizaram tais recursos.
2.
IDENTIFICAÇÃO DAS NECESSIDADES E METAS DO CLIENTE
Atuando desde 2003, o Laboratório de Aplicações de Vídeo Digital (LAVID) do Departamento de Informática (DI) da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) desenvolve projetos de pesquisa em hardware e software relacionados às áreas de Vídeo Digital, Redes de Computadores, TV Interativa e Middleware.
Com um corpo de mais de 40 pesquisadores, entre graduandos, mestrandos, doutorandos e doutores, o LAVID se apresenta como uma das referências na área de pesquisa em tecnologia para TV e vídeo digital no Brasil, também tendo estabelecido parcerias frutíferas com inúmeras outras universidades e institutos de pesquisa – além de empresas da iniciativa privada – fazendo parte, assim, da construção de uma rede colaborativa em prol do desenvolvimento tecnológico de ponta no país. O LAVID ainda é um laboratório ativo na área de desenvolvimento, recebendo financiamento, nesse sentido, de instituições parceiras como a Rede Nacional de Ensino e Pesquisa, pra quem o laboratório desenvolve protótipos de sistemas.
O LAVID já desenvolveu com sucesso vários projetos de pesquisa relevantes. A seguir, listamos apenas os nomes dos principais projetos desenvolvidos e coordenados pelo LAVID ou com sua cooperação. Uma descrição completa dos objetivos, parceiros, financiadores e de cada projeto, encontram-se em anexo (impresso separadamente e anexado a este projeto).
Projetos desenvolvidos no LAVID desde sua criação:
1. ICSpace - Um Espaço Cultural Aberto na Internet, Período: 2002 - 2004
2. Infravida Infraestrutura de Vídeo Digital para Aplicações de Telemedicina, Período: 2002 -2004
3. I2TV - Infraestrutura Internet2 para Desenvolvimento e Teste de Ferramentas e Programas para Televisão Interativa, Período: 2002 – 2005
4. GT VD – Grupo de Trabalho de Vídeo Digital Período: 2002-2004
5. HiTV - Desenvolvimento de Hardware e Software para Televisão Digital de Alta Definição, Período: 2003 - 2006
6. BLNET - Serviço de Acesso em Banda Larga à Internet Utilizando a Plataforma de TV Digital Interativa, Período: 2004 - 2004
7. GIGAPCV - Engenharia de Serviços e Aplicações com QoS: Produção Cooperativa de Vídeo, Período: 2004 - Atual
8. GIGAVR - Realidade Virtual Imersiva e Distribuída sobre Redes de Altíssima Velocidade, Período: 2004 - Atual
9. EDULIVRE - Tecnologias Educacionais Criativas Livres, Período: 2004 - 2007
10. Ação Comunicativa: bases filosóficas, sociológicas e cognitivas, Período: 2004 - Atual 11. FlexTV - Desenvolvimento de Middleware para o Sistema Brasileiro de Televisão Digital,
Período: 2005 - 2006
12. MAESTRO - Autoria, Produção e Formatação de Documentos Hipermídia para TV Digital Interativa, Período: 2005 - 2006
13. DMMBT - Digital Multimedia Multicasting Broadcasting Terrestrial, Período: 2005 - 2006 14. IDSTV - Inclusão Digital através de Serviços de Saúde na TVDI, Período: 2005 - 2006 15. GT AR - Grupo de Trabalho de Armazenamento em Rede, Período: 2005 - 2006 16. GT VR - Grupo de Trabalho de Visualização Remota, Período: 2005 – 2006 17. GT TV Digital, Período: 2005 a 2007
18. GT Gerência de Vídeo (Primeira fase), Período: 2005 a 2006 19. GT Gerência de Vídeo (Segunda fase), Período: 2006 a 2007
20. Ginga Middleware para o Sistema Brasileiro de TV Digital, Período: 2006 - Atual 21. LMUX - Desenvolvimento de um Multiplexador iSDTV, Período: 2006 - 2007 22. RITU Rede de Intercâmbios das TV Universitárias da ABTU, Período: 2006 - 2007 23. ALPGinga - Avaliação do Middleware Ginga, Período: 2007 - 2008
24. BEACON - Brazilian European Consortium for DTT Services, Período: 2007 - 2009
25. RUCA - Avaliação da Rede em Malha do Projeto Um Computador por Aluno, Período: 2007 - 2007
2.1.
