convergência e interoperabilidade

Convergênciae Interoperabilidade

Eduardo Ruiz Ferreira – 12.107.359-7 Ivan Augusto Yuri Rodarte – 12.108357-0Rafael P. C. Queralt – 12.108.004-8 Renan Oliveira Sardim – 12.108.394-3

Professor Mateus T. S. Cozer

FEI – Departamento de Engenharia da Produção – Sistemas de Informação – NPA810

Convergência e Interoperabilidade NPA81018/08/12

1. Historia da tecnologia: computadores e Internet

2. Tecnologias do Ciberespaço3. Tecnologias de Rede4. Infraestrutura da Informação5. IPTV e Mobile6. Interoperabilidade e Convergência

Agenda


John Dewey – Filosofo Norte Americano

Tecnologia

“Every Great Advance in science had issued from a new audacity of imagination”


Computadores

Antepassados dos Computadores Computadores digitais

• Maquinas programáveis que não armazenam dados

Relógio Astronômico de Al-Jazari – 1206

Tear automatizado de Jacquards – 1801

• Inicio da Era Digital

ENIAC: uso de circuitos eletrônicos – 1946

Mainframes

Lei de Moore Avanço tecnológico

• “The number of transistors on integrated circuits doubles approximately every two years.” (Gordon Moore)

• Avanços tecnológicos de hardware: computadores menores, mais rápidos, mais baratos e menos consumidores de energia.

• Ascensão do Pessoal Computer e dos dispositivos móveis

http://www.computerhistory.org/ Acesso em 09/08/12


http://www.intel.com (acesso em 13/08/12)


• Dispositivos conectados entre si para compartilhar recursos físicos ou lógicos

Início da Internet – Redes

(Tanenbaum, A. S.: Redes de Computadores)


Manuel Castells, sociólogo espanhol

Internet – História

“[A internet surge] da encruzilhada insólita entre a Ciência, a investigação militar e a cultura libertária”



Anos 60 Anos 70

• Memex – “As we may Think” Vanelar Bush (1945)

• Contexto Guerra Fria

• Arpanet (ARPA/DARPA) – primeiros nós da Rede (Universidades Norte Americanas)

• Conceito “Rede de Redes”

• Protocolos de comunicação de dados (TCP/IP)

• Mainframes

• Hipertexto

Anos 80 Anos 90

• Expansão de redes (Backbones)

• Movimentos de “fonte aberta”

• PCs ganham espaço

• Tim Berners-Lee cria a World Wide Web

• Marc Andressen cria o Mosaic/Netscape

• Internet privatizada, surgem as Internet Service Provider (ISP)

(Castells M.: The Internet Galaxy)


• Século 21• Internet moldada pelo uso,

intrínseca a sociedade global

• WEB 1.0>2.0.>3.0

• Cultura da Internet em 4 camadas:– Cultura Tecnomeritocrática– Cultura Hacker– Cultura Comunitária virtual– Cultura Empresarial




Culturas da Internet

Cultura Tecnomeritocrática Cultura Hacker• Voltada para projetos tecnológicos

• Big Science

• Berço da Internet

• Ligada a Criatividade e Genialidade. A Produção pelo prazer

• Desenvolvimento de ideias ligadas a sociedade



Culturas da Internet

Cultura Comunitária virtual Cultura Empresarial • Acrescenta uma dimensão social ao

compartilhamento tecnológico.• Compreende a maior parte de usuários

da internet

• Transforma a tecnologia em forma de ganhar dinheiro

• Empreendedorismo• Globalização de mercados / Internet

como fator crucial para crescimento econômico



W3C

http://www.w3c.org (acesso em 15/08/12)


Jorge Henrique Cabral Fernandes

Ciberespaço

“Ciberespaço é o espaço mediador da convivência digital entre seres humanos, em criação a partir da disseminação e evolução da Internet e da Web no seio da sociedade”


