planeamento_projecto_redes

Objectivos 

Análise dos aspectos metodológicos relat rel ativ ivos os à con constr struçã ução o de red redes es informáticas 

Metodologia de planeamento e projecto



Faseamento dos projectos

Engenharia Engenh aria de Redes, Redes, DEI FCTUC

Edmundo Monteiro, Fernando Boavida

2

Objectivos 

Análise dos aspectos metodológicos relat rel ativ ivos os à con constr struçã ução o de red redes es informáticas 

Metodologia de planeamento e projecto



Faseamento dos projectos



2

Plano 

Metodologia   



Decomposição hierárquica Planos de análise Faseamento das actividades

Faseamento     

Análise de requisitos Planeamento Projecto Assistência ao projecto Testes e ensaios



3

Metodologia 





Decomposição hierárquica em vários subsistemas Planos de análise, análise, desde as aplicações à cablagem Faseamento de actividades, actividades , desde a análise de requisitos aos testes finais



4

Decomposição hierárquica 

Subsistema horizontal  



Cablagem horizontal Equipamento activo dos distribuidores de piso

Subsist Sub sistema ema de bac backbon kbone e de edi edifíci fício o  

Cablagem Cablag em de back backbon bone e de edi edifíci fício o Equipamento activo dos distribuidores de edifício



5

Decomposição hierárquica (cont.) 

Subsistema de backbone de campus  



Cablagem de backbone de campus Equipamento activo dos distribuidores de campus

Subsistema de acesso 

Circuitos e equipamentos de comunicação com o exterior da LAN

Engenharia de Redes, DEI FCTUC


6

Decomposição hierárquica (cont.) 

Subsistema de distribuição 





Redes ou circuitos de interface entre redes privadas e redes de núcleo Equipamento de up-link dos nós do subsistema de acesso aos nós do subsistema de núcleo

Subsistema de núcleo (core) 

Nós e circuitos principais de uma infra-estrutura (normalmente, de um operador de telecomunicações)



7

Decomposição hierárquica Subsistema de núcleo (core)

WAN /

WAN e/ou MAN MAN

Subsistema de distribuição

Subsistema de acesso

Subsistema de backbone campus

LANLAN

Subsistema de backbone edifício

Subsistema horizontal



8

Planos de análise 

Aplicações telemáticas



Arquitecturas protocolares



Sistemas de cablagem



Tecnologias de comunicação



Aspectos de gestão



Aspectos de segurança



Equipamento de comunicações



9

Planos de análise (cont.) 

Aplicações telemáticas 

Identificação das aplicações



Caracterização 



Parâmetros de funcionamento

Locais a abranger 

Tendo em vista a satisfação dos requisitos de comunicação



10


Arquitectura protocolares 



Identificação das arquitecturas protocolares a suportar nos diferentes níveis hierárquicos

Cablagem 

Definição dos sistemas de cablagem nos diferentes níveis hierárquicos da LAN 

Fibra óptica (tipo)



UTP (Cat)



Backbone de voz (nº pares)



11


Tecnologias de comunicação 

Identificação das tecnologias de comunicação a suportar nos diferentes níveis hierárquicos  



LAN: Ethernet, ... WAN: circuito alugado, ATM, SDH, ...

Aspectos de gestão 

Caracterização das necessidades de gestão da infra-estrutura  

Passivos Activos



12


Segurança 

Identificação dos aspectos de segurança nos diversos níveis da hierarquia   



Segurança nas comunicações internas Segurança nas comunicações de e para o exterior Zonas públicas e zonas privadas

Equipamento de comunicações 

Caracterização das necessidades em termos de equipamento de comunicações   

Switchs Routers Firewall, ...



13

Faseamento Fase Requisitos

Tarefas Definição dos objectivos do projecto Levantamento das necessidades Identificação das condicionantes

Planeamento

Definição do modelo de funcionamento Definição da arquitectura lógica Dimensionamento

Projecto

Especificação Definição das condições de instalação Peças desenhadas Medições e orçamento

Assistência

Assistência ao projecto Fiscalização

Teste

Teste Certificação



14

Três dimensões de um projecto Hierarquização Subsistema de core Subsistema de distribuição Subsistema de acesso Subsistema de backbone de campus Subsistema de backbon e de edifício Subsistema horizontal

Aplicações Arquitectura Cablagem

s o i a s t e t o e n t c t o n c i e t ê T e j i s m o u r a q e i s P s s R e l a n A P

Faseamento

Tecnologias Gestão Segurança Equipamento

Planos de análise Engenharia de Redes, DEI FCTUC


15

Fase 1: Análise de requisitos 

Definição dos objectivos



Levantamento das necessidades



Identificação das condicionantes



16

Fase 1: Análise de requisitos (cont.) 

