PROJETO DE GERENCIAMENTO DA REDE DE COMUNICAÇÃO DE DADOS DO ALOJAMENTO DOS ALUNOS DE GRADUAÇÃO DO ITA – H8.

Mario Larangeira Junior - IC

Álvaro Augusto Neto - PQ Adalberto Sampaio Santos, Cap. Eng - PQ Adilson Marques da Cunha Prof. Dr. - PQ

RESUMO

Neste projeto propõe-se uma metodologia para gerenciamento das operações da Rede de Comunicação de Dados (RCD) do Alojamento dos Alunos do ITA (H8), tendo em vista otimizar o

seu funcionamento e as tarefas de manutenção, de forma a propiciar aos alunos e usuários, condições de utilização mais confiáveis e eficientes.

O trabalho apresenta um resumo dos problemas encontrados no gerenciamento da rede existente, e propõe um conjunto de medidas técnicas e gerenciais que possibilitem a sua

resolução. Como algumas das deficiências implicam em mudanças estruturais na rede, sugere-se que as medidas necessárias sejam consideradas no projeto da futura rede, que se encontra em

fase final de detalhamento.

Este projeto, composto por cinco alunos, encontra-se inserido num projeto maior envolvendo toda a infra-estrutura da rede do H8. Ele engloba aspectos de hardware, software e gerenciamento, e integra o Plano Diretor Setorial da RCD do H8, um dos Anexos do

Planejamento Estratégico da RCD ITA 2002.

ABSTRACT The objective of this project is to develop a new management methodology to the new Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA Undergraduate Students’ Dormitories (H8) Network - RCD

H8. The implementation of this new procedure intends to provide, students and users, more reliable and efficient operational conditions.

It contains information about the existing management procedure. Moreover, it proposes the use

of specific software to monitor the Data Communication Network.

This work is part of a major project involving a new infra-structure of H8’s Network, composed of four other projects tackling aspects of hardware, software and management. The H8

Project is also part of a larger initiative called RCD ITA 2002 Strategic Planning. 1 INTRODUÇÃO 1.1 RCD H8

O Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA, apresenta uma característica peculiar em relação às demais Instituições de Ensino Superior do País: seus alunos de Graduação podem residir no campus universitário, num alojamento conhecido como H8.

Desde meados de 1996, encontra-se em funcionamento no H8 uma rede, interligando todos os computadores pessoais existentes nos apartamentos dos alunos.

Em 13 de agosto de 1997, essa Rede do H8 foi conectada, pela primeira vez, à Internet, via rede de computadores do ITA, através de um link FAPESP, para fins de Pesquisa e Desenvolvimento.

Para realizar o seu gerenciamento criou-se, na época, uma comissão de alunos denominada Rede CASD.

A RCD-H8 foi dimensionada, inicialmente, para suportar a interconexão de apenas 100 computadores pessoais. Logo nos primeiros 18 meses, no entanto, ultrapassou sua estimativa inicial.

Em junho de 2001, o número total de computadores existentes aproximava-se de 450. Estima-se, no entanto, que esse valor possa ser ainda maior devido às instalação de novas estações de trabalho e servidores.

A Comissão da Rede CASD vem atuando com o intuito de expandir a sua capacidade de conexões, além de ser uma opção de aprendizagem para os alunos interessados na área de redes. No processo de expansão, fatores como a falta de recursos, a rapidez no aumento do número de computadores e a dimensão de uma reestruturação deste porte, fazem com que as soluções encontradas e implantadas nem sempre sejam as ideais. Em consequência disso, soluções consideradas “provisórias” acabam tornando-se permanentemente, isto é, funcionando por um período de tempo muito mais longo do que deveriam.

A necessidade de reestruturação e modernização da RCD-H8 incentivou um grupo de alunos da Comissão da Rede CASD a elaborar, em conjunto com professores e pesquisadores do ITA, um Projeto de Iniciação Científica enfocando esta reestruturação.

