Internet 2 na UNIFACS Prof. José Augusto Suruagy Monteiro Mestrado Profissional em Redes de Computadores www.nuperc.unifacs.br/suruagy

Roteiro A Internet2 A RNP2 Projetos de Redes Avançadas GTs da RNP2 A UNIFACS na RNP2: Projeto InfraVIDA Projeto IQoM GT-QoS Projeto FAPESB

O Projeto Internet 2 http://www.internet2.edu Criado em 10/1996 por 34 Universidades, conta hoje com 200. Envolve também: 64 empresas 37 institutos de pesquisa (incluindo 9 laboratórios governamentais) Mais de 30 parceiros internacionais Parceiros de agências federais Conta com cerca de 25 funcionários

Objetivos da Internet 2 Demonstrar novas aplicações que tenham um grande impacto no modo dos pesquisadores colaborarem e conduzirem seus experimentos. Demonstrar aplicações da “proximidade virtual” (educação, saúde, ambiente, etc.) Prover ferramentas e plataforma de desenvolvimento para aplicações avançadas.

Objetivos da Internet2 Facilitar o desenvolvimento e operação de infra-estrutura que garanta QoS diferenciadas para as aplicações Promover experiências com a próxima geração de tecnologias de comunicação Coordenar a adoção de padrões para garantir QoS fim a fim e interoperabilidade

Objetivos da Internet 2 Catalizar parcerias entre governo e setor privado Encorajar a transferência de tecnologia da Internet 2 para o resto da Internet. Estudar o impacto desta nova infra-estrutura, serviços e aplicações na educação superior e na comunidade Internet em geral.

Aplicações da Internet2 Quais são as aplicações características da Internet2? Elas melhoram qualitativa e quantitativamente a forma como conduzimos pesquisa e nos envolvemos com ensino e aprendizado Elas requerem redes avançadas para funcionar

Exemplos de Aplicações Colaboração de pesquisa e Instrução interativas baseadas em redes. Simulação e Modelagem baseada em sensores, em tempo real. Computação paralela (em múltiplos sites) e processamento de banco de dados em larga escala. Teleimersão - realidade virtual compartilhada

Aplicações Avançadas Computação Distribuída Laboratórios Virtuais Bibliotecas Digitais Aprendizado Distribuído Vídeo Digital Teleimersão Combinação de todas acima

Atributos das Aplicações Colaboração interativa Acesso em tempo real a recursos remotos

Atributos, cont. Computação distribuída e mineração de dados de larga escala Realidade virtual compartilhada Qualquer combinação das aplicações acima

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REMAVs REMA

REMA Parceiros: UFBA, Governo do Estado, CONDER, PMS, TELEMAR, UCSal www.rema.ufba.br

Backbone da RNP2

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Projeto ED-ReMAV Curitiba Projetos em andamento: A Ferramenta ED Auxiliar a comunicação aluno-professor via web Laboratório de Telemedição Garantia de QoS em TCP/IP Oferecer garantia de qualidade aos serviços disponibilizados pelo ED TourGuide Quadro-branco compartilhado Uma Ferramenta Distribuída para Cálculo de Conectividade de Redes de Topologia Arbitrária

Descrição O projeto busca construir ambiente de suporte a colaboração usando multimídia interativa contemplando: Videoconferência e compartilhamento de dados Video sob demanda com adaptabilidade e possibilidade de acesso a conteúdo indexado Jogos interativos Gerenciamento da rede com vistas a assegurar Qos para estas aplicações críticas

Atividades 1 ALM - UNISINOS - Valter Roesler 2 VoD - UNISINOS -Valter Roesler 3 Trace - UNISINOS - Luciano Gaspary 4 AVI - Ambientes Virtuais Interativos - UNISINOS - Antonio Marinho Barcelos 5 PRMP - UNISINOS Marinho Pilla Barcellos 6 TEAVM - CRT - Juarez Sagebin Correa e Daniel Fink 7 ACCC - CRT - Juarez Sagebin Correa e Daniel Fink

Atividades 8 Adaptação de Qualidade de Voz Fim a Fim - Ricardo Balbinot - PUC/RS 9 Gerência de Qualidade com SLA - Marcelo Azambuja - PUC/RS 10 Ferramentas para educação a distância - Ricardo Balbinot - PUC/RS 11 Vídeo sob demanda - Ricardo Balbinot - PUC/RS

Atividades 12 Videoconnferência/videomonitoramento - Ricardo Balbinot - PUC/RS 13 QAME - Lisandro Granville /João Netto - UFRGS 14 Middleware - Lisandro UFRGS 15 PTAVI - Juergen Rochol - UFRGS 16 Colaboração - Liane Tarouco- UFRGS 17 IPv6 - Fabricio - UFRGS