Políticas e Normas
Para levantar e propor uma melhor estruturação da rede já existente no laboratório é imprescindível conhecer a estrutura organizacional e departamental do laboratório, para isso foi feito um estudo do organograma do laboratório. O LAVID está organizado de acordo com o seguinte organograma:
Figura 1: Organograma do LAVID
2.2.
Cronograma
Quadro 1: Cronograma Identificação das necessidades do cliente e analise
de requisitos Elaboração da Proposta Execução do Projeto Testes
Inicio 01/04 11/04 21/04 11/06
Fim 10/04 20/04 10/06 30/06
2.3.
Serviços e Aplicativos
Detalhamento de todos os aplicativos utilizados atualmente no laboratório e as possíveis reestruturações.
Clientes utilizados no setor administrativo, as licenças necessárias já foram adquiridas previamente, e não constam portanto no orçamento do projeto .
Quadro 2: Aplicativos Clientes (Desktops)
Nome do Aplicativo Tipo do Aplicativo Novo(s/n)
Nível de
Importância Comentários
Microsoft Windows XP
Professional Sistema Operacional N 1 Proprietário
Microsoft Word 2007 Editor de Texto N 1 Proprietário
Microsoft Excel 2007 Editor de Planilhas N 1 Proprietário
Microsoft PowerPoint Editor de Apresentações N 1 Proprietário
Adobe Reader 8 Visualizador de PDF N 2 Não Proprietário
Mozilla Firefox Navegador Web N 1 Não Proprietário
2.3.2.
Cliente (Laboratórios)
Máquinas a serem utilizadas no setor gerencial e administrativo no laboratório de desenvolvimento e testes.
Quadro 3: Aplicativos Clientes (Laboratórios)
Nome do Aplicativo Tipo do Aplicativo Novo(s/n) Nível de Importância Comentários
Adobe Reader 8 Visualizador de PDF S 2
Não Proprietário
WinRAR Compactador de Arquivos S 2 Proprietário
Nero Suíte Criação de CD/DVD S 3 Proprietário
Ubuntu 7.10 Sistema Operacional S 1
Não Proprietário OpenOffice 2.0 Pacote Office(editor,planilhas,apresentação) S 1
Não Proprietário
Envince Visualizador de PDF S 2
Não Proprietário
Mozilla Firefox Navegador Web S 1
Não Proprietário
NetBeans Ambiente de Programação S 2
Não Proprietário
2.3.3.
Administração da Rede
Serviços de rede usados no LAVID e software aplicativos utilizados no gerenciamento e desenvolvimento dos projetos do laboratório.
Quadro 4: Serviços de rede e Softwares de gerenciamento de projetos
Nome do Aplicativo Tipo do Aplicativo Novo(s/n)
Nível de
Importância Comentários
Debian Etch 4.0 Sistema Operacional S 1 Não-proprietário
Apache 2 Servidor Web S 1 Não-proprietário
FTP Transferência de Arquivos S 1 Não-proprietário
SSH Acesso Remoto S 1 Não-proprietário
DNS Servidor de Nomes S 1 Não-proprietário
Postfix Servidor de e-mail S 1 Não-proprietário
Samba Servidor de Arquivos S 1 Não-proprietário
IPTables Filtro de Pacotes S 1 Não-proprietário
Mysql Banco de dados S 1 Não-proprietário
Subversion (SVN) Controle de versão S 2 Não-proprietário
DotProject Gerenciamento de Projetos S 2 Não-proprietário
Trac Gerenciamento de Projetos 2 Não-proprietário
DokuWiki
Gerenciamento de Projetos e
Artigos 1 Não-proprietário
2.3.4.
Estrutura atual da rede
A rede do LAVID esta inserida dentro da rede universitária da UFPB, conforme estrutura lógica apresentada na Figura 1.
Figura 2: Disposição de rede da UFPB
2.3.5.
Estrutura Lógica
A estrutura lógica do LAVID esta dividida de forma ineficiente, já que servidores e estações de trabalhos compartilham a mesma camada, conforme ilustrado na Figura 2.
Figura 3: Estrutura Lógica Atual do LAVID
2.3.6.