Ciberespaço – TIC

Camada Função

Camada 6 Consumo final

Camada 5 Conteúdo, aplicações e serviços

Camada 4 Navegação, busca e plataformas de inovação

Camada 3 Conectividade – interface TCP/IP

Camada 2 Operação de rede

Camada 1 Elementos de rede


• INTERNET e a World Wide Web“A Internet é uma rede de sistemas heterogêneos, interligados através de uma família de protocolos básica e comum a todos, chamada TCP/IP”Jorge Henrique Cabral Fernandes

• Elementos que definem a WWW- Clientes e Servidores Web;- URL;- HTML;- HTTP;- CGI;- Formulários HTML.

Ciberespaço

(Fernandes J. H. C.: Ciberespaço: Modelos, Tecnologias, Aplicações e Perspectivas)


• Internet Conglomerado de redes locais espalhadas pelo mundo, o que torna possível e

interligação entre os computadores utilizando o protocolo TCP/IP.

• Usuários

Ciberespaço – Internet

World RegionsInternet Users Internet Users Growth

Dec. 31, 2000 Latest Data 2000-2011

Africa 4,514,400 139,875,242 2,988.4 %

Asia 114,304,000 1,016,799,076 789.6 %

Europe 105,096,093 500,723,686 376.4 %

Middle East 3,284,800 77,020,995 2,244.8 %

North America

108,096,800 273,067,546 152.6 %

Latin America / Carib.

18,068,919 235,819,740 1,205.1 %

Oceania / Australia

7,620,480 23,927,457 214.0 %

WORLD TOTAL

360,985,492 2,267,233,742 528.1 %


http://www.internetworldstats.com/stats1.htm












http://www.internetworldstats.com/list2.htm

http://www.internetworldstats.com/list2.htm


• Refere-se a um conjunto de regras que regem as comunicações e constituem a linguagem dos computadores.

• Dois dispositivos de uma rede precisam entender o mesmo protocolo para poder se comunicar.

Ciberespaço – Protocolos



TCP/IP e OSI

• Desenvolvidos para uniformizar os padrões e modelos adotados pelos protocolos de rede.

• São definidas camadas numeradas e cada uma ilustra uma função particular da rede, estipulando níveis hierárquicos e funcionais entre as mesmas.

• OSI (Open Systems Interconnection): Proposta da ISO. Utiliza 7 camadas de rede

• TCP/IP (Transmission Control Protocol)/(Internet Protocol): Criado pelo DARPA, protocolo de rede mais difundido do mundo. – TCP: Transporte– IP: Transmissão

Ciberespaço



Ciberespaço – Camadas modelo OSI

Camada 7 – Aplicação

• Essa camada faz a interface entre o protocolo de comunicação e o aplicativo que pediu ou receberá informações




Camada 5 – SessãoCamada 6 – Apresentação

• Define como as conexões são estabelecidas e desfeitas e como os dados são trocados na rede, facilitando a comunicação entre fornecedores e solicitantes de serviços.

• Ajuda as camadas superiores a identificar e se conectar aos serviços disponíveis na rede.

• Converte o formato do dado recebido da camada de Aplicação em um entendido pelo protocolo.

• Para aumentar a segurança pode-se utilizar criptografia para que eles só sejam decodificados na camada 6 do receptor.




Camada 3 – Rede Camada 4 – Transporte

• A camada de rede define a rota e o processo pelo qual os dados se movem pela rede.

• É a camada em que a rede decide como realizará certas funções de gerenciamento.

• É a camada que faz a ligação entre as camadas de alto nível (7,6,5) e as de baixo nível (1,2,3)

• Organiza mensagens de nível mais alto em pacotes e entrega-os à camada de Rede no transmissor

• No receptor, a camada Transporte remonta os pacotes recebidos pela camada de Rede e os envia para a camada de Sessão.

• Ao receber o pacote com sucesso, pode enviar sinal de Acknowledge ao transmissor .