Projeto QoSWare Título do projeto: QoSWare - Gerenciamento de QoS no Middleware para Aplicações em Tempo Real OBJETIVO: Avaliar o comportamento de aplicações avançadas com suporte de Qualidade de Serviço (QoS) utilizando Serviços Diferenciados na Internet2 brasileira. O projeto propõe a elaboração de aplicações "testbed" em tempo real baseadas no gerenciamento de QoS num "middleware". Nosso conceito para o middleware QoSWare: “O middleware QoSWare consiste de serviços e/ou recursos localizados entre a aplicação e a infra-estrutura de rede que provêem mecanismos para a gerência e oferta de QoS para as aplicações de tempo real”

Jogos de ação em rede Características Atraso Largura de Banda Requisitos rígidos de QoS (atraso e perda) Tráfego baixo (informações de controle) Sincronização entre usuários (estado do jogo) Atraso Sincronismo Perda de pacotes Colisão Sons Largura de Banda Carga na rede Carga nas máquinas Arquiteturas Centralizada Distribuída (com ou sem servidor)

Jogos de ação em redes Utilização de jogo comercial OBJETIVOS: Levantamento dos requisitos do middleware Familiarização com o ambiente de teste Tempo Real Sistema operacional: Linux ou Windows Jogo multiusuário com a perspectiva de primeira pessoa Utilização de um jogo de ação em redes desenvolvido no CIn/UFPE Avaliação do middleware Servir como trabalho de graduação para um aluno do CIn/UFPE Jogo multiusuário

Outros Projetos Projeto MAPPED (UFRJ, UFF, UFMG e CEDERJ): Desenvolvimento e incorporação de novas técnicas de adaptação fim-a-fim para dar maior eficiência e flexibilidade às aplicações multimídia aplicada ao ensino à distância. Projeto IQoM (UNIFACS, UFPR, UFSC, UFRGS e CPqD). Projeto InfraVIDA (UFPE, UFRN, UFBA, UNIFACS e Real Hospital Português.

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GTs da RNP2 Engenharia de Redes: Middleware: Aplicações de Redes: GT de Qualidade de Serviço; Middleware: GT de Diretórios; Aplicações de Redes: GT de Voz sobre IP, GT de Vídeo Digital, GT de Aplicações Educacionais em Rede.

GT de Vídeo Digital Iniciativas Portal de Vídeo Digital Rede de Vídeo Digital Projeto Piloto em VoD

Migração para Telefonia IP Padrões Relacionados SIP e H.323 Separação entre rede telefônica e rede de dados (Internet) Transportando tráfego de voz nas redes de dados Gatekeeper H.323 ou Servidor SIP

Objetivos do GT-VOIP Piloto VOIP Telefonia IP sobre o backbone da RNP Exercício de QoS como objetivo complementar Interação e participação em experimentos VOIP na Internet2 P&D: ações visando suporte a ambiente heterogêneo de telefonia

Aplicações educacionais em rede Learningware Ambientes de suporte à educação apoiada em tecnologia de informação e comunicação Colaboração interativa videoconferência compartilhamento de dados compartilhamento de aplicações

Videoconferência Dificuldades para implantar uma infra-estrutura Conviver com problemas operacionais ambientais falta de QoS

Coordenador local de apoio a videoconferência Uma especificação de conhecimentos necessário para a pessoa que assumir a função de coordenador local de apoio à videoconferência foi especificado pelo grupo Internet Commons Processo de certificação

GT Diretórios coordenação: Noemi Rodriguez PUC-Rio

Motivação unificação de gerência de informações serviço de catálogo diretório de pessoas ou usuários uso mais explorado iniciativas como directory of directories (DoDHE) outros usos crescendo informações sobre equipamentos e redes informações sobre informações

Diretórios - situação atual pouco uso no Brasil questões envolvidas em utilização mais ampla levantamento de aplicações usuárias potenciais definição de schemas para integração intra e inter institucional desenho de topologia adequada replicação? tratamento de questões de segurança escolha de software servidor acesso projeto piloto testes de escalabilidade e desempenho ...