Estrutura Física
O LAVID possui 30 postos de trabalho equipados com computadores pessoais e um conjunto de servidores de serviços básicos de rede, servidores de aplicações e servidores de vídeo interligados por uma rede Ethernet. Além da conexão com o backbone nacional da RNP através da rede do campus I da UFPB, as dependências do laboratório também estão interligadas ao
head-end da BigTV (concessionário de televisão a cabo da cidade de João Pessoa PB) através de um enlace de fibra ótica Gigabit Ethernet. Esta ligação viabilizou o uso de um canal digital experimental na rede da BigTV para realização de experimentos de transmissão de programas HDTV e programas interativos na cidade de João Pessoa.
O laboratório possui ainda uma plataforma de transmissão DVB e ATSC constituída de câmeras e VTs digitais HDTV e SDTV, monitores de vídeo e televisores HDTV e SDTV, codificadores MPEG-2 SDTV e HDTV, Gerador de Carrossel DSMCC, Encapsulador de datagramas IP em fluxo MPEG-TS, Multiplexador MPEG-2 TS e modulador QAM. Adicionalmente, possui set-top boxes comerciais com implementações de vários tipos de middlewares para TV Digital e que são utilizados para testes dos conteúdos e aplicações para TV Digital, transmitidos a partir da plataforma de transmissão. Também possui placas de sintonização de TV Digital nos padrões DVB e ATSC que são utilizadas para a exibição de vídeos e execução de aplicações em computadores do tipo PC.
Em suas instalações, o LAVID dispõe de uma estrutura de rede composta por um rack, onde ficam concentrados alguns equipamentos ativos e passivos, tais como path panels, switches e outros equipamentos específicos para aplicações de vídeo, como multiplexadores e geradores de fluxos de vídeo. A Figura 3 exibi a organização e disposição de maquinas e equipamentos dentro do LAVID.
Figura 4: Layout do LAVID
Apesar de adotar alguns recursos de cabeamento estruturado, as instalações físicas do LAVID não seguem os padrões técnicos especificados nas normas de cabeamento estruturado, necessitando assim de melhorias.
Os computadores estão dispostos em bancadas de madeira, sendo conectados a rede através do uso de cabos UTP CAT-5e, que saem direto das maquinas até 2 patch panels de 24 portas localizado no rack, que posteriormente tem suas portas interligadas aos switches através do uso de patch cables. Os cabos UTP da rede estão distribuídos até as bancadas através do uso de eletrodutos (Figura 4), e posteriormente chegam até as maquinas por dentro da própria estrutura da bancada de madeira, conforme pode ser visto na Figura 5. Um dos problemas que pode ser constatado neste caso é a não utilização de caixa contendo conectores RJ-45 fêmea, o que limita o uso computadores e equipamentos de telefonia extras que porventura necessitem
ser adicionados a rede, já que só existe especificamente um cabo UTP para cada maquina já existente na bancada.
Figura 5: Eletrodutos de passagem do cabeamento da rede.
Figura 6: Cabo UTP saindo direto da maquina e entrando na bancada.
Já no que se refere à estrutura do rack, a não utilização de dispositivos para organização e identificação dos cabos, bem como a adoção de apenas um tipo de cor de cabo para todos os tipos de conexão entre equipamentos, torna a estrutura dentro do rack desorganizada, dificultando a operacionalidade e manutenção da rede. Esse fator se torna crítico em casos de problemas que necessitam de solução em um curto prazo de tempo, pois acaba demandando um maior esforço e tempo para realização de manutenções que poderiam ter sido realizadas rapidamente, caso o cabeamento estivesse devidamente identificado e organizado. A Figura 6 apresenta a organização e estrutura do rack. A necessidade de uma rede sem-fio também é observada já que existem muitos usuários com notebooks.
Figura 7: Distribuição de cabos sem organização ou identificação no rack.
2.3.7.
Servidores e Estações
O LAVID dispõe de dos seguintes servidores e estações de trabalho.
Quadro 5: Servidores e Estações de trabalho existentes no LAVID
Tipo Marca Qtde Configuração
Se rv id o re s
Dell 1 Processadores XEON 3.0GHz/2MB Cache, Memória 2GB DDR2 400MHZ, Placas de rede gigabit, 6 discos rígidos 73GB
HP 1 Processadores Pentium 4 3.0GHz/2MB Cache, Memória 1GB DDR2 533MHZ, Placas de rede 10/100, HD 500Gb.