Camada 1 – FísicoCamada 2 - Link de Dados• Esta camada é responsável por transformar os

frames da camada 2 e converter em sinais compatíveis com o meio

• Estes sinais podem ser elétricos ou sinais luminosos

• Organizar os bits da camada física em grupos lógicos de informações chamados frames

• Adiciona informações de Origem e Destino, como a placa de rede que vai receber essa informação, além de dados de controle

• O padrão IEEE( Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802 que divide esta camada em 2 sub-partes LLC e MAC

• O MAC (Media Access Control) é responsável por prover o endereço das placas de destino e origem, que uma vez padronidazas são unicos

• O LLC (Logical Link Control) possibilita a utilização de vários tipos de protocolos



Ciberespaço – Camadas TCP / IP




Camada – TransporteCamada - Aplicação

• Equivalente a camada de transporte do modelo OSI

• Transforma a informação em pacotes para enviar a camada de Internet

• Utiliza um esquema de multiplexação, onde é possível transmitir os dados de diversas aplicações “simultaneamente”, utilizando o conceito do endereçamento através das portas

• Outro protocolo operante nesta camada é o UDP (User Datagram Protocol), tipicamente utilizado para informações de controle

• É a junção das camadas 5,6 e 7 do modelo OSI e faz a comunicação entre os aplicativos e o protocolo de transporte

• Dentro desta camada, outros protocolos operam, como HTTP, SMTP, FTP, SNMP o DNS e o Telnet. Sendo cada um deles específico para uma atividade

• A camada de aplicação se comunica com a camada de transporte através de portas




Camada – Rede/Física

Camada - Internet

• Equivalente as camadas 1 e 2 do modelo OSI

• Semelhante a camada 3 do modelo OSI• Dentro desta camada, outros protocolos operam além do IP, como ICMP, ARP e RARP. • Recebe os pacotes de dados, datagramas, da camada TCP e adiciona ao datagrama as informações de

caminho e rotas que ele deverá percorrer.• Essas informações de caminho utilizam o enderaçamento de IP que da ao computador na rede um

endereço de 32 bits separado de 8 em 8 ex: 192.168.0.1• O endereço de IP precisa ser único, para que as informações cheguem ao destino correto.• Para obter um endereço de IP , o computador ou a rede precisam estar conectados a um

Backbone(estrutura básica da internet) ou a uma rede conectada a um Backbone



Ciberespaço – Tecnologias

URL (Universal Resource Locator) HTML (Hypertext Markup Language)• É o endereço universal que serve para localizar recursos

na Web.• Um URL é composto segundo o formato:• <protocolo>://<máquina>[:<porta>]/<endereço-local>• Exemplo: http://www.google.com.br• O sistema DNS(Domain Name System), é responsávelpor encontrar os sites nos diversos servidores

• Linguagem de descrição de hipermídias

• Descreve a estrutura de documentos compostos por mídias como texto, imagens e sons.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) CGI (Common Gateway Interface)• Utilizado na transferência de recursos entre servidores e

clientes, baseado no sistema de pedido e resposta.• Permite 2 recursos: - Cache: Cópia dos últimos arquivos acessados em um site para o disco rígido, agilizando futuras visitas e diminuindo o trafego - Proxy: Utilização de uma máquina intermediária como cache, não necessitando que o cliente vá até o servidor buscar dados.

• Extensão da tecnologia Web que possibilita a geração dinâmica de recursos e execução de programa.


(Berners-Lee T.: The World Wide Web: Past, Present and Future)

http://www.google.com.br/


• Intranet

– Espaço restrito a determinado público com compartilhamento seguro de informações

– Servidores locais nas empresas

• Extranet

– Semelhante a Intranet

– Servidores locais nas empresas, com acesso remoto via Internet do conteúdo de qualquer lugar do mundo

– Acesso remoto pode ser feito por VPNs(Virtual Private Networks)

Tecnologias de Rede – Intranet e Extranet



• Redes com fio– Redes Pessoais (PAN)– Redes locais (LAN)– Redes Metropolitanas (MAN)

