Top-Down Network Design Capítulo 4 Caracterizando o Tráfego da Rede

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1 Top-Down Network Design Capítulo 4 Caracterizando o Tráfego da Rede
Wilmar Oliveira de Queiroz - PUCGOIÁS 2012 Copyright 2004 Cisco Press & Priscilla Oppenheimer

2 Fatores do Tráfego da Rede
Fluxo do tráfego Localização das fontes de tráfego e armazenamento de dados Carga do tráfego Comportamento do tráfego Requisitos de QoS (Qualidade de Serviço)

3 Comunidades de Usuários
Nome da Comunidade de Usuários Tamanho da Comunidade (n° de usuários) Localização da Comunidade Aplicações Usadas pela Comunidade

4 Armazenamento de Dados
Comunidades de Usuários Localização Aplicações

5 Fluxo de Tráfego RFC 2063 – Traffic Flow Measurement: Architecture
Destino 1 Destino 2 Destino 3 Destino n MB/seg MB/seg MB/seg MB/seg Fonte 1 Fonte 2 Fonte 3 Fonte n

6 Exemplo de Fluxo de Tráfego
Centro de Computação 10-Mbps Ethernet para Internet 30 Macs e 60 PCs Servidores Apl Kbps Apl Kbps Apl Kbps Apl Kbps Apl Kbps Total 808 Kbps Apl Kbps Apl Kbps Apl Kbps Apl Kbps Total 220 Kbps 25 Macs 50 PCs 50 PCs Departamento 4 Departamento 1 Apl Kbps Apl Kbps Apl Kbps Apl Kbps Total 126 Kbps Apl Kbps Apl Kbps Apl Kbps Apl Kbps Apl Kbps Apl Kbps Apl Kbps Total 1900 Kbps Departamento 3 30 PCs 50 PCs Departamento 2

7 Tipos de Fluxo de Tráfego
Terminal/host Cliente/servidor Cliente Peer-to-peer Servidor/servidor Computação distribuída

8 Tráfego Terminal/Host
Geralmente assimétrico Tráfego no sentido terminal-host é menor do que o tráfego no sentido host-terminal Telnet é um exemplo de uma aplicação que gera tráfego do tipo terminal/host Fluxos de dados de tráfego terminal/host são menos frequentes atualmente, mas ainda existem Tem sido substituído por cliente/servidor

9 Tráfego Cliente/Servidor
Atualmente é o mais conhecido e mais difundido Servidores: computadores com maior capacidade dedicados ao gerenciamento de espaço em disco, impressoras e outros recursos da rede Clientes: PCs ou estações de trabalho no qual os usuários rodam as aplicações Os clientes acessam os recursos da rede através do servidor O fluxo é geralmente bidirecional e assimétrico Requisições de clientes são feitas em quadros de menor tamanho Quadros com as respostas do servidor variam de 64 bytes a 1500 bytes No modelo TCP/IP, muitas aplicações podem ser implementadas no modelo cliente/servidor File Transfer Protocol (FTP) Hypertext Transfer Protocol (HTTP) SMTP etc.

10 Tráfego Thin Client Caso especial da arquitetura cliente/servidor (estações sem disco e computadores de rede) Cliente trabalha em um ambiente mais simples Maior parte da carga de processamento ocorre no servidor Computação baseada no servidor: aplicações do usuário se originam do servidor Em alguns casos a aplicação roda diretamente no servidor O software é instalado no servidor e é feito o seu download para o cliente no momento que for executado Principais vantagens: Menor custo de suporte Gerentes de redes podem ter uma base de aplicações centralizadas que podem ser gerenciadas, configuradas e atualizadas Melhor gerenciamento da segurança Desvantagens Grande quantidade de fluxos de dados do servidor para o cliente, principalmente quando os clientes são iniciados ao mesmo tempo Recomenda-se nesse caso o uso de switches ao invés de hubs Para evitar problemas causados pela grande quantidade de tráfego de broadcast, cada rede deve se limitar a algumas centenas de clientes para cada servidor Redes comutadas podem ser conectadas através de roteadores para comunicação entre departamentos e acesso a redes externas, como a Internet

11 Tráfego Peer-to-Peer Geralmente bidirecional e simétrico
Não há hierarquia Todos os dispositivo tem a mesma importância Todos dispositivo armazenam a mesma quantidade de dados Em ambientes de pequenas LAN’s, os administradores de rede muitas vezes instalam PCs em uma configuração peer-to-peer para que todos possam acessar dados uns dos outros e impressoras. Não existe nenhum servidor de arquivos ou servidor de impressão central Cada host atua como um cliente e servidor A maioria das empresas não permitem este tipo de tráfego peer-to-peer por dois motivos: Ele pode causar uma enorme quantidade de tráfego, e, O material publicado é, muitas vezes protegido contra edições Um outro exemplo de uma aplicação peer-to-peer é uma reunião entre pessoas em locais remotos usando equipamentos de videoconferência.

