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Internet 2 na UNIFACS
Prof. José Augusto Suruagy MonteiroMestrado Profissional em Redes de Computadoreswww.nuperc.unifacs.br/suruagy
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Roteiro
A Internet2A RNP2Projetos de Redes AvançadasGTs da RNP2A UNIFACS na RNP2:
o Projeto InfraVIDAo Projeto IQoMo GT-QoSo Projeto FAPESB
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O Projeto Internet 2
http://www.internet2.eduCriado em 10/1996 por 34 Universidades,
conta hoje com 200.Envolve também:
o 64 empresaso 37 institutos de pesquisa (incluindo 9
laboratórios governamentais)o Mais de 30 parceiros internacionaiso Parceiros de agências federaiso Conta com cerca de 25 funcionários
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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.
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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
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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.
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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
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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
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Aplicações Avançadas
Computação DistribuídaLaboratórios VirtuaisBibliotecas DigitaisAprendizado DistribuídoVídeo DigitalTeleimersãoCombinação de todas acima
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Atributos das Aplicações
Colaboração interativa Acesso em tempo real
a recursos remotos
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Atributos, cont.
Computação distribuída e mineração de dados de larga escala
Realidade virtual compartilhada
Qualquer combinação das aplicações acima
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Roteiro
A Internet2A RNP2Projetos de Redes AvançadasGTs da RNP2A UNIFACS na RNP2:
o Projeto InfraVIDAo Projeto IQoMo GT-QoSo Projeto FAPESB
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REMAVs
REMA
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REMA
Parceiros: UFBA, Governo do Estado, CONDER, PMS, TELEMAR, UCSal
www.rema.ufba.br
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Backbone da RNP2
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Roteiro
A Internet2A RNP2Projetos de Redes AvançadasGTs da RNP2A UNIFACS na RNP2:
o Projeto InfraVIDAo Projeto IQoMo GT-QoSo Projeto FAPESB
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I2TV
InfraInfra--estruturaestrutura para Desenvolvimento e para Desenvolvimento e Teste de Ferramentas e Programas para Teste de Ferramentas e Programas para TV InterativaTV Interativa
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Participantes
Em Natal, a UFRN e a TV UniversitáriaNo Rio de Janeiro, a PUC-Rio e a TVEEm São Paulo, a USP e a TV Cultura SPEm Florianópolis, a UFSC e a TV Cultura SCInteressados– TV Cabugi (Globo no RN)– CaboTV (operadora de TV a Cabo em Natal)– ITV Solutions (desenvolvedores de programas para TV
Interativa em Campinas)
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Resultados Esperados
Servidor– Estender o servidor de Dynavideo para difusão de programas
de TV InterativaCliente– Desenvolver um set-top box
• Adaptação do computador popular ou projetar hardware específico
– Instalar ambientes Linux e Windows CE e desenvolver clientes com suporte para programas Java TV e Microsoft TV
– Adaptar o formatador de documentos multimídia HyperPropRede– Desenvolver programas exemplo e realizar experimentos
com transmissão
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Projeto ED-ReMAV Curitiba
Projetos em andamento:o A Ferramenta ED
Auxiliar a comunicação aluno-professor via web
o Laboratório de Telemediçãoo Garantia de QoS em TCP/IP
Oferecer garantia de qualidade aos serviços disponibilizados pelo ED
o TourGuide Quadro-branco compartilhado
o Uma Ferramenta Distribuída para Cálculo de Conectividade de Redes de Topologia Arbitrária
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LaboratóriosLaboratórios dede Redes AvançadasRedes Avançadas --CuritibaCuritiba: Gigabit Ethernet : Gigabit Ethernet ((em implantaçãoem implantação))
PUC/PPGIA
UFPR/DInf.