Definição dos objectivos 

Quais os serviços a suportar pela infraestrutura ?



Quais os locais a abranger ?



Quais as características de cada um dos locais ?



Quais as ligações ao exterior necessárias ?



O que é que já existe em funcionamento ?



17


Levant. das necessidades: funcionalidade      

Grupos de utilizadores por necessidades Suporte de aplicações tradicionais Suporte de voz ou vídeo na infra-estrutura Suporte de aplicações multimédia Suporte de novas aplicações Outras (quais?)



18


Levant. das necessidades: abrangência      

Localização dos edifícios Localização dos postos de trabalho Necessidades de acesso remoto Necessidades de acesso a outras entidades Necessidades de acesso ao exterior Outras (quais?)



19


Levant. das necessidades: qualidade 

Suporte de aplicações best-effort



Suporte de aplicações adaptativas



Suporte de aplicações continuous media



Outras (quais?)



20


Levant. das necessidades: segurança      

Confidencialidade Autenticação Integridade Não-repúdio Controlo de acesso Outras (quais?)



21


Levant. das necessidades: disponibilidade 

Necessidades elevadas de disponibilidade?



Aplicações críticas para a instituição



Tempo médio entre falhas



Tempo de reparação



Outras (quais?)



22


Levant. das necessidades: adaptabilidade 

Alteração frequente dos espaços?



Utilizadores mudam frequentemente de funções?



Outras (quais?)



23


Levant. das necessidades: escalabilidade 

Previsões de crescimento da organização



Previsões de evolução no uso dos serviços



Previsão do número de utilizadores





a 1 ano



a 3 anos

Outras (quais?)



24


Levant. das necessidades: interoperabilidade 

Sistemas informáticos existentes



Sistemas de comunicação existentes



Sistemas a substituir ou a migrar



Outras (quais?)



25


Levant. das necessidades: gestão   

 

Gestão central Gestão remota Integração de vários sistemas e plataformas de gestão? Equipa de gestão Outras (quais?)



26


Levant. das necessidades: custo 

Limitação de custos de instalação



Limitação de custos de operação



Contabilização e taxação





Global?



Por sector?



Por utilizador?

Outras (quais?)



27


Identificação de condicionantes: temporais 

Datas de início ou fim de alguma das fases do projecto



Datas de início ou fim da instalação da rede



Outras (quais?)



28


Identificação de condicionantes: operacionais 







Necessidades de integração do projecto com outros projectos em curso? Necessidade de coordenação da instalação da infra-estrutura com outras obras em curso? Necessidade de realização instalação sem interrupção do normal funcionamento da instituição? Outras (quais?)



29


Identificação de condicionantes: ambientais 

Presença de fontes de EMI?



Condicionantes em termos de agressividade mecânica?



Condicionantes em termos de agressividade química?



Condicionantes históricas ou patrimoniais?



Condicionantes de instalação (espaços técnicos)?



Outras (quais?)



30

Fase 2: Planeamento 

Modelo de funcionamento  



Definição da arquitectura lógica  



Caracterização dos grupos de utilizadores Caracterização das aplicações a suportar

Componentes LAN Componentes WAN

Dimensionamento  

Caracterização dos fluxos individuais e agregados Dimensionamento das ligações



31


Modelo de funcionamento: caracterização de utilizadores e aplicações Exemplo

Id.

Descrição

N.º

Local

Aplicação

Arq.

Tráfego

Dest. tráfego

Id.Dst.

G1

Administração

50

Sede

E-mail

TCP/IP

BE

Serv. E-mail sede

S1

Intranet

TCP/IP

BE

Serv. Intranet sede

S2

WWW geral

TCP/IP

BE

Proxy WWW sede

S3

Ficheiros

NetBEUI

BE

Serv. fich. sede

S4

Base de dados

TCP/IP

BE

Serv. BD sede

S5

Videoconf. p.p.

TCP/IP

AD

Grupos A a F

G1-6

Várias

TCP/IP

BE

Internet

I

Telefone

PPCA

CM

PPCA da sede

P1

Dep. comercial



32

Modelo de funcionamento (exemplo) S6

S5

S4

S3

S2

S1 P1 Internet

Sede

G1

G2

Rede telefónica

G7 Best-effort

WAN

Adaptativo Continuous-media

...