Questões envolvidas muitas dessas questões são mais políticas e administrativas do que técnicas o que disponibilizar? para quem disponibilizar? envolvimento da comunidade ainda é bem pequeno  um dos objetivos do GT é justamente mudar esse quadro! tratamento de questões técnicas como disponibilizar informação? servidores APIs desenvolvimento de piloto com aplicação exemplo

Atualmente: estudo do serviço uso de servidor openldap servidor disponível para ambientes linux e windows OpenLDAP Foundation (www.openldap.org) open source geração de documentação instalação configuração do servidor estudo de mecanismos de segurança e distribuição uso de APIs C e Java problema de amarração com linguagem de programação

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A UNIFACS na RNP2 Fast Ethernet em fibra Monomodo GbE em fibra Multimodo GbE em fibra Monomodo POP-RNP2 UFBA

Objetivos Construção de uma infra-estrutura de vídeo digital com QoS Suporte à colaboração médica no telediagnóstico de pacientes e ... à formação continuada de profissionais da saúde através da educação a distância

Dados Gerais Período: 2002-2004 Parceiros: Apoio: CNPq/ProTeM/RNP UFPE UFRN UFBA UNIFACS RHP Apoio: CNPq/ProTeM/RNP Chamada CNPq 10/2001 - ProTeM/RNP 02/2001 Hospital das Clínicas

Middleware (Integração) Construção do Projeto Geo, Telemed, EAD, ... Foco Tese(s) de doutorado Dissertações Colaborações com GTs Telemed EAD Vídeo Middleware (Integração) QoS

Pesquisa e Desenvolvimento Grandes áreas envolvidas Redes Sistemas distribuídos/middleware Bancos de dados/multimídia Engenharia de software Aplicações Telemedicina Educação a distância

Repercussão do Projeto: Destaques Viabilização da qualidade de serviço e conseqüente expansão dos serviços de telemedicina para clientes em redes de alta velocidade e redes corporativas de acesso Viabilização da utilização do backbone RNP2 para diversas outras aplicações multimídia colaborativas com perfil de tráfego equivalente ao deste projeto Qualificação tecnológica dos profissionais de saúde envolvidos no projeto Estabelecimento de referências em telemedicina no país, permitindo aplicações em larga escala

Visão Geral Aplicações de Telemedicina Infraestrutura de Vídeo Digital (ênfase: telediagnóstico, segunda opinião) Infraestrutura de Vídeo Digital (com QoS) RNP2 REMAV Salvador REMAV Natal Rede de telediagnóstico e segunda opinião médica REMAV Recife

Grupos de Atividades Desenvolvimento de Aplicações: UFPE e UFBA Vídeo: UFRN QoS: UNIFACS (Universidade de Salvador) Integração: UFPE Experimentos de telemedicina e educação médica continuada: Unidade de Cardiologia Materno-Fetal (UCMF) e Ciclo do Coração do Real Hospital Português (RHP, Recife), Faculdade de Medicina (FAMED) da UFBA e Hospital das Clínicas da UFPE, UFRN

Sistemas Telediagnóstico Segunda opinião médica Vídeo sob demanda Vídeo-conferência Anotação Aprendizagem Colaboração Segurança QoS

Projeto IQoM Motivação: GT de QoS da RNP Instituições Participantes: UNIFACS / Universidade Salvador UFRGS / Instituto de Informática UFSC / Centro Tecnológico UFPR / Departamento de Informática Fundação CPqD UCL / University College London

Objetivos Implantação de uma Infra-estrutura de medições Implantação de uma arquitetura de Serviços Diferenciados

Atividades Previstas Definição de Métricas de Desempenho e Técnicas de Medição Implantação de uma Infra-estrutura de Medições Implantação de Serviços Diferenciados (DiffServ)

Métricas de Desempenho e Técnicas de Medição Investigação sobre métricas e técnicas de medição conhecidas Definição das métricas de interesse Avaliação das técnicas e plataformas de medição conhecidas para as métricas definidas Proposição de novas métricas Proposição de novas técnicas de medição

Infra-estrutura de Medições Levantamento das Plataformas de Medições Existentes Definição das Plataformas de Medição a serem utilizadas no projeto Implantação de um piloto de medições ativas Implantação de um piloto de medições passivas Implementação de procedimentos seguros para condensação e disponibilização das medidas Utilização e/ou desenvolvimento de ferramentas de análise Ambiente de Monitoração de QoS (QAME)

Implantação de Serviços Diferenciados (DiffServ) Definição das classes de tráfego e proposta de mapeamento das aplicações típicas Definição e implementação de uma arquitetura de serviços para a rede METROPOA Planejamento e implantação de ambiente Diffserv no âmbito da RMAV-FLN e RCT-SC Definição e implantação de um ambiente Diffserv na UNIFACS Integração dos ambientes locais através da RNP2 e internacional com a UCL

Ambiente Diffserv na UNIFACS (1) Etapas: Implantação de infra-estrutura de roteadores (PC Linux-based) e plataforma de coleta de dados (em fase de levantamento e implementação) Implantação do serviço DiffServ em roteadores com código aberto (operacional) Proposta de configuração (Ad Hoc) para Agregação de Serviços Multimídia (em geral) e Aplicações de Telemedicina e VoIP (integrado com projeto Infra-Vida/ CNPq - vídeo) em particular