Genérico 2 Processadores Pentium 4 3.0GHz/2MB Cache, Memória 512MB DDR2 533MHz, Placas de rede 10/100, HD 120Gb. Es ta çõ e s Dell 4
Processadores Pentium 4 1.8GHz/2MB Cache, Memória 512MB DDR2 400MHz, Placas de rede 10/100, HD 80Gb.
Genérico 30 Processadores Intel Celeron ou Atlon , Memórias de 256 a 1GB, Placas de rede 10/100, HD 40 a 120GB.
2.4.
Tratamento das Necessidades do Cliente
Trataremos nesse tópico, de maneira clara e objetiva, os requisitos do cliente, tomando como base as necessidades do mesmo, com base nas aplicações de dados utilizadas, e nos requisitos de disponibilidade, escalabilidade, desempenho e segurança da rede que se farão necessários para uso. Ao final, será apresentado uma pequena conclusão, baseado no custo e benefício.
Sob o ponto de vista da disponibilidade, a falta de redundância, principalmente por parte dos Switches e do Servidor de Arquivo, que nesse caso atua como repositório de informações referentes ao projetos desenvolvidos do laboratório, é um dos problemas que visam ser tratados com a implementação desse projeto de redes.
No caso específico do servidor de arquivos, é imprescindível garantir o aumento da disponibilidade do mesmo, já que existem projetos já em andamento que visam realizar o compartilhamento de códigos de projetos open source, de maneira que um servidor se torne um repositório de conteúdo de grande porte, onde usuários e grupos de pesquisas distribuídos geograficamente por todo país poderão realizar downloads e uploads de arquivos para este repositório, através do uso da Internet.
A proposta deste projeto abordará a criação de um servidor de arquivos redundante, assim como também de uma estrutura de suporte de energia composta por no-breaks, que garantam o funcionamento dos equipamentos de rede ativos, como switches e o roteador, além do próprio servidor de arquivos, em caso de falta de energia – problema corrente na UFPB.
2.4.2.
Solução
Após avaliar todos os serviços existentes na empresa, selecionamos os itens de hardware que melhor se adéquam ao cenário que será proposto mais adiante.
2.4.3.
Dispositivos de Rede
1 Roteador Cisco 2811 com 2 portas Fast Ethernet e suporte fonte redundante
externa, com memória Flash de 64MB expansível até 256MB e memória DRAM de 256MB expansível até 760MB (em 2 Slots), para interligação da rede do LAVID com os demais departamentos da UFPB, assim como também com a Internet.
2 1 Switch CISCO WS-2960G-24TC-L com 24 portas 10/100/1000 e 04 portas combo Gigabit Ethernet de uplink, gerenciável e que permite agregação de fonte redundante, ligando os servidores e as estações que irão compor a rede Gigabit Ethernet, e também permitido a ligação a outros 2 switches Cisco, da camada inferior, através do uso de cabeamento UTP categoria 6, separado da rede elétrica.
3 2 Switches CISCO WS-C2960-24TT-L com 24 portas 10/100 para conexão das
estações de trabalhos comuns e 02 portas 10/100/1000 de uplink para interligação com o switche da camada superior interligadas através de cabos UPT categoria 6. O restante da rede será interligada com cabos UTP categoria 5e.
4 1 Fonte de Alimentação DC Cisco Redundante RPS-675 para alimentação do
switch 2960G-24TC-L, em caso de falta de energia, para manter disponibilidade do acesso aos servidores.
5 1 Cabo Cisco CAB-RPS-1614 para alimentação dos switches através da fonte DC
6 50 conectores RJ-45 fêmea categoria 5e mais 14 conectores categoria 6. Para o cabeamento pedimos um total de 820 metros de cabos UTP categoria 5e e 85 metros de cabos UTP categoria 6.
7 14 placas de rede Gigabit Ethernet para instalação nos computadores e servidores que estarão conectados a rede Gigabit.
8 Um total de 60 patch cable de 1,5 metros categoria 5e, 30 patch cable de 1,5
metros categoria 6, 2 patch cable de 2,5 metros categoria 6.
