Simulação de REDE ÓPTICA - OPNET

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UNIVERSIDADE DA AMAZNIA CENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO DE BACHARELADO EM CINCIA DA COMPUTAO DIONSIO SMITH NUNES JONAS SILVA DE ANDRADE MARCELO RIBEIRO BAZLIO

SIMULAO DE REDE METROPOLITANA PTICA UTILIZANDO OPNET: UM ESTUDO DE CASO

Belm/PA 2005

2 UNIVERSIDADE DA AMAZNIA CENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO DE BACHARELADO EM CINCIA DA COMPUTAO DIONSIO SMITH NUNES JONAS SILVA DE ANDRADE MARCELO RIBEIRO BAZLIO

SIMULAO DE REDE METROPOLITANA PTICA UTILIZANDO OPNET: UM ESTUDO DE CASOTrabalho de concluso de curso apresentado como parte dos requisitos necessrios obteno do grau de Bacharel em Cincia da Computao, ao CCET(Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas). Orientador: Prof. M.Sc. Afonso J. F. Cardoso.

Belm/PA 2005

3 UNIVERSIDADE DA AMAZNIA CENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO DE BACHARELADO EM CINCIA DA COMPUTAO DIONSIO SMITH NUNES JONAS SILVA DE ANDRADE MARCELO RIBEIRO BAZLIO

SIMULAO DE REDE METROPOLITANA PTICA UTILIZANDO OPNET: UM ESTUDO DE CASOTrabalho de concluso de curso apresentado como parte dos requisitos necessrios obteno do grau de Bacharel em Cincia da Computao, ao CCET(Centro de Cincias Exatas e Tecnolgicas). Orientador: Prof. M.Sc. Afonso J. F. Cardoso. Data da defesa: ___/____/______ Conceito: ___________________ Banca Examinadora Prof. M.Sc. Afonso Jorge Ferreira Cardoso Depto. Informtica/UNAMA Orientador Prof. M.Sc. Ananias Pereira Neto Depto. Informtica/UNAMA Membro Prof. Dra. Thienne Mesquita Johnson Depto. Informtica/UNAMA Membro

4 AGRADECIMENTOS Agradeo, primeiramente, a Deus, por tudo que me proporcionou nesta caminhada, em busca desta conquista e aos professores do curso de Cincia da Computao, por terem compartilhado com todos ns seus conhecimentos, contribuindo assim para nossa formao profissional e, especialmente, aos meus pais e amigos, por terem sempre me apoiado em tudo. Dionsio Smith Nunes

Agradeo a Deus, meus amigos e familiares por me darem apoio incondicional durante estes quatro anos de caminhada e aos professores, em geral, por terem nos ensinado a transpor estes desafios. Jonas Silva de Andrade

Agradeo a Deus, aos meus pais e amigos por terem me acompanhado nessa caminhada de altos e baixos, dando-me a oportunidade de poder chegar aonde cheguei ao longo desses anos, porque com certeza sempre estivemos juntos em diversas dificuldades e que agora, espero retribuir com meu esforo profissional. Marcelo Ribeiro Bazlio

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Dedicamos este trabalho aos nossos familiares e amigos, por terem ao longo dessa caminhada, nos dado apoio e incentivo, permitindo-nos chegar aonde chegamos.

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No tenha medo dos Homens, Ns somos os Homens Albert Einstein.

vii 7 RESUMO A necessidade de instalao de Redes de Alta Velocidade, nas regies Metropolitanas, cada vez maior. Na regio Metropolitana de Belm, por exemplo, est sendo instalado a METROBEL, que tem por objetivo interligar diversas Instituies de Pesquisa e Ensino, tanto Pblicas quanto Privadas. Este trabalho apresenta um Estudo de Caso, baseado na estrutura proposta para a METROBEL. O objetivo verificar que tipo de tecnologia de rede, que utiliza a Fibra ptica, demonstra melhor desempenho. Para tanto, optou-se pelas tecnologias FDDI e ATM. A escolha foi feita considerando que j existem Redes Metropolitanas que usam tais solues e que esto disponveis no Simulador usado: O OPNET Modeler, verso acadmica. PALAVRAS-CHAVE: Redes, Redes pticas, Redes Metropolitanas, METROBEL, Fibra ptica, OPNET, FDDI, ATM.

viii 8 ABSTRACT The installation of Networks High Speed, in Metropolitan Regions, is becoming a big necessity. In Metropolitan Region of Belm City, for example, is being installed the METROBEL, which have for objective to interconnect various Institutions of Research and Education, being Publics and Private Institutions. That project presents a Study of Case, based on the structure proposed for METROBEL. The objective is to verify what kind of technology that uses Optic Fiber demonstrates better performance. To attend that project was choice the technologies FDDI and ATM. The choice was made considering that already exists Networks Metropolitans which uses such solutions and that are available in the used Simulator: OPNET Modeler, Academic Version. KEYWORDS: Network, Optical Networks, Metropolitan Network, METROBEL, Optical Fiber, OPNET, FDDI, ATM.