Devido à abrangência e extensão desse Projeto, foram alocados cinco alunos bolsistas. Durante a realização deste trabalho de Iniciação Científica, notou-se que o Projeto da

RCD-H8 envolve toda a sua infra-estrutura, abrangendo componentes de hardware, software e de gerenciamento. Um Projeto Global dos componentes de hardware foi desenvolvido pelo aluno Álvaro Henrique Ogasawara Sigaki, enquanto que um Projeto Detalhado, complementando e especificando os seus equipamentos, foi desenvolvido pelo aluno Gustavo Hideyuki Okamoto. Um Projeto Global dos componentes de software foi desenvolvido pelo aluno Ulisses Duarte Nehmi, enquanto que um Projeto Detalhado, complementando e especificando os softwares necessários e a topologia da rede, foi desenvolvido pela aluna Mônica Mitiko Soares Matsumoto.

Além desses quatro projetos, este trabalho de pesquisa aborda os componentes gerenciais da Rede, otimizando o seu funcionamento e possibilitando manutenções rápidas e eficientes, a fim de propiciar, aos alunos usuários, melhores condições de utilização. 1.2 Objetivo do Trabalho

Este relatório tem por objetivo descrever a investigação e a análise das principais dificuldades observadas na sistemática atualmente utilizada para o gerenciamento da RCD-H8, propondo como solução a adoção de procedimentos mais eficientes para o gerenciamento de seus recursos. 2 GERENCIAMENTO EXISTENTE

O gerenciamento existente na RCD baseia-se, principalmente, em normas administrativas que abrangem dois documentos: Normas Técnicas e Regimento Interno.

As Normas Técnicas existentes foram redigidas por ocasião da criação da Comissão da Rede CASD, estando oficialmente em vigor desde então. O Regimento Interno, elaborado ao longo do segundo semestre de 2001, é um documento que, embora ainda não tenha sido oficialmente aprovado, vem sendo seguido pela maioria dos alunos membros da Rede CASD, com o intuíto de substituir, na prática, as Normas Técnicas existentes [4].

2.1 Normas Técnicas

Em 1996, houve a criação da Rede CASD, que passou a ser gerenciada por uma Comissão de Alunos de Graduação responsável pela manutenção e gerenciamento da RCD-H8.

No mesmo ano, elaborou-se um documento denominado “Especificação da Rede CASD do ITA”, publicado através da Nota Técnica ITA-IEC/NT-005/96 [4] que define:

- Responsabilidades Gerais; - Responsabilidades dos Usuários; e - Responsabilidades da Gerência da RCD-H8.

Devido à reestruturação da Comissão e a necessidade de correção de algumas falhas encontradas nessas Normas, no segundo semestre de 2001 redigiu-se um documento denominado Regimento Interno. 2.2 Regimento Interno

Desde que sua criação, o Regimento Interno da Rede CASD vem sendo sucessivamente revisto, apresentando um caráter prático. Tal característica se deve a necessidade de adaptação a novas condições, as quais a rede é constantemente exposta.

Este documento contém a estrutura organizacional dos departamentos que compõem a Rede CASD, e prevê uma série de tarefas relacionadas diretamente com a sua operação. Além disso, procura-se sugerir soluções para os principais problemas encontrados, de uma maneira estruturada e institucional. 3 PROPOSTA DE GERENCIAMENTO PARA RCD-H8

Uma proposta de gerenciamento para a nova rede do H8 baseia-se no uso intensivo de software para a organização dos seus recursos tecnológicos, além do aperfeiçoamento dos procedimentos técnicos e administrativos.

Um dos enfoques desta proposta enfatiza a prevenção de problemas. Com relação aos fatores técnicos, propõe-se que o gerenciamento seja realizado através da comparação de parâmetros bem definidos, que indiquem o funcionamento adequado da RCD, com os valores efetivamente medidos no dia a dia da sua operação.

Através dessa monitoração constante, torna-se possível prever quando o funcionamento da rede encaminha-se para uma condição insatisfatória. Antes que isso aconteça, os administradores devem ser alertados para que tomem medidas capazes de evitar que a condição de funcionamento piore ou, em casos extremos, chegue à paralisação total.

Para este tipo de gerenciamento, torna-se necessário estabelecer parâmetros de Qualidade de Serviço (Quality of Service - QoS), de forma que seja possível avaliar se a RCD está funcionando adequadamente. Para isso, sugere-se os parâmetros apresentados na Tabela 1.

Parâmetros

Taxa de Erros Físicos

Taxa de utilização da Banda

Nível de Colisões

Tempo de Resposta de Serviços

Tabela 1: Parâmetros de Qualidade de Funcionamento para RCD-H8

Sendo assim, por meio de monitoramentos constantes desses parâmetros, é possível concluir se a qualidade de serviços disponíveis é aceitável, ou se será necessário executar algum tipo de ajuste ou manutenção preventiva ou corretiva.