12 Tráfego Servidor/Servidor
Tráfego servidor / servidor inclui transmissões entre servidores e transmissões entre servidores e aplicativos de gerência. Servidores falam com outros servidores para implementar serviços de diretório, para cache de dados muito utilizadas, para espelhar dados para balanceamento de carga e redundância, para fazer backup de dados, e para difundir a disponibilidade do serviço. Servidores falam com aplicações de gerência por algumas das mesmas razões, mas também para aplicar políticas de segurança e atualizar os dados de gerenciamento de rede. O fluxo é geralmente bidirecional. A simetria do fluxo depende da aplicação. Na maioria das aplicaçõesdos servidor / servidor o fluxo é simétrico, mas em alguns casos existe uma hierarquia de servidores, com alguns servidores enviando e armazenando dados mais do que outros

13 Tráfego de Computação Distribuída
Refere-se às aplicações que requerem múltiplos nós de computação trabalhando em conjunto para concluir uma tarefa Os dados trafegam entre um gerente de tarefas e nós de computação É um tráfego difícil de caracterizar Alguns casos: os nós que estão fortemente ligados trocam informações com maior freqüência e tem maior tráfego Outros casos: o gerente de tarefas informa com pouca freqüência aos nós de computação sobre o que fazer e geram menor quantidade de tráfego Existem ainda casos em que o gerente de tarefas aloca tarefas com base nos recuros disponíveis A caracterização desse tipo de tráfego pode exigir o estudo do tráfego com um analizador de protocolos ou a modelagem do tráfego potencial com um simulador de redes

14 Fluxo de Tráfego para VoIP
O fluxo de tráfego associado com a transmissão de áudio de voz é separado dos fluxos associados com a configuração da chamada e liberação da conexão O fluxo para transmissão de voz digital é essencialmente peer-to-peer. A configuração da chamada e liberação da conexão é um fluxo do tipo cliente/servidor Um telefone necessita conversar com um servidor ou comutador para lidar com números de telefone, endereços IP, capacidade de negociação da chamada, etc.

15 Características de Tráfego de Aplicativos de Rede
Protocolo(s) Usado(s) pela Aplicação Comunidade de Usuários que usa a Aplicação Armazenamento de Dados (Servidores, Hosts, etc) Requisito Aproximado de Taxa de Dados Nome da Aplicação Tipo de Fluxo de Tráfego Requisitos deQoS

16 Cálculo da Carga de Tráfego
Para calcular se a capacidade é suficiente você deve conhecer: O número de estações O tempo médio que uma estação fica ociosa entre dois quadros adjacentes enviados O tempo necessário para transmitir uma mensagem no meio físico Outras informações Freqüência das sessões do aplicativo por dia, mês ou outro período de tempo Duração média de uma sessão do aplicativo Número de usuários simultâneos desse aplicativo

17 Cálculo da Carga de Tráfego pelo Pico
Caso não seja possível levantar todos os dados, pode ser feito um dimensionamento pelo pico de tráfego Número de usuários de um aplicativo é igual ao número de usuários da rede Todos os usuários acessam o aplicativo ao mesmo tempo Casa usuário abrirá apenas uma sessão do aplicativo e que esta sessão irá durar durante todo o horário comercial

18 Tamanho dos Objetos da Rede
Tela de um terminal: 4 Kbytes simples (somente texto): 10 Kbytes Página web simples com figuras: 50 Kbytes Planilha eletrônica: 100 Kbytes Documento de texto: 200 Kbytes Documento de apresentação: 2000 Kbytes Imagem de alta qualidade: Kbytes Backup de um Banco de Dados: Kbytes ou mais

19 Comportamento do Tráfego
Broadcast Endereço de destino: todos os bits = 1 Endereço MAC = FF: FF: FF: FF: FF: FF Não necessariamente usa grandes quantidades da largura de banda Porém pode causar distúrbios na CPU no domíno de broadcast Multicasts Endereço MAC inicia com 01 Exemplo: Endereço MAC = 01:00:0C:CC:CC:CC (Cisco Discovery Protocol) Pode causar distúrbios nas Interfaces de Rede (NIC) que estão registradas para receber esse tipo de quadro Necessita que o Protocolo de Roteamento de Multicast esteja rodando na rede

20 Tamanho Máximo de um Domínio de Broadcast
Protocolo N° máximo de estações IP 500* NetWare 300 AppleTalk 200 NetBIOS Misto * Em caso de aplicações multimídia reduzir esse valor para 200

21 Eficiência da Rede Tamanho do quadro Interação entre os protocolos
Controle de fluxo (tamanho da janela deslizante) Mecanismos de recuperação de erros

22 Requisitos de QoS segundo redes ATM
Tipos de serviços CBR – Taxa constante de bits rt-VBR – Taxa variável de bits em tempo real nrt-VBR – Taxa variável de bits não em tempo real UBR – Taxa de bits não especificada ABR – Taxa de bits disponível GFR – Taxa de quadros garantida

23 Requisitos de QoS segundo o IETF
Especificações de Serviços Integrados Serviços de carga controlada Provê fluxos de dados aos clientes com uma QoS próxima a que seria recebida em uma rede descongestionada Serviço garantido Garante um atraso fim-a-fim máximo, sem perda de pacotes

24 Requisitos de QoS segundo o IETF
Especificação de Serviços Diferenciados RFC 2475 Pacotes IP são identificados com uma marca (codepoint) Os pacotes marcados tem maior prioridade nas decisões de roteamento de pacotes

25 Summary Continue to use a systematic, top-down approach
Don’t select products until you understand network traffic in terms of: Flow Load Behavior QoS requirements

26 Review Questions List and describe six different types of traffic flows. What makes traffic flow in voice over IP networks challenging to characterize and plan for? Why should you be concerned about broadcast traffic? How do ATM and IETF specifications for QoS differ?