– Redes Continentais ou Globais (WAN)

• Redes sem fio (Wireless)– Redes Pessoais (WPAN)– Redes locais (WLAN)– Redes Metropolitanas (WMAN)– Redes Continentais ou Globais (WWAN)

Tecnologias de Rede – Classificação



• Redes Ponto-a-Ponto– Utilizada em redes pequenas– Todos os computadores

armazenam arquivos e utilizam aplicações

– Baixo desempenho em redes mais simples

– Baixa segurança– Fácil instalação– Manutenção feita por cada

usuário– Baixo custo– Limitação de distância entre as

estações de trabalho

• Redes Cliente - Servidor– Utilizada em redes grandes– Servidores Específicos para

cada atividade– Alto desempenho– Alta segurança– Melhor organização– Manutenção centralizada– Alto custo

Tecnologias de Rede – Tipos



• Linear– Computadores ligados fisicamente no mesmo

cabo– Baixa Confiabilidade– Rede ocupada quando é utilizada por um micro– Pouco utilizada

• Estrela– Computadores ligados a um dispositivo

concentrador– Logicamente funciona como Linear– Maior flexibilidade– Mais utilizada

• Anel (Ring)– Computadores ligados a um dispositivo

concentrador(Estrela)– Rede funciona logicamente como um Anel

Tecnologias de Rede – Topologia

Tanenbaum, A. S.: Redes de Computadores


• Ethernet

– Divide a informação a ser enviada em Frames– Utiliza o CSMA/CD para definir prioridades (camada 1)– Informações do Protocolo e de dados a ser transmitida (LLC e MAC na camada 2)– Utilizando Switches/Bridges/Roteadores o uso da rede foi otimizado– Suporte a vários protocolos como: TCP/IP, IPX e outros

• Outras Arquiteturas– Token Ring– FDDI– ARPAnet

Tecnologias de Rede – Arquiteturas



• Cabeamentos– Par Trançado– Fibra Óptica

• Equipamentos– Servidores– Modem– Hubs/Switches/Bridges– Roteadores

Tecnologias de Rede – Hardware

Roteador Cisco CRS-13Rack de Servidores HP

Tanenbaum, A. S.: Redes de Computadores


• Wi-Fi (IEEE 802.11)– Para se conectar ao uma Rede Wi-FI, basta estar no seu Hotspot– Transmissão de dados através de ondas eletromagnéticas– Alto consumo de energia e largura de banda– Segurança através de criptografia

• WiMAX (IEEE 802.16)

– Evolução do Wi-Fi com tecnologias mais recentes– Cobertura do sinal de km (Wi-Fi de 100 a 300 metros)– É uma solução para regiões de difícil cabeamento ou a inexistência do mesmo

• Firewall

– Limita a conexão de computadores utilizando as portas de serviço– Protege a rede ou computador contra usuários ou programas indesejados– Pode existir tanto como Hardware ou como Software

Tecnologias de Rede – Wireless/Segurança



Infra-Estrutura da Informação

O design das IIs (Infra-estrutura da Informação) pode ser dividido conforme sua complexidade em : • Competência de TI

• Aplicativos

• Plataformas - Softwares office(MSOffice), - Sistemas operacionais (Windows,Unix)- ERPs ou CRM ou plataformas de desenvolvimento de aplicativos.

• Definição

• II’s

“Sistema compartilhado, aberto(sem limites), heterogêneo e evolutivo que consiste de uma série de Competências de TI e seus usuários, operações e comunidades”. (HANSETH, Ole MONTEIRO, E)

Ole Hanseth

(Hanseth, Ole Monteiro, E. IT Infrastructures)


Infra-Estrutura da Informação

Diferentes usuários com objetivos divergentes

Complexidade Dinamica: -Descoberta; Implementação; Integração; Controle; Coordenação

Crescimento e Evolução da rede de Informação (infraestrutura da Informação

Dificuldades em Transformar informações empíricas em princípios que promovam a

evolução dos IIs.