Caso seja necessário fazer algum ajuste ou manutenção, deve-se localizar quais os componentes que deverão ser alterados. Para isso será preciso coletar dados mais específicos de um segmento ou de um ponto da RCD, de maneira a identificar com maior clareza quais os componentes problemáticos. 3.1 Ferramentas de Gerenciamento e Camadas ISO

Para localizar com clareza quais os componentes da rede que apresentam um comportamento fora dos limites operacionais aceitáveis, propõe-se à utilização de ferramentas de software destinadas a essa finalidade.

Após uma análise das funcionalidades existentes nos diversos produtos, optou-se por dividi-las em dois grupos: Ferramentas de Nível Operacional e Ferramentas de Nível Gerencial.

Esta divisão foi realizada com base no Modelo de Referência OSI [7]. Assim, a capacidade de detecção de problemas em cada uma das camadas irá caracterizar o tipo de ferramenta, e possibilitar a comparação das características técnicas equivalentes entre os dois grupos. 3.1.1 Ferramentas de Nível Operacional

Foram consideradas ferramentas de Nível Operacional aquelas capazes de analisar o meio físico de transmissão e as camadas do modelo de Referência OSI. Normalmente essas ferramentas não fornecem informações sobre a Topologia Geral da RCD. 3.1.2 Ferramentas de Nível Gerencial

Foram consideradas como ferramentas deste nível, aquelas capazes de fornecer informações sobre a Topologia Geral da rede, e que se utilizam protocolos de gerenciamento para obter dados atualizados sobre os diversos segmentos e serviços.

Com essas definições, percebe-se que ferramentas desse nível também servem para analisar as camadas ISO, como o nível anterior, porém não fornecem informações sobre o meio físico abaixo da primeira camada do modelo. 3 COMPARAÇÃO ENTRE AS FERRAMENTAS DISPONÍVEIS 3.1 Ferramentas Disponíveis no Mercado

Procurou-se obter um conjunto de ferramentas que apresentasse as características técnicas mais abrangentes possível. No entanto, alguns fornecedores não se dispuseram a colaborar com a realização deste trabalho.

As ferramentas obtidas para os testes encontraram-se classificadas em dois grupos, como mostrado na Tabela 2 abaixo:

Gerenciais Operacionais Network Inspector

Whatsup Gold Netsight Element Manager

TNG

Sniffer Pro Visual Pulse

Windump

Tabela 2:Ferramentas Avaliadas

De posse das cópias dessas ferramentas, foi realizada uma série de testes no ambiente da RCD-H8. 3.2 Critérios Utilizados na Avaliação

Foram elaborados critérios para avaliar, de maneira sistemática, as ferramentas que melhor se adaptassem as condições específicas da RCD H8. Elas estão relacionadas na Tabela 3 a seguir:

Ferramentas Gerenciais Ferramentas Operacionais Apresentação de dados Suporte a protocolos de gerenciamento Método de sinalização ao administrador Apresentação da topologia da RCD

Identificação do tipo de falhas Apresentação dos dados Monitoramento do tráfego Capacidade de medição de fatores operacionais

Tabela 3: Critérios Utilizados na Avaliação

3.3 Dados Coletados

Foi elaborado um Plano de Testes, que envolveu os diversos produtos analisados, em condições reais de operação na rede. Os testes realizados abrangeram diferentes condições de funcionamento, tráfego e protocolos.

Durante os testes e monitoramentos, foram coletados diversos dados operacionais da rede, tais como: análises de desempenho, portas utilizadas, taxas de utilização, etc.

Dentre os diversos tipos de problemas detectados, os mais comuns e importantes foram: - Serviços em estações até então desconhecidos da gerência da rede; - Taxas altas de erros de transmissão; - Erros de Cyclic Redundancy Check – CRC, verificação de pacotes; - Port Unreachable, serviço indisponível; - Multicast/Broadcast Storms, excesso de requisição; e - Services timeouts, tempo de respostas muito longos.

3.4 Resultados da Avaliação

Na avaliação dos resultados obtidos na execução do Plano de Testes, foram consideradas

as melhores soluções aquelas que atenderam, da maneira mais completa possível, os critérios relacionados no item 3.2.