Ambiente Diffserv na UNIFACS (2) Monitoração de comportamento de tráfego para a configuração proposta: Definição de cenários de teste Medições e comparação com simulação (NS/ VoIP) Adaptação de configuração para diferentes topologias de rede (Ad Hoc e/ou metodologia) Avaliação dos limites operacionais para a configuração e topologias investigadas Elaboração de procedimentos operacionais (implantação e testes) para operação em piloto RNP

Benefícios do Projeto (1/2) Domínio da tecnologia conhecida para medições em redes Desenvolvimento de ferramentas e possivelmente de técnicas para medições Implantação de infra-estrutura piloto de medições na RNP2 Elaboração de procedimentos sugeridos de medição para a RNP2 e backbones similares

Benefícios do Projeto (2/2) Implantação de testbeds locais para serviços diferenciados (dentro de mesmos domínios) Integração dos testbeds entre diversos domínios, e análise do comportamento dos tráfegos de serviços diferenciados

Objetivos Definição/detalhamento de uma Arquitetura de Serviços com Diferenciação de QoS para a RNP2 Implementação de uma Infra-estrutura de Medições com a finalidade de monitorar a QoS que está sendo oferecida para as diversas classes de serviços

Qualidade de Serviço Recomendação E.800: Efeito coletivo do desempenho do serviço e que determina o grau de satisfação do usuário deste serviço. Novidade das redes integradas e mais recentemente da Internet: oferecimento de serviços que atendam os diferentes requisitos de QoS das aplicações. Quantitativamente, a QoS para uma dada aplicação pode ser expressa através de um conjunto de parâmetros mensuráveis tais como retardo máximo, variação máxima do retardo, percentual máximo de perdas, etc.

Arquiteturas de Serviços Melhor Esforço (Best Effort) Serviços Integrados (IntServ) Serviços Diferenciados (DiffServ)

Alternativas de Serviços Nobres (Elevated) Premium (QPS e SEQUIN) Olympic Best Effort Plebeus (Non-Elevated) Scavenger (QBSS) Alternative Best Effort (ABE) Best-Effort Differentiated Service (BEDS)

Propostas de Projetos Piloto Levantamento da Demanda por QoS: Projetos de redes avançadas Questionário. Definição de uma arquitetura de QoS para a RNP Quais serviços atendem melhor a demanda por QoS (Premium, Scavenger, etc.)? Dimensionamento do serviço Retomada dos testes no backbone da RNP com Serviços Diferenciados. Pilotos com os Serviços escolhidos Medições específicas para avaliar o benefício e o impacto da implementação destes serviços

Infra-Estrutura de Medições Necessidade de monitorar o tráfego para checar se os objetivos de QoS estão sendo atendidos. Falta de um diagnóstico rico e preciso sobre informações específicas do tráfego e sua tendência. Necessidade de visualização permanente das características do tráfego. Necessidade de visualização dos fluxos de tráfegos entre os diversos POPs da rede.

Objetivos Avaliar os recursos oferecidos pelas ferramentas existentes no mercado, levando em consideração o tipos de medição e as métricas de desempenho. Desenvolver um ambiente de coleta, acompanhamento e apresentação de resultados sobre as características da rede. Obter um ambiente que permita uma análise mais precisa da rede para definir a prioridade dos serviços. Responder às seguintes questões: Qual é a composição do tráfego? O que priorizar? Quais são as origens e destinos do tráfego?

Métricas de Interesse Largura de banda Atraso Jitter Perda de pacotes Utilização Caracterização do tráfego

Tipos de Medições Ativas – São gerados pacotes de teste e monitorado o desempenho para os mesmos através da rede. Problemas: falta de sincronização dos relógios e tráfego extra na rede. Ideais para medições de Jitter, atraso, perda e latência. Passivas – são coletadas informações sobre todos os pacotes que trafegam na rede sem fazer nenhuma interferência. Requer maior investimento na infra-estrutura de equipamentos. Ideais para medições de caracterização de tráfego, utilização.

Experiência da RNP As estatísticas atuais são baseadas no MRTG

Propostas de Projetos Piloto Num primeiro momento, os esforços serão direcionados para a caracterização do tráfego. Determinar: Quanto do tráfego está sendo destinado para cada serviço; A origem e destino de um tráfego; Maior diagnóstico da rede.

Propostas de Projetos Piloto Utilização do Netflow/NetraMet/Flow-tools Experimentos iniciais no PoP-BA (UFBa) e UNIFACS Exemplos de resultados: http://netflow.internet2.edu

Projeto FAPESB Parceria: UNIFACS e UFBa Testbed Gigabit Ethernet Aplicações alvo: Telemedicina Geoprocessamento.