ix 9 LISTA FIGURAS FIGURA 2.1 FIGURA 2.2 FIGURA 2.3 FIGURA 2.4 FIGURA 2.5 FIGURA 2.6 FIGURA 2.7 FIGURA 2.8 FIGURA 2.9 FIGURA 2.10 Grfico de Custo/Benefcio para a METROBEL.................................. 19 A estrutura de uma Fibra ptica............................................................ 20 Implantao de Fibra ptica em Postes de Energia.............................. 20 Fibra Multimodo (A) e Monomodo (B)................................................ 21 Funcionamento de uma rede Orientada Conexo............................... 23 Arquitetura X.25.................................................................................... 24 Arquitetura Frame Relay....................................................................... 25 Arquitetura ATM................................................................................... 27 Redes FDDI com dois Anis Alternativos............................................ 28 Redes FDDI usando um anel alternativo em (a), em (b) falha em um dos anis e o outro assumindo, em (c) os dois anis falham devido um ponto que j sinaliza a falha, (d) o restabelecimento do anel no ponto onde ocorreu a falha.................................................................... 29 FIGURA 2.11 FIGURA 2.12 FIGURA 3.1 FIGURA 3.2 FIGURA 3.3 FIGURA 3.4 FIGURA 4.1 FIGURA 4.2 FIGURA 4.3 FIGURA 4.4 FIGURA 4.5 FIGURA 4.6 FIGURA 4.7 FIGURA 4.8 FIGURA 4.9 FIGURA 4.10 Exemplo de multiplexao num Sistema WDM................................... 29 Exemplo de transmisso num Sistema WDM....................................... 31 Exemplo de redes Multiprotocoladas.................................................... 34 Tela inicial do Simulador OPNET......................................................... 36 Exemplo de um N composto............................................................... 37 Formato de um pacote configurado no Editor de Formato de Pacote... 38 Rede METROBEL: topologia, Instituies de Pesquisa e Ensino........ 41 Distncia(estimada ) entre pontos participantes da rede..................... 42 Cenrio n 01 Localizao no Mapa da Rede METROBEL.............. 42 Cenrio n 02 pontos da Rede Metropolitana..................................... 43 Cenrio n 03 Subrede de um dos Campus(UFPA)............................ 43 Paleta de Ferramentas configurada para a tecnologia ATM.................. 44 Exemplo de Edio de Atributos de um Objeto no OPNET................. 45 Tempo Mdio de Resposta da Aplicao FTP para FDDI.................... 48 Trfego mdio dos enlaces entre as subredes FDDI.............................. 49 Delay mdio para a FDDI Metropolitana.............................................. 50

x 10 FIGURA 4.11 FIGURA 4.12 FIGURA 4.13 FIGURA 4.14 FIGURA 4.15 FIGURA 4.16 FIGURA 4.17 FIGURA 4.18 Tempo Mdio de resposta da Aplicao FTP para ATM...................... 51 Trfego mdio dos enlaces entre as subredes ATM.............................. 51 Delay mdio para a rede ATM Metropolitana....................................... 52 Configurao dos Parmetros Comuns s duas Simulaes................. 53 Configurao das Aplicaes para um N Cliente ou Servidor............ 54 Configurao do Perfil de Clientes e Servidores................................... 54 Comparao de resultados do tempo mdio de resposta das aplicaes FTPs para as duas tecnologias............................................. 55 Comparao de Trfego mdio entre as duas Tecnologias................... 56

xi LISTA DE TABELAS TABELA 2.1- Tabela de Iniciativas de Projetos de redes Metropolitanos.............................. 18 TABELA 4.1- Arquitetura usada na rede FDDI...................................................................... 46 TABELA 4.2- Relatrio Geral da Simulao FDDI................................................................ 48 TABELA 4.3- Arquitetura usada na rede ATM ...................................................................... 47 TABELA 4.4- Relatrio Geral da Simulao ATM ................................................................ 50

xii 12 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS AAL ATM BER CEFET CELPA CESUPA CWDM DWDM EMBRAPA EMBRATEL FDDI FFDT FRADs FTP HTTP ICI IEEE LAN LAPB LLC MAC MAN MCT METROBEL MPEG MPLS OPNET OSI PDF REDECOMEP REMAV ATM Adaptation Layer Asynchronous Transfer Mode Bit Error Rate Centro Federal de Educao Tecnolgica Companhia Eltrica do Estado d Par Centro de Ensino Superior do Par Coarse Wave Division Multiplexing Dense Wavelength Division Multiplexing Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria Empresa Brasileira de Telecomunicaes Fiber Distributide Data Interface FDDI Full Duplex Tecnology Frame-Relay Access Devices File Tranfer Protocol Hypper Text Tranfer Protocol Interface Control Information Institute of Eletrical and Eletronics Engineer Local Area Network Link Access Procedure/Protocol Balanced Logical Link control Medium Access Control Metropolitan Area Network Ministrio de Cincia e Tecnologia Rede Metropolitana de Belm Museu Paraense Emlio Goeldi Multi Protocol Label Switching Optimizing Network Engineering Tools Open System Interconection Probability Dense Function Redes Comunitrias Metropoitanas de Educao e Pesquisa Rede Metropolitana de Alta Velocidade

xiii 13 RNP SDH/SONET TCP/IP UEPA UFPA UFRA UNAMA VoIP WAN WDM Rede Nacional de Pesquisa Synchronous Digital Hierarchy/ Synchronous Optical Network Tranfer Control Protocol/Internet Protocol Universidade Estadual do Par Universidade Federal do Par Universidade Federal Rural da Amaznia Universidade da Amaznia Voz Sobre IP World Area Network Wavelength Division Multiplexing