RNP/POP
CEFET/CPGEI
CITS
Legenda
Gb LXGb CXFast Ether
L3 L3
L3
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METROPOA2A rede Metropolitana da
Grande Porto AlegreLiane Tarouco
UFRGS
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Descrição
O projeto busca construir ambiente de suporte a colaboração usando multimídia interativa contemplando:o Videoconferência e compartilhamento de
dadoso Video sob demanda com adaptabilidade e
possibilidade de acesso a conteúdo indexadoo Jogos interativoso Gerenciamento da rede com vistas a assegurar
Qos para estas aplicações críticas
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Mapa geográfico
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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
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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
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Atividades
12 Videoconnferência/videomonitoramento - Ricardo Balbinot - PUC/RS
13 QAME - Lisandro Granville /João Netto - UFRGS
14 Middleware - Lisandro UFRGS15 PTAVI - Juergen Rochol - UFRGS16 Colaboração - Liane Tarouco- UFRGS17 IPv6 - Fabricio - UFRGS
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Andamento das atividades
Apresentação do Apresentação do Projeto QoSWareProjeto QoSWare
Setembro, 2002
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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 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 “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”
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Jogos de ação em rede
Característicaso Requisitos rígidos de QoS (atraso e perda)o Tráfego baixo (informações de controle)o Sincronização entre usuários (estado do jogo)
Atrasoo Sincronismoo Perda de pacoteso Colisãoo Sons
Largura de Bandao Carga na redeo Carga nas máquinas
Arquiteturaso Centralizadao Distribuída (com ou sem servidor)
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Jogos de ação em redes Utilização de jogo comercial
o OBJETIVOS: Levantamento dos requisitos do middleware Familiarização com o ambiente de teste
o Tempo Real o Sistema operacional: Linux ou Windowso Jogo multiusuário com a perspectiva de primeira pessoa
Utilização de um jogo de ação em redes desenvolvido no CIn/UFPEo OBJETIVOS:
Avaliação do middleware Servir como trabalho de graduação para um aluno do CIn/UFPE
o Tempo Realo Sistema operacional: Linux ou Windowso Jogo multiusuário
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40
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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Roteiro
A Internet2A RNP2Projetos de Redes AvançadasGTs da RNP2A UNIFACS na RNP2:
o Projeto InfraVIDAo Projeto IQoMo GT-QoSo Projeto FAPESB
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42
GTs da RNP2
Engenharia de Redes: o GT de Qualidade de Serviço;
Middleware: o GT de Diretórios;
Aplicações de Redes: o GT de Voz sobre IP, o GT de Vídeo Digital,o GT de Aplicações Educacionais em Rede.
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43
Guido Lemos de Souza [email protected]
Workshop de Redes Avançadas – Rio de J aneiro – Set/ 2002
Relatório de AtividadesRelatório de Atividades
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44
GT de Vídeo Digital
Iniciativaso Portal de Vídeo Digitalo Rede de Vídeo Digitalo Projeto Piloto em VoD
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45Set/02 WRA-RNP2 GT-VOIP
GT-VOIP
Workshop de Redes Avançadas da RNP
Paulo Aguiar
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Migração para Telefonia IP
Padrões Relacionados SIP e H.323
Rede WANInstitucional
Rede LocalInstituição 1
LaptopLaptop
Laptop LaptopLaptop
Laptop
Rede LocalInstituição 2
INTERNET
CentralTelefônica
CentralTelefônica
PSTNRede Telefônica
ConvencionalTelefone
Telefone
Fax
Telefone
Separação entre rede telefônica
e rede de dados (Internet)
Separação entre rede telefônica
e rede de dados (Internet)
GatewayIP/PSTN
GatewayIP/PSTN
Transportando tráfego de
voz nas redes de dados
Transportando tráfego de
voz nas redes de dados
ServidorTelefonia IP
ServidorTelefonia IP
Telefone IPem software
Telefone IPem software
Gatekeeper H.323 ou Servidor SIP
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47
Objetivos do GT-VOIP
Piloto VOIPo Telefonia IP sobre o backbone da RNPo Exercício de QoS como objetivo complementar
Interação e participação em experimentos VOIP na Internet2
P&D: ações visando suporte a ambiente heterogêneo de telefonia
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48
Grupo de Trabalho RNP: Aplicações educacionais em
rede
Liane Tarouco
UFRGS
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49
Aplicações educacionais em rede
Learningwareo Ambientes de suporte à educação apoiada em
tecnologia de informação e comunicaçãoo Colaboração interativa
videoconferência compartilhamento de dados compartilhamento de aplicações
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50
Videoconferência
Dificuldades para implantar uma infra-estruturao Conviver com problemas
operacionais ambientais falta de QoS
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51
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
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52
GT Diretórios
coordenação:Noemi Rodriguez
PUC-Rio
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Motivação
unificação de gerência de informaçõesserviço de catálogodiretório de pessoas ou usuários
o uso mais exploradoo iniciativas como directory of directories
(DoDHE)
outros usos crescendoo informações sobre equipamentos e redeso informações sobre informações
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Diretórios - situação atual
pouco uso no Brasil questões envolvidas em utilização mais ampla
o levantamento de aplicações usuárias potenciaiso definição de schemas para integração intra e inter
institucionalo desenho de topologia adequada
replicação?o tratamento de questões de segurançao escolha de software
servidor acesso
o projeto pilotoo testes de escalabilidade e desempenhoo ...