Problemas

Perda de dinheiro com Investimentos.;

Custos de oportunidade;

Problemas políticos e sociais.

(Hanseth, Ole Monteiro, E. IT Infrastructures)


Infra-Estrutura da Informação Aspectos das Infraestruturas (II’s)

Aspecto 1: As infra-estruturas tem uma função de dar suporte ou habilitar [uma estrutura].

Aspecto 2: Uma infra-estrutura é compartilhada por uma comunidade [de prática].

Aspecto 3: Uma infra-estrutura é aberta

Aspecto 4: As IIs são mais que pura tecnologia, são redes sociotécnicas.

Aspecto 5: As infra-estruturas são conectadas e inter-relacionadas, constituindo ecologias de redes.

A partir de Hanseth e Monteiro (2007) os principais aspectos das infra-estruturas

(Hanseth e Monteiro, 2007. Cap. 3, p. 3)


Infra-Estrutura da Informação• Componentes

• Hardware: A parte Física• Servidores• Desktops/Notebooks• Telefones e Celulares

• Software: A parte lógica• Sistemas Operacionais• Banco de Dados• WEB• ERP

• Rede: O elo da ligação• Links Internet• Rede MPLS• Dark Fiber• Link Satélite• Rede Telefônica

• Pessoas: A parte que pensa• Analista de Suporte• Técnicos de Suporte• Analista de sistemas• Desenvolvedores• Service Desk

(NASCIMENTO, Paulo, IETEC)


Infra-Estrutura da Informação• Data Center

“A building or portion of a building whose primaty function is to house a computer room and its support areas”

ANSI/EIA/TIA 942

• Tendência de IIs• SaaS (Software as a Service)• Green IT• Virtualização• Cloud computing

Fonte: Horowitz, Bem http://bhorowitz.com/2012/02/06/the-future-of-networking/~~V Acesso em 15/08/12


II’s – Cloud Computing - SDN“Software Defined Networking (SDN) is an emerging network architecture where network control is decoupled from forwarding and is directly programmable.” Open Network Fundation, SDN The New Norm for Networks

Motivo• Redes de cloud fracas (ex. Amazon)• Falta de isolamento de tráfego, segurança e outras

funcionalidades

Necessidades• Uma nova plataforma, de forma que o modelo antigo não

pudesse suportar.• Uma nova plataforma capaz de existir e interoperar com a

antiga.

Fonte: Horowitz, Bem http://bhorowitz.com/2012/02/06/the-future-of-networking/~~V Acesso em 15/08/12


II’s – Cloud Computing - SDN

Antes do SDN• Cloud Computing - A arquitetura utilizada foi desenvolvida para entregar “packets” entre dois

hosts estacionários, em uma rede sob controle administrativo unificado. A redes de hoje devem lidar com vários usuários, na qual ela não pode suportar.

• A Virtualização do servidor – Na virtualização moderna todo o tráfego passa por um software antes de entrar na rede Física

SDN - Casado, McKeown e Shenker e a NICIRA NETWORKS

• Rede totalmente virtualizada tornando-a tão flexível como um servidor virtualizado.

• Software de rede dissociado do hardware proprietário, de modo que qualquer empresa pode adicionar qualquer tipo de funcionalidade para a rede, e não apenasas grandes empresas de redes.

• Foi infinitamente escalável utilizando hardware.

Martin Casadohttp://bhorowitz.com/2012/02/06/the-future-of-networking/~~V Acesso em 15/08/12


II’s – Virtualização – SDN e VMware

A VMware

• Lider mundial de em virtualização e infraestrutura de nuvem.