SUMRIO RESUMO..................................................................................................................................vii ABSTRACT............................................................................................................................viii LISTA DE FIGURAS................................................................................................................ix LISTA DE TABELAS...............................................................................................................xi LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS..............................................................................xii 1 - INTRODUO...................................................................................................................16 2 - REDES PTICAS...............................................................................................................18 2.1 - Histrico e Motivao ................................................................................................ 18 2.2 - A Fibra ptica............................................................................................................ 20 2.3 - Anlise e evoluo das Redes pticas. ...................................................................... 22 2.3.1 - Redes X.25 ...................................................................................................... 24 2.3.2 - Redes Frame Relay ......................................................................................... 25 2.3.3 - Redes ATM(Asynchronous Transfer Mode) ................................................... 26 2.3.4 - Redes FDDI(Fiber Distributed Data Interface).............................................. 27 2.3.5 - Redes WDM (Wavelength Division Multiplexing) ......................................... 29 2.3.5.1 - Caractersticas do WDM...................................................................30 3 - SIMULAO DE REDES..................................................................................................32 3.1 - O Processo de simulao............................................................................................ 32 3.2 - Tipos de Software para Simulao............................................................................. 32 3.2.1 - Linguagens gerais de simulao..................................................................... 32 3.2.3 - Linguagens de simulao orientadas s redes de comunicaes.................... 33 3.3 - Desafios e caractersticas desejveis na simulao .................................................... 33 3.4 - Modelamento de Redes para a Escolha de um Simulador ......................................... 34 3.5 - Introduo ao OPNET Modeler ............................................................................... 35 3.5.1 - Ambiente de Simulao do OPNET Modeler............................................... 35 3.5.2 - O Editor de Projeto.......................................................................................... 36 3.5.3 - O Editor de Ns.............................................................................................. 36 3.5.4 - O Editor de modelos de Processos .................................................................. 37 3.5.5 - O Editor de Modelo de Links .......................................................................... 37 3.5.6 - O Editor de Path.............................................................................................. 37 3.5.7 - O Editor de Formato de Pacote ....................................................................... 38 3.5.8 - O ICI Editor..................................................................................................... 38

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3.5.9 - O Editor de Curva de Modulao.................................................................... 38 3.5.10 - O PDF Editor................................................................................................. 38 3.5.11 - O Editor de Estatstica................................................................................... 39 3.5.12 - Simulador de Seqncias .............................................................................. 39 3.5.13 - O Editor de Filtros......................................................................................... 39 4 - ESTUDO DE CASO............................................................................................................40 4.1 - Introduo.................................................................................................................... 40 4.2 - Coleta de Dados...........................................................................................................40 4.3 - A Simulao.................................................................................................................41 4.3.1 - O primeiro passo...................................................................................... ........41 4.3.2 - O Segundo Passo..............................................................................................42 4.3.3 - O Terceiro Passo..............................................................................................45 4.3.4 - O Quarto Passo.................................................................................................46 a) Definio de Ns para as tecnologia FDDI e ATM.....................................46 b) Coleta de estatstica para as tecnologias FDDI e ATM...............................47 4.3.5 - O Quinto passo.................................................................................................51 5 - CONCLUSES...................................................................................................................57 REFERNCIAS........................................................................................................................57

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1 INTRODUO

O projeto, desenvolvimento e implantao de redes de computadores, em reas de abrangncias significativas (Redes Metropolitanas), conhecidas como MAN(Metropolitan Area Network), uma tarefa complexa, pelas mltiplas variveis fsicas e lgicas (topologia, cabos, protocolos, enlaces, etc.) existentes e pelas distintas caractersticas, especificaes e padronizaes. Quando elas se cruzam, num conjunto, para atingir um objetivo comum, mostram um determinado desempenho, que pode no corresponder s expectativas. Hoje, com o avano das tecnologias na rea de redes de computadores, o projeto de um modelo do mundo real, caminha cada vez mais para se tornar uma tarefa simples. Para tanto, pode-se utilizar ferramentas, como por exemplo, os simuladores de redes. Esses simuladores do suporte a praticamente todos os prottipos de rede e possibilitam a criao de um ambiente lgico, controlado, com adequaes de projeto, antes que seja implantado. Dessa forma, possvel testar, antecipadamente, o desempenho da rede, assim como, calcular seu custo / benefcio [MEN03]. Este trabalho apresenta a simulao de uma rede metropolitana baseada em algumas caractersticas da METROBEL