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55
Questões envolvidas
muitas dessas questões são mais políticas e administrativas do que técnicaso o que disponibilizar?o para quem disponibilizar?
envolvimento da comunidade ainda é bem pequeno um dos objetivos do GT é justamente mudar esse quadro!o tratamento de questões técnicas
como disponibilizar informação?• servidores• APIs
o desenvolvimento de piloto com aplicação exemplo
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56
Atualmente: estudo do serviço
uso de servidor openldapo servidor disponível para ambientes linux e windowso OpenLDAP Foundation (www.openldap.org)
open source
o geração de documentação instalação configuração do servidor
estudo de mecanismos de segurança e distribuição uso de APIs C e Java
o problema de amarração com linguagem de programação
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57
Roteiro
A Internet2A RNP2Projetos de Redes AvançadasGTs da RNP2A UNIFACS na RNP2:
o Projeto InfraVIDAo Projeto IQoMo GT-QoSo Projeto FAPESB
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58
A UNIFACS na RNP2
GbE em fibra Multimodo GbE em fibra Monomodo
POP-RNP2UFBA
Fast Ethernet em fibra Monomodo
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59Workshop Redes Avançadas - IMPA, RJ, 24-25 de outubro de 2002
Projeto Projeto InfraVIDAInfraVIDAInfraestrutura Infraestrutura de Vídeo Digital para Aplicações de de Vídeo Digital para Aplicações de TelemedicinaTelemedicina
Carlos A. G. FerrazCoordenador GeralCentro de Informá[email protected]
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60
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
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61
Dados Gerais
Período: 2002-2004Parceiros:
o UFPEo UFRNo UFBAo UNIFACSo RHP
Apoio: CNPq/ProTeM/RNPo Chamada CNPq 10/2001 - ProTeM/RNP 02/2001
Hospitaldas Clínicas
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62
Construção do Projeto
Geo, Telemed, EAD, ...