Assim, após a avaliação de uma amostragem de dados coletados, pôde-se concluir que o software de nível gerencial mais adequado para uso na RCD H8 foi o Network Inspector, e o software Sniffer Pro mostrou-se como o que melhor se adapta ao atendimento das necessidades de nível operacional da nova RCD. 4 CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS

Na etapa inicial deste trabalho, foi realizado um levantamento da sistemática de gerenciamento da rede existente. Verificou-se que a sistemática se resumia a Normas Técnicas operacionais, falhas em diversos pontos, e a um Regimento Interno, que vem sendo sucessivamente revisto, devido ao seu caráter prático e as condições dinâmicas com as quais o sistema tem que se adaptar.

Nesta fase, verificou-se que não há o uso regular e freqüente de ferramentas de software para o gerenciamento. Pôde-se constatar também, que esta sistemática era insuficiente para atender às necessidades dos usuários.

Para alcançar as melhorias necessárias, verificou-se que era preciso propor uma nova forma de gerenciamento, baseada no uso de ferramentas de software para monitoração dos recursos tecnológicos, e no aperfeiçoamento dos procedimentos técnicos e administrativos utilizados.

Dentre as ferramentas avaliadas, as que obtiveram maior destaque, sendo consideradas as mais indicadas para utilização na futura RCD-H8, encontram-se o Network Inspector e o Sniffer Pro.

O trabalho de escolha, teste e avaliação dos softwares foi bastante difícil, cansativo e extenso. Estas dificuldades impossibilitaram um maior aprofundamento nos aspectos relacionados com a segurança da rede. Sendo assim, como uma evolução natural deste trabalho recomenda-se que este tópico seja abordado em trabalhos futuros.

Este trabalho de Iniciação Científica atingiu seu objetivo principal de analisar a sistemática de gerenciamento existente na RCD-H8 e propor um procedimento de gerenciamento para a nova rede ser implantada.

Como resultado imediato, optou-se por implementar uma nova proposta na rede existente. Dessa forma, existe a possibilidade de obtenção de benefícios imediatos na gerência, além da aquisição de experiência que leve ao seu aprimoramento, visando a sua aplicação na futura RCD do H8. AGRADECIMENTOS

Agradeço ao Pesq. Sr. Álvaro Augusto Neto (ITA-IEC), ao Prof. Dr. Adilson Marques da Cunha (ITA-IEC), ao Cap. Eng. Adalberto Sampaio Santos (ITA-IEC), à Fundação Casimiro Montenegro Filho (FCMF), ao Serviço de Informática do ITA e Divisão de Engenharia (DE) do CTA, além dos demais envolvidos neste projeto, sem os quais este artigo não poderia ter sido realizado com sucesso. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] AUGUSTO NETO, Álvaro, SANTELLANO, Jony, MOURA, Carlos A. T. Considerações sobre a necessidade de uma Doutrina de segurança em Informática. In: Anais do I Encontro de Iniciação Científica e Pós-Graduação do ITA - ENCITA, São José dos Campos, 1995. [2] CUNHA, Adilson Marques da; PRADO, Moacir de Sousa. "Especificação da Rede do Sistema de Computadores do IFI", Nota Técnica ITA-IEC/NT-002/96, Biblioteca do ITA, São José dos Campos, SP, 1996. [3] CUNHA, Adilson Marques da; PRADO, Moacir de Sousa. "A Segurança na Rede do Sistema de Computadores do IFI", Nota Técnica ITA-IEC/NT-003/96, Biblioteca do ITA, São José dos Campos, SP, 1996. [4] CUNHA, Adilson Marques da; VITAL, José Vagner; et al. "Especificação da Rede CASD do ITA", Nota Técnica ITA-IEC/NT-005/96, Biblioteca do ITA, São José dos Campos, SP, 1996. [5] STALLINGS, Willian. SNMP, SNMPv2, and RMON – Practical Network Management. 2nd ed., Addison-Wesley, Reading Massachusetts, 1996. [6] STEPHEN, Northcutt; NOVAK, Judy; DONALD, McLachlan. Segurança e prevenção em Redes. 1º ed., Editora Berkeley, São Paulo, 2001. [7] TANENBAUM, A. Computer Networks. 2nd ed., Prentice Hall, Englewood Clifs, 1991.