Virtualização“ A virtualização consiste na emulação de ambientes isolados, capazes de rodar diferentes sistemas operacionais dentro de uma mesma máquina, aproveitando ao máximo a capacidade do hardware, que muitas vezes fica ociosa em determinados períodos do dia, da semana ou do mês. “(Duarte, OTTO Trabalho de redes de computadores 1)

“O software da Nicira começa com a virtualização da rede, rompendo a visão lógica de uma rede física. Ele permitirá a criação de dezenas de milhares de redes virtuais isoladas com a facilidade operacional e simplicidade de criar e gerenciar máquinas virtuais. Para os negócios, significa eficiência, flexibilidade e configuração robusta de rede”(Herrod, Steve – CTO VMware Steve)

A aquisição da Nicira pela Vmware

• Objetivo: Transformar o funcionamento da rede na era cloud

http://www.vmware.com/company/news/releases/vmw-nicira-07-23-12.html Acesso em 15/08/12


Infraestrutura da Informação - Anatel

4

52

2000 2012

Banda larga fixaUsuários (em milhões)

0,2

20

2000

2012

Internet Fixa

Usuários (em milhões)

2000 2012

23

256

Linhas de Celular

Usuários (em milhões)

16 1519

26

2000 2005 2008 2012

Investimento do setor Privado

Investimento (em Bilhões de Reais

63%

Total de 216 Bi

Revista Exame, ed 1021


• Internet Protocol Television

"A redefinição da televisão ocorrerá quando as pessoas exigirem estímulos em lugar de vida vegetativa, quando pararem de VER e começarem a USAR seus televisores".(Dick Notebaert, CEO da Ameritech)

• “...(a TV Digital Interativa) torna possível a agregação de elementos de interação aos programas de televisão tornando-os “interativos”. (Fernandes,2004)

IPTV

Set-Top BoxUnidade de Recepção e Decodificação


Arquitetura do Sistema de TVDI

(Introdução à Televisão Digital Interativa: Arquitetura, Protocolos, Padrões e Práticas. FERNANDES, 2004)


Padrões de IPTV (FERNANDES,2004)

GINGA – Brasil (http://www.ginga.org.br/)

DVB – UK, Oceania, Hong KongATSC – EUA, Argentina, Korea

ISDB – Japão, Brasil


Tecnologias de Rede Móveis

http://www.teleco.com.br/pais/celprodw_tri.asp Acesso em 12/08/12


Internet Móvel no Mundo

http://www.ericsson.com/res/docs/2012/traffic_and_market_report_june_2012.pdf

Acesso em 12/08/12


Interoperabilidade

“Habilidade de dois ou mais sistemas (computadores, meios de comunicação, redes, software e outros componentes de tecnologia da informação) de interagir e de intercambiar dados de acordo com um método definido, de forma a obter os resultados esperados.” (ISO)

• A habilidade de dois ou mais sistemas ou elementos trocar informações entre si e usar essas informações que foram trocadas;

• A capacidade de unidades de equipamentos trabalhar juntas para realizar funções úteis;

• A capacidade de equipamentos, geralmente fabricados por vários fornecedores, de trabalharem juntos em rede.

• A habilidade de dois ou mais sistemas ou trocarem informações em uma rede heterogênea

Definição

Características

http://www.governoeletronico.gov.br/acoes-e-projetos/e-ping-padroes-de-interoperabilidade/o-que-e-interoperabilidade/

Acesso em 12/08/12

Convergência e Interoperabilidade NPA81018/08/12http://www.teleco.com.br/pais/celprodw_tri.asp

O Mercado da InteroperabilidadeSistemas

Operacionais e a disputa pelo

mercado

Acesso em 12/08/12


Interoperabilidade e Convergência

Fonte: http://ec.europa.eu/enterprise/archives/e-business-watch/events/documents/4-1_EICTA_Luetteke.pdf;http://conference.ifla.org/past/ifla77/149-bermes-en.pdf

• Convergência― Convergência de redes e serviços (fixo e móvel)

é sobre como combinar cadeias de valor existentes e as suas tradições em novas.

― Interfaces fechadas, não se comunicam― Não colabora para a inovação

• Interoperabilidade― Interface aberta― Facilita a inovação

Acesso em 15/08/12

convergência e interoperabilidade

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