Foco
Telemed EAD
Vídeo
Middleware (Integração)
QoS
• Tese(s) de doutorado
•Dissertações
•Colaborações com GTs
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Pesquisa e Desenvolvimento
Grandes áreas envolvidaso Redeso Sistemas distribuídos/middlewareo Bancos de dados/multimídiao Engenharia de software
Aplicaçõeso Telemedicinao Educação a distância
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64
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
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65
RNP2RNP2
Visão Geral
Aplicações de TelemedicinaAplicações de Telemedicina(ênfase: telediagnóstico, segunda opinião)(ênfase: telediagnóstico, segunda opinião)
Infraestrutura de Vídeo DigitalInfraestrutura de Vídeo Digital(com QoS)(com QoS)
REMAVSalvador
REMAVSalvador
REMAVRecife
REMAVRecife
REMAVNatal
REMAVNatal
Rede de Rede de telediagnóstico e telediagnóstico e segunda opinião segunda opinião médicamédica
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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
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Sistemas
Telediagnóstico Segunda opinião médica Vídeo sob demanda Vídeo-conferência Anotação Aprendizagem Colaboração Segurança QoS
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IQoMInfra-estrutura para Medição
de QoS e Implantação de Serviços Diferenciados
José Augusto Suruagy MonteiroJosé Augusto Suruagy Monteiro
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69
Projeto IQoM
Motivação: GT de QoS da RNPInstituições Participantes:
o UNIFACS / Universidade Salvadoro UFRGS / Instituto de Informáticao UFSC / Centro Tecnológicoo UFPR / Departamento de Informáticao Fundação CPqD o UCL / University College London
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70
Objetivos
Implantação de uma Infra-estrutura de medições
Implantação de uma arquitetura de Serviços Diferenciados
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71
Atividades Previstas
Definição de Métricas de Desempenho e Técnicas de Medição
Implantação de uma Infra-estrutura de Medições
Implantação de Serviços Diferenciados (DiffServ)
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72
Métricas de Desempenho e Técnicas de Medição
Investigação sobre métricas e técnicas de medição conhecidas
Definição das métricas de interesseAvaliação das técnicas e plataformas de
medição conhecidas para as métricas definidas
Proposição de novas métricasProposição de novas técnicas de medição
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73
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)
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74
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
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75
Ambiente Diffserv na UNIFACS (1)
Etapas:o Implantação de infra-estrutura de roteadores (PC
Linux-based) e plataforma de coleta de dados (em fase de levantamento e implementação)
o Implantação do serviço DiffServ em roteadores com código aberto (operacional)
o 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
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76
Ambiente Diffserv na UNIFACS (2)
o 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)
o Avaliação dos limites operacionais para a configuração e topologias investigadas
o Elaboração de procedimentos operacionais (implantação e testes) para operação em piloto RNP
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77
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
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78
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
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79© 2002 – RNP
GT-QoSRNP2
J osé Augusto Suruagy MonteiroLeobino SampaioMércia E. B. Figueredo
Setembro de 2002
© 2002 – RNP
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80
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
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81
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.
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Arquiteturas de Serviços
Melhor Esforço (Best Effort)Serviços Integrados (IntServ)Serviços Diferenciados (DiffServ)
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Alternativas de Serviços
Nobres (Elevated)o Premium (QPS e SEQUIN)o Olympic
Best EffortPlebeus (Non-Elevated)
o Scavenger (QBSS)o Alternative Best Effort (ABE)o Best-Effort Differentiated Service (BEDS)
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Propostas de Projetos Piloto
Levantamento da Demanda por QoS:o Projetos de redes avançadaso Questionário.
Definição de uma arquitetura de QoS para a RNPo Quais serviços atendem melhor a demanda por QoS
(Premium, Scavenger, etc.)?o 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
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85
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.
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86
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:o Qual é a composição do tráfego?o O que priorizar?o Quais são as origens e destinos do tráfego?
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87
Métricas de Interesse
Largura de bandaAtrasoJitterPerda de pacotesUtilizaçãoCaracterização do tráfego
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88
Tipos de Medições
Ativas – São gerados pacotes de teste e monitorado o desempenho para os mesmos através da rede.o Problemas: falta de sincronização dos relógios e tráfego
extra na rede.o 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.o Requer maior investimento na infra-estrutura de
equipamentos.o Ideais para medições de caracterização de tráfego,
utilização.
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89
Experiência da RNP
As estatísticas atuais são baseadas no MRTG
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90
Propostas de Projetos Piloto
Num primeiro momento, os esforços serão direcionados para a caracterização do tráfego.
Determinar:o Quanto do tráfego está sendo destinado para
cada serviço;o A origem e destino de um tráfego;o Maior diagnóstico da rede.
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91
Propostas de Projetos Piloto
Utilização do Netflow/NetraMet/Flow-toolsExperimentos iniciais no PoP-BA (UFBa) e
UNIFACSExemplos de resultados:
o http://netflow.internet2.edu
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92
Projeto FAPESB
Parceria: UNIFACS e UFBaTestbed Gigabit EthernetAplicações alvo:
o Telemedicinao Geoprocessamento.