Filial A P2

Filial D P5

G3


S7

G6

S10


33


Definição da arquitectura lógica  

   

Componentes LAN Componentes WAN Critérios de ordem económica Critérios de ordem tecnológica Critérios de ordem funcional Critérios de ordem política



34

Arquitectura lógica (exemplo) Internet S1

Switch

Router

S2

P1 Switch

S3

Rede telefónica

Switch G2

G1

S5 S4 S6 G1

G2

Router

Router

Switch

Router

Switch

P2

G3

G7

Switch

P3

G3

S7

G4


Router

Switch

P4

G4

S8

G5

P5

G5

S9

G6

G6

S10


35


Dimensionamento 

Caracterização dos fluxos individuais 

Fluxos best effort



Fluxos adaptativos (voz, vídeo)



Caracterização dos fluxos agregados



Dimensionamento das ligações 

Dimensionamento de débito



Dimensionamento de atraso



Dimensionamento de perdas



36

Caract. de fluxos BE (exemplo) Aplicação

Tempo de Tempo de Tamanho resposta resposta de bloco óptimo tolerável normal [segundos] [segundos] [Kbytes]

Tamanho de bloco grande [Kbytes]

Débito situação nominal [Kbps]

Débito situação excepção [Kbps]

Atraso máximo round-trip [ms]

Consulta de Email

10

60

2

2000

2

280

1000

Transacção WWW

5

30

10

500

16

140

500

Trans. Base Dados

1

6

0,5

100

4

140

100

Interacção remota

0,2

1

0,01

1

0,4

8

100

Transf. fich. LAN

5

30

100

30000

160

8000

500

Transf. fich. WAN

10

300

100

10000

80

280

500

Trsf. fich Internet

20

1200

100

10000

40

70

500



37

Caract. de fluxos adaptativos (exemplo)

Aplicação

Codificação

VoIP

H.323

VCoIP

H.320 (MPEG-4)


Débito mínimo [Kbps]

Débito nominal [Kbps]

Atraso máximo round-trip [ms]

8

32

200

32

64

200


38

Fluxos agregados

Fluxos a montante de A

Fluxos a montante de B

A


Fluxos agregados em A

B

C Fluxos agregados em B


39

Dimensionamento de ligações •

Partir da caracterização das necessidades de débito, de atraso e de perdas das aplicações.

•

Calcular o somatório dos débitos nominais de todos os fluxos para todas as aplicações a montante do nó de agregação.

•

Se for possível e economicamente viável dimensionar a ligação para suportar o somatório dos débitos nominais, utilizar este valor como primeira estimativa para dimensionar a ligação.



40

Dimensionamento de ligações (cont.) •

Caso não seja viável, devem ser introduzidas restrições ao número máximo de fluxos activos de cada uma das aplicações até ser obtido um valor para o qual seja possível dimensionar a ligação.

•

Verificar se o débito de excepção mais restritivo dos fluxos best-effort a montante do nó de agregação é superior à capacidade estimada da ligação.

•

Somar ao valor obtido uma margem para crescimento futuro, de forma a ajustar a capacidade da ligação em função dos vários escalões de débito suportados pela tecnologia a utilizar na ligação. Engenharia de Redes, DEI FCTUC


41

Dimensionamento LAN (exemplo) Aplicação


Débito Número de Número de Factor de Débito total excepção fluxos a fluxos a simulta- p/ aplicação [Kbps] montante jusante neidade [Kbps]

Consulta E-mail

2

280

30

30

1,00

60

Transac. WWW

16

140

30

30

1,00

480

4

140

30

30

1,00

120

Interacção remota

0,4

8

30

30

1,00

12

Transf. fich. LAN

160

8000

30

30

1,00

4800

Transf. fich. WAN

80

280

30

3

0,10

240

Trsf. fich. Internet

40

70

30

3

0,10

120

VCoIP

64

64

30

30

1,00

1920

Transac. BD

7752

Necessidade total de débito na ligação agregada [Kbps] Capacidade mínima da ligação (maior dos débitos de excepção suportado) [Kbps]

8000

Escalão de incremento de capacidade da ligação [Kbps]

10000

Margem de débito para evolução [Kbps]

90000

Especificação de débito da ligação agregada [Kbps]

Taxa nominal de utilização da ligação agregada [%]


