Gerencia ndo Redes Avançadas com FreeBSD e Software Livre

1. BSDDAY GerenciandoRedes Avançadas comFreeBSDe Software Livre Alex Moura RNP 13 de Agosto de 2005

2. Agenda • Objetivos • Introdução • Redes Avançadas • NOCs – Network Operations Centers • Gerência de Redes • FreeBSD e Software Livre • Aplicações • Ferramentas para gerenciamento de redes BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

3. Objetivos • O uso deSoftware Livre e gratuito é viável como plataforma para gerência de redes, avançadas ou tradicionais. • OFreeBSD, dentre os sistemas operacionais de código aberto, atende as atividades de engenharia e operações de redes e é usado em funções importantes das redes de pesquisa e educação, em várias áreas de P&D. • Mostrar algumas Ferramentasde Software Livre usadas em NOCs, na operação de redes IP, em P&D nas redes avançadas. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

4. Redes Avançadas BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

5. Redes Avançadas Características das Redes de P&E (NRENs) • Precisam ser construídas e operadas para ter o seu melhor desempenho e alta disponibilidade. • Serviços avançados são demandados pelos usuários, como IPv6, Multicast, VoIP, Vídeo etc. • Usuários com aplicações exigentes em termos de latência e largura de banda. O consumo de banda pode chegar ao máximo, consumido por um único usuário, com uma única aplicação. • Engenharia e NOC devem oferecer suporte específico a projetos e experimentos de P&E de sua comunidade de usuários, e que podem impactar no desempenho da rede. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

6. Classificação das Redes Avançadas • A Internet pode ser classificada em 3 gerações, de acordo com as tecnologias usadas e aplicações suportadas: BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

7. Desempenho das Redes Avançadas • O padrão atual é 10Gbps, por limitação da atual tecnologia usada nos roteadores, nas conexões de longa distância (WAN) [1]. [1] Existem tecnologias de maior capacidade (ex.: 40Gbps) para redes locais e regionais [2] Previsão para o último trimestre de 2005 BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

8. Aplicações das Redes Avançadas • Uso de tecnologias IPv6, MPLS, VPNs, QoS etc. • Videoconferência, transmissão de vídeo (streaming) e vídeo sob demanda • Indexação e Busca • Middleware (segurança, diretórios, PKI) • Mobilidade • Computação em Grade (Grid Computing) • Tele-medicina, astronomia, física (luz síncrotron, grid etc.), educação à distância, HDTV sobre IP etc. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

9. Consórcios de Redes Avançadas (P&E) • APAN – Asian-Pacific Advanced Network(Ásia) • Internet2 (EUA) • CLARA – Cooperação Latino-Americana de Redes Avançadas (América Latina) • TERENA – Trans-European Research and Education Networking Association(Europa) BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

10. APAN (Ásia) BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

11. RedCLARA (Am. Latina) BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

12. Géant (Europa) BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

13. Internet 2 (EUA) BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

14. Principais Redes Avançadas (P&E) • AARNet- Australia's Research and Education Network • Abilene (EUA) • CA*Net4 (Canadá) • RedCLARA (América Latina) • Dante/Géant (Europa) • ESnet (EUA) • JGN-II - Japanese Gigabit Network 2 (Japão) • NLR – National Lambda Rail (EUA) • RNP – Rede Nac. de Ensino e Pesquisa (Brasil) • The Quilt (EUA) • UKERNA (Reino Unido) BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

15. RNP – A Rede Acadêmica Brasileira RNP – A primeira rede nacional de acesso à Internet • Começou como um projeto do Min. da Ciência e Tecnologia (comunidade acadêmica e Governo) • Modelo da rede acadêmica brasileira - 3 níveis: • backbone nacional • redes regionais • redes institucionais • Implementação da rede iniciada em 1991 BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

16. RNP • Institucionalização em 1999, como associação privada, sem fins lucrativos • Convênio: Programa Interministerial de Implantação e Manutenção da Rede Nacional para Ensino e Pesquisa (PI-MEC/MCT) em 1999 • Em 2002, a AsRNP foi qualificada pelo governo federal como uma Organização Social e firmou um contrato de gestão com o MCT BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

17. RNP • 27 Pontos de Presença (PoPs): 1 em cada estado brasileiro e mais 1 no Distrito Federal • Mais de 200 instituições conectadas – Universidades Federais, Institutos Federais de Pesquisa e outras instituições de ensino e pesq. • Mais de 1 milhão de usuários • O backbone nacional RNP fornece: • Interconexões entre redes regionais • Conexões com backbones nacionais e internacionais (acadêmicos e comerciais) BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

19. GLIF – O Futuro das Redes Avançadas GLIF - Global Lambda Integrated Facility(SURFnet e Univ. of Amsterdam) • Consórcio para implementar um LambdaGrid • Banda prevista das NRENs, a serem disponibilizadas para experimentos previamente agendados de pesquisa e aplicações BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