9 2 patch paneis de 25 portas categoria 5e.
2.4.4.
Recursos de telefonia e de computadores
Por se tratar de ambiente de pesquisas, o LAVID não necessita de grandes recursos, no que se refere ao uso de linhas telefônicas. Em sua instalações atuais, o laboratório faz uso de apenas 3 ramais telefônicos, pertencentes a central telefônica do Departamento de Informática (DI) da UFPB. Entretanto, visando uma futura ampliação do laboratório, o projeto aqui descrito, por ser feito de forma estruturada, já contemplará o suporte a esse tipo de necessidade.
No que se refere às estações de trabalho (computadores), o laboratório necessita de um grande número de maquinas, se comparado a quantidade de colaboradores que trabalham no ambiente, já que para realização de alguns testes das aplicações, um mesmo colaborador pode fazer uso da mais de um computador simultaneamente.
Além dos pontos de conexão físicos para acesso a rede de computadores, o LAVID também necessita de um meio de conexão para computadores através de rede sem fio Wireless, já que boa parte de seus pesquisadores utilizam notebooks com suporte a esse tipo de tecnologia, permitindo mobilidade das maquinas dentro do ambiente de trabalho.
3.
PROJETO LÓGICO DA REDE
Para a especificação do projeto lógico, foi elaborado um estudo com base no crescimento dos últimos 4 anos de existência do laboratório, prevendo portanto, um crescimento da rede em até 80% na quantidade de maquinas, fazendo apenas pequenas reestruturações ou acréscimos da estrutura aqui já proposta, para os próximos 3 anos.
Como a UFPB possui um endereço completo classe B, não será necessário fazer uso de NAT ou PAT na rede do LAVID, já que existe uma grande quantidade de IPs disponíveis. Portanto, continuará sendo adotado o uso de endereços IP públicos classe C para todas as estações e servidores existentes na rede. O endereço de rede adotado1 será 150.132.XXX.0, sendo
150.132.XXX.1 o endereço da maquina que servirá de roteador, e do 150.132.XXX.2 ao 150.132.XXX.150 serão IPs fixos destinados a atribuição a servidores e estações de trabalho
1 Não serão fornecidos neste trabalho os endereços IP reais completos adotados no Lavid, por questões de segurança, solicitado pelo administrador de rede do laboratório. E por isso a descrição dos IPs esta sendo
com sistema operacional Linux, e do 150.132.XXX.151 - 150.132.0.254 que serão destinados a atribuição via DHCP. A justificativa dessa escolha faz-se necessário por atender a demanda de IP’s em uma margem de 10 anos. Essas especificações estão ilustradas na tabela a seguir:
Ano Quantidade de Estações/IP’s Estimativa em Anos
2004 8 0 (ano inicial)
2008 35 4 (ano base)
2018 105 15 estimativa)
Tabela 1 – Estimativa de utilização de IP’s.
3.1.
Nomenclatura
3.1.1.
Nomenclatura dos Hosts
O LAVID tem uma solução para resolução de nomes, através de dois servidores DNS
(Domain Name System), de modo que a base de dados fique distribuída nos dois
servidores. Um domínio criado para o LAVID, com a seguinte denominação,
lavid.ufpb.br. As regras para a nomenclatura para os dispositivos são nomes de bebidas
alcoólicas em geral, por exemplo:
Uísque, vinho, cachaça, pitu, caipirosca, etc.
3.2.
Estrutura lógica Proposta
A estrutura lógica da rede será dividida em 3 camadas, conforme Figura 7. Esta divisão foi realizada com o intuito de projetar um ambiente de rede de fácil manutenção, separando os servidores e estações da rede Gigabit das demais estações de trabalhos comuns que utilizam Fast Ethernet. Foi deixada algumas portas do switch Gigabit livres para futuras expansão da rede, tanto através do acréscimo de novos servidores ou estações com placas de rede Gigabit, como de novos switches da camada 2 ligados em cascata.A camada 3 é composta pelas estações de trabalho, os serviços utilizados pelos equipamentos desta, trafegam os dados de no máximo 100 Mbps.
Na camada 2 temos os servidores da rede, que estarão respondendo solicitações de todas as estações, portanto para esta camada propõem-se uma configuração lógica de rede mais robusta, para a mesma estaremos utilizando um switch com portas de 1Gb full-duplex, para atender as requisições das maquinas descritas no cenário proposto, alem de possibilitar a criação de rede com estações de trabalho Gigabit Ethernet. Também foi proposto a utilização de uma fonte redundante DC da Cisco, para garantir que mesmo durante a falta de energia, os equipamentos de suporte ao núcleo da rede Gigabit, assim como também o roteador, continuem funcionando normalmente, sem prejudicar os acessos aos servidores e garantindo uma maior disponibilidade dos mesmos.
Figura 8: Estrutura Lógica Proposta.
Para a camada 3 propõem-se um roteador da Cisco 2811 que fará a ligação da rede do LAVID com os demais departamentos da UFPB, assim como também com a Internet. Este tipo de equipamento possui capacidade de gerenciamento para configurar monitorar e solucionar problemas remotamente adequando-se a estrutura de rede, assim como também possui slots para expansão de recursos, como por exemplo de memória.
Equipamentos Fabricante Especificação Modelo Preço (R$)
Switch Cisco 24x10/100/1000-04x(1000BaseT/SFP) WS-2960G-24TC-L 2.797,00 Switch Cisco 24x10/100-2x10/100/1000 WS-C2960-24TT-L 3612,00
Roteador Cisco Ethernet /10/100 2811 9.414,42
Tabela 2 – Roteadores Propostos
4.
PROJETO FÍSICO DA REDE
No projeto físico, temos como meios de transmissão a serem utilizados os cabos par-transado categoria 5e para os terminais e impressora, e categoria 6 para os servidores e terminais da rede Gigabit Ethernet.
A localização dos rack permanecerá no mesmo local onde já se encontra instalado, definido com base no posicionamento da sala (central, com redução de custo no cabeamento), sendo necessário apenas a adequação do sistema de refrigeração da sala, já que a mesma apresenta infiltrações e um alto grau de umidade, devido a má qualidade do condicionamento do ar. A maior parte do cabeamento continuará sendo realizado através do uso de eletrodutos externos fixados a parede com o uso abraçadeiras específicas para essa finalidade, chegando até as bancadas onde estão localizados os computadores. Nas bancadas, o cabeamento irá passar pelos compartimentos já existentes na mesma, criados especificamente para essa finalidade. As soluções de cabeamento através do uso de piso elevado ou esteiras suspensas no teto não foram abordadas, pois elevariam muito o custo do projeto.
Para o cenário sugerido no projeto, propomos uma rede Gigabit Ethernet para os servidores e para o cascateamento entre os switches, assim como também para o uso de 10 estações de trabalho onde serão realizados os testes de aplicações de vídeo que necessitam de alta taxas de transmissão de dados. Para as demais estações de trabalho, será adotado o uso de rede Fast Ethernet.
4.1.
Especificação da montagem dos racks
O rack adotado na nova estrutura proposta neste projeto será o mesmo já existente no LAVID, sendo necessário apenas a reorganização dos equipamentos e dispositivos que serão alocados no mesmo. Na Figura 8, é apresentado como deverá ser organizado o rack.
Figura 9: Montagem do rack.
4.2.
Definição das tecnologias da camada de enlace
No desenho da estrutura do LAVID serão utilizadas tanto a tecnologias Fast Ethernet para as estações de trabalho, como também a Gigabit Ethernet para uma outra parte especifica da rede, destinada a teste com aplicações de vídeo em alta velocidade. Com esses padrões, as máquinas irão se comunicar com velocidade de 100 Mbps na rede Fast Ethernet e a 1000Mpbs da rede Gigabit Ethernet. Os link de interligação dos switches Fast Ethernet com o switch Gigabit Ethernet será feita através de portas de 1Gb, garantindo um bom fluxo de dados das estações Fast Ethernet com os servidores. O acesso a Internet será feito através da própria rede da UFPB, que possui um link total de 155Mbps de acesso ao Pop-PB – localizado na cidade de campina grande, conforme ilustrado no início desse trabalho, na Figura 1.
4.3.
Wireless
O LAViD também terá uma solução para redes sem fio (wireless), de modo que todas as partes do laboratório tenha cobertura sem-fio. Algumas características da rede sem fio no LAViD serão:
O padrão a ser utilizado será o 802.11b, visto que é um padrão compatível com a maioria dos equipamentos com esta tecnologia.
Utilização de 6 Acess-Point, cobrindo toda a área do LAViD; Autenticação independente para a rede sem fio;
Cada usuário que desejar utilizar a rede sem fio deverá entrar em contato com o NTI do LAViD;
Abaixo temos uma tabela de localização dos Acess-Points que formarão a rede sem fio da instituição.
Quadro 6 – Localização dos Acess-Points
Modelo Localização
Link-Sys WAP54G NTI (interno do LAVID)
4.4.
Câmeras
O LAVID possui uma solução de câmeras de segurança, visto que a comunicação com as câmeras será via endereço IP. A localização das câmeras seguirá a tabela abaixo:
Quadro 7 – Localização das câmeras
Modelo Localização
TRENDnet TV-IP100 Entrada Portão Principal
TRENDnet TV-IP100 Corredor
TRENDnet TV-IP100 Sala do Professor Guido
TRENDnet TV-IP100 Laboratório 1
TRENDnet TV-IP100 Laboratório 2 (testes)
TRENDnet TV-IP100 NTI (interno do LAViD)
TRENDnet TV-IP100 Laboratório de Testes
Algumas características das câmeras IP são: Suporte a ActiveX e a JAVA;
Permite acesso remoto via browser; Ethernet/Fast Ethernet 10/100 Mbps;
Protocolos: HTTP, FTP, TCP/IP, UDP, ARP, ICMP, DHCP; Aplicativo IP view;
5.
TESTES DA REDE
O LAViD contará com uma fase de testes que serão realizados durante e após a
implantação da rede. Abaixo existe uma descrição dos testes que serão realizados.
5.1.
Testes dos Servidores
Nesta etapa os servidores passarão por diversos tipos de testes, os testes serão realizados e em tempo real, dentro do ambiente de produção, pra que sejam tomadas conclusões reais. Abaixo temos a descrição dos testes para cada serviço específico.
WEB: Testar o acesso interno e externo aos sites disponíveis na instituição;
LDAP: Testas a autenticação dos usuários.
DNS: Testar a resolução direta e inversa de nomes. Verificar através de “ping” a resolução do domínio da instituição;
BACKUP: Testar a integridade dos arquivos de backup;
VPN: Testar a comunicação criptografada com a Sede do CEFET-PB; ARQUIVOS: Testar as cotas do servidor de arquivos;
FIREWALL: Testar as regras de firewall, tentando “burlar” o mesmo; SSH: Testar o acesso remoto seguro;
FTP: Testar a transferência e disponibilidade de arquivos;
5.2.
Testes das estações
Os testes realizados nas estações devem ser feitos levando em conta seu
hardware e software. Abaixo temos uma lista de testes que deverão ser executados nas
estações de trabalho e os desktops dos laboratórios.
Testar a inicialização dos sistemas operacionais;
Testar o recebimento de endereçamento IP;
Testar o acesso a rede interna e externa, a partir das estações;
Testar o domínio que está configurado;
Testar os softwares que contém nível de importância 1, descritos no inicio deste
documento.
5.3.
Testes do pós-implementação
Os testes realizados após a implementação da rede serão realizados por uma
empresa de consultoria, a fim de que possam ser testadas novas situações não
previstas pela equipe do NTI. Testes com a carga máxima de trafego suportado na rede
deverão ser implementados, simulação de ataques também deverão ser
implementados.
6.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com a execução deste projeto teremos uma rede que trabalha com alta qualidade de serviço e disponibilidade, otimizando ao máximo todos os recursos necessários (dentro dos padrões do laboratório), de maneira que atenda as necessidades informadas pelo cliente.
Um outro ponto que podemos destacar nesse projeto é que o mesmo, por ter sido feito de forma planejada, prevê a expansão da rede, garantindo a fácil adaptação da mesma em caso de crescimentos futuros da quantidade de estações e servidores no laboratório.
O aumento do link de transmissão em alguns pontos veio de forma a facilitar os testes de transmissão de conteúdo multimídia multiplexado (áudio, vídeo e aplicações) realizados diariamente no laboratório.