100000

8%


42

Dimensionamento WAN (exemplo) Aplicação



Consulta E-mail

2

280

20

6

0,30

12

Transac. WWW

16

140

20

6

0,30

96

4

140

20

6

0,30

24

Interacção remota

0,4

8

20

6

0,30

2,4

Transf. fich. WAN

80

280

20

2

0,10

160


40

70

20

2

0,10

80

VoIP

32

32

20

2

0,10

64

VCoIP

64

64

20

1

0,05

64

Transac. BD

502,4

Necessidade total de débito na ligação agregada [Kbps] Capacidade mínima da ligação (maior dos débitos de excepção suportado) [Kbps] Escalão de incremento de capacidade da ligação [Kbps] Margem de débito para evolução [Kbps] Especificação de débito da ligação agregada [Kbps]

Taxa nominal de utilização da ligação agregada [%] Engenharia de Redes, DEI FCTUC

280 64 0 512

98% Edmundo Monteiro, Fernando Boavida

43

Dimens. do acesso à Internet (exemplo) Aplicação



Consulta E-mail

2

280

20

6

0,30

12

Transac. WWW

16

140

20

6

0,30

96

4

140

20

6

0,30

24

Interacção remota

0,4

8

20

6

0,30

2,4

Transf. fich. WAN

80

280

20

2

0,10

160


40

70

20

2

0,10

80

VoIP

32

32

20

2

0,10

64

VCoIP

64

64

20

1

0,05

64

Transac. BD

502,4

Necessidade total de débito na ligação agregada [Kbps] Capacidade mínima da ligação (maior dos débitos de excepção suportado) [Kbps] Escalão de incremento de capacidade da ligação [Kbps] Margem de débito para evolução [Kbps] Especificação de débito da ligação agregada [Kbps]

Taxa nominal de utilização da ligação agregada [%]


280 64 0 512

98%


44

Outros aspectos do planeamento Disponibilidade

• •

MTBF – mean time between failures

•

MTTR – mean time to repair

Segurança

• •

Política de segurança

•

Mecanismos de segurança

Encaminhamento e endereçamento

• •

Atribuição de endereços

•

Sub-redes

VLAN

• •

Grupos de trabalho

•

Isolamento de tráfego



45

Fase 3: Projecto 

Parte 1: Ambiente de projecto 

Objecto do projecto   



Princípios orientadores   



Resumo dos objectivos Caracterização dos requisitos Identificação das condicionantes

Arquitectura lógica   



Motivações Locais a abranger Interfaces com outros sistemas

Estrutura hierárquica Circuitos Aplicações e arquitecturas

Estrutura física   

Localização dos distribuidores Cablagem Acessos ao exterior



46

Fase 3: Projecto (cont.) 

Parte 2: Especificações 

Especificação de componentes passivos



Especificação do equipamento activo



Especificação de equipamento de segurança



Especificação de servidores de comunicações



Especificação de equipamento de voz



Equipamento de gestão e manutenção



47

Fase 3: Projecto (cont.) 



Parte 3: Instalação e verificação 

Definição das condições de montagem de passivos



Definição das condições de instalação de equipamento



Definição das condições de Teste e Certificação

Anexos 

Medições 



Peças desenhadas 



Lista de quantidades dos componentes necessários Arquitectura lógica, estrutura física, traçados em planta da cablagem, configuração dos distribuidores

Orçamento



48

Fase 4: Assistência ao projecto 

Esclarecimento de opções técnicas na fase de aquisição



Apoio à instalação



Fiscalização da instalação



49

Fase 5: testes e ensaios 

Verificação da conformidade com as especificações do projecto 

Equipamento passivo 







Certificação da cablagem

Equipamento activo

Verificação do correcto funcionamento de todos os componentes Só depois dos testes, ensaios e eventuais correcções ou alterações é que há a entrega formal da obra pelo instalador ao dono da obra.



50

Súmula 

O Planeamento e Projecto de uma rede informática é suportado por uma metodologia de três dimensões 

Decomposição hierárquica



Análise por planos



Faseamento de actividades



51

Leitura adicional 

Capítulo 9 de Edmundo Monteiro, Fernando Boavida, Engenharia de Redes Informáticas, FCA – Editora de Informática, 2000.



DOVERSPIKE, Robert e SANIEE, Iraj (Ed.), Heuristic Approaches for Telecommunications Network Management , Kluwer Academic Publishers, 2000.



IMPRENSA NACIONAL (Ed.), Projectos de obras públicas (instruções para cálculo dos honorários), Imprensa Nacional – Casa da Moeda, Lisboa, 1984, (actualizado por portaria de 27-1-86, publicada no DR de 5-3-86, nº53, II série).



52

planeamento_projecto_redes

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