20. Network Operation Center NOC BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

21. NOC • Local a partir do qual é exercido o controle de redes de comunicações. • O suporte (help desk ou service desk) de um NOC geralmente oferece: • Suporte e foco em coordenação, comunicações e controle entre provedores de serviços de rede e usuários. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

22. NOC • Dentre os serviços prestados pelos NOCs, destacam-se: • Elaboração de procedimentos operacionais e respectiva documentação • Resolução de problemas • Gerenciamento e implementação de mudanças • Implementação e monitoramento da segurança • Monitoramento, avaliação e melhoria do desempenho • Gerenciamento de comunicações • Coordenação de atividades operacionais • Geração de relatórios. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

23. NOCs das Redes Avançadas • GlobalNOC – Indiana University (IU) (EUA) • Gerencia conexões com redes de P&E da Ásia, Europa, Rússia e América do Sul ao STAR TAP e a outras redes como: Abilene, vBNS e ESnet. • Abilene NOC – IU (EUA) • APAN JP NOC – (Japão) • NLRNOC – National Lambda Rail NOC (EUA) • ARDNOC – Advanced Research and DevelopmentNetwork Operations Center – CA*net 3 e 4 (Canadá) • CLARA-NOC - RedCLARA (América Latina) • CEO – Centro de Engenharia e Operações RNP (Brasil) BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

24. Global NOC (I.U.) Global NOC – Univ. de Indiana • Maior NOC de redes avançadas. • Redes atendidas: • Redes STAR TAP/Euro-Link/TransPAC • Abilene (Internet2) • MIRnet (conexão com a Rússia) • AMPATH (América do Sul) • Redes do campus da Univ. de Indiana • Operação. • Mantém estatísticas de todas as redes gerenciadas: • Paradas programadas e não programadas e a duração. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

25. Gerência de Redes BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

26. Gerência e Operação de Redes • Praticamente todas as infra-estruturas de redes precisam de operação, em várias aplicações: • Backbones acadêmicos e comerciais; • Redes metropolitanas • Provedores de acesso Internet (ISPs) • Pontos de Troca de Tráfego (PTT, NAPs, IXPs) • Datacenters • Redes corporativas • Assim, cada vez mais: • São exigidos maior qualidade dos serviços, • Aumenta a criticidade da operação. • É requerido o uso de boas e confiáveis ferramentas de apoio. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

27. Gerência de Redes • Um conjunto de procedimentos, equipamentos e operações, planejados para manter uma rede operando próximo de sua máxima eficiência, pelo maior tempo possível, economizando custos e recursos. • Sobrecargas eventuais ou falhas podem causar congestionamentos, funcionamento ineficiente prejudicando os usuários (clientes). • Adicionalmente, podem ocorrer necessidades de provisionamentos de recursos sob demanda BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

28. Monitoramento e Operação de Redes • Monitoramento - acompanhamento dos eventos de uma rede, a fim de diagnosticar problemas e determinar quando e quais procedimentos de contingência devem ser aplicados, bem como obter estatísticas para administração e otimizações de desempenho. • Operação - Gerenciamento integrado de redes, usando sistemas de informação e recursos que forneçam um cenário comum de operação. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

29. Desafios para os NOCs • Maior foco em demandas de segurança e em gerenciamento de rede • Maior quantidade de elementos a serem monitorados • Redes mais complexas (VPNs, Voz, Vídeo etc.) • Maior quantidade de serviços mais complexos dependem da rede. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

30. Padrões para Gerência de Redes • FCAPS – acrônimo referente às áreas funcionais de gerenciamento definidas no modelo ISO de gerenciamento de redes • ITIL – Biblioteca de Infra-estrutura de T.I. (Information Technology Infrastructure Library) BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

31. Considerações Operacionais Manutenção • Evitar ao máximo alterações em uma rede em produção • Deve-se estabelecer os períodos (horários) das manutenções, que devem ser publicados via web e divulgados por e-mail aos interessados, para estabelecer as expectativas e evitar surpresas. • Os dias mais interessantes são, em geral, terça-feira e quinta-feira. • Evitar qualquer alteração nas configurações dos equipamentos de rede fora destes períodos. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

32. Considerações Operacionais Operações de Rede x Suporte aos Clientes • São atividades distintas e deve-se evitar que a mesma equipe execute as duas tarefas. • Com uma única equipe, a operação da rede será negligenciada em favor das demandas dos usuários. • Em casos de falha na rede, vão gastar mais tempo atendendo telefonemas do que consertando o problema. • Geralmente os contatos do NOC são diferentes evitar contato direto dos clientes e manter o foco na resolução de problemas da rede. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

33. Considerações Operacionais Engenharia • Desenha a rede, planeja os próximos passos, e efetua correções que o NOC não teve condições de resolver. • Geralmente são usadas estruturas de divisões em Sistemas e Engenharia de Rede e, esta última área, em Engenharia e Operações. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

34. Considerações Operacionais Gerência de Mudanças • Documenta: • o que será feito na rede, • os impactos, • os procedimentos de contingência, • o tempo das alterações; BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

35. Considerações Operacionais • A documentação assegura que: • operadores poderão executar alterações remotamente • a rede está documentada • há histórico das mudanças • a origem de novos problemas que surgirem poderá ser detectada mais facilmente. • nenhuma parte do processo está sendo negligenciada há mais chances da alteração correr como esperado. BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

36. Uso do FreeBSD em Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

37. P&D com FreeBSD O sistema operacional FreeBSD é empregado, há muitos anos, em pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias. • Protocolos • Multicast IPv4/IPv6: PIM-SM, MLDv2, IGMPv3 (KAME, XORP) • Implementação de roteador IPv6 de baixo custo em redes (FreeBSD, Zebra/Quagga) • Available Bandwidth Estimator (ABwE) – Abilene BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

38. P&D com FreeBSD Vantagens • Alta disponibilidade (uptime): • Capacidade para atualizações do S.O. com baixo tempo de parada (downtime) • Alta flexibilidade para otimizações • Maduro e robusto: • derivado do código Unix original • desenvolvido há mais de 20 anos. • Pilha TCP/IP madura, utilizada em diversos produtos comerciais • helm:~$ date; uptime • Tue Aug 9 21:55:38 BRT 2005 • 9:55PM up 1488 days, 13:51, 1 user, load averages: 0.00, 0.00, 0.00 • helm:~$ BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

39. P&D com FreeBSD • Vantagens (cont.) • Suporte a todos os principais serviços e aplicações Internet (www, ftp, smtp, pop3, imap, ntp, dns, bootp, tftp, rpc, ssh, sftp, etc… e mais: whois, ) • Usado pela NASA para pesquisa com QoS (ALTQ, CBQ) • Desvantagens • Administração arcaica e não intuitiva (qual UNIX não é?), por outro lado, quem precisa de GUIs? BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

40. P&D com FreeBSD FreeBSD em Projetos da Internet2(cont.) • Bandwidth Control (BWCTL)http://e2epi.internet2.edu/bwctl/ • Network Diagnostic Tester (NDT)http://e2epi.internet2.edu/ndt/ • One-way Latency Measurement (OWAMP)http://e2epi.internet2.edu/owamp/ • iperfhttp://dast.nlanr.net/Projects/Iperf/ • thrulay - network capacity testerhttp://www.internet2.edu/~shalunov/thrulay/ • IPv6http://ipv6.internet2.edu/lincoln/ipv6-mgp.html • High-End Video Transmission over IP http://events.internet2.edu/2005/fall-mm/sessionDetails.cfm?session=2256&event=239 BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

41. P&D com FreeBSD FreeBSD em Projetos da Internet2 • Abilene Observatory (25 projetos beneficiados)http://abilene.internet2.edu/observatory/ • Cada nó da rede Abilene tem dois racks, sendo um para equipamentos de roteamento e outro para servidores do projeto e resto do espaço disponível para “co-location” de outros hardwares de projetos de pesquisa aprovados (ex.: Projetos PlanetLab, AMP e www.internettrafficreport.com). • Especificações dos servidores (NMS hosts) Observatório • CPU: (2x)1.26 Ghz Xeons • SO:FreeBSD (Linux as option) • Memória: 1 GB Memory • Discos: (2x)18GB SCSI • NICs: Conexões de Fibra GigEth (NMS-1 e NMS-2) ou FastEth • Alimentação DC • Internet2 End to End Performance Initiative Toolshttp://e2epi.internet2.edu/tools_list.html BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

42. Uso do FreeBSD em NOCs BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

43. FreeBSD em NOCs • Diversos NOCs de NRENs utilizam o FreeBSD em sua infra-estrutura • RNP • Registro.BR • APAN JP NOC • Serviços: DNS, email, web, squid, • Monitoração: OC3mon, OC12mon, GPS, http://www.jp.apan.net/NOC/implementation/servers.shtml BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

44. FreeBSD em NOCs OC3mon traces the traffic of ATM links Surveyor measures one-way delay, developed by ANS Skitter measures the reachability, developed by CAIDA MRTG monitor the traffic BGP route view views the BGP routes advertised/received on the WEB Multicast Session view views the SD session on the WEB Pchar/Netperf measure bandwidth Tokyo XP NOC Tools BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

45. Ferramentas para Gerência de Redes BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

46. Ferramentas BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

47. Ferramentas BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

48. Ferramentas Atendimentoe suporte • Request Tracker (RT) - Sistema para atendimento e acompanhamento de solicitações (helpdesk)http://www.bestpractical.com • Groupware • more.groupwarewww.moregroupware.org • Documentação • Wiki: Moinmoin,Kwiki,Mediawiki • CMS (Content Management System): Plone BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

49. Cacti http://www.cacti.net • Cacti - é uma interface gráfica web feita em PHP para a ferramenta RRDTool, que coleta dados via SNMP, armazena informações sobre os gráficos de estatísticas, contas de usuários e demais configurações em uma base de dados MySQL. • Ports:cd /usr/ports/net/cacti && make install clean BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura

50. Cacti - Interface BSDDAY - São Paulo - 13 de agosto de 2005 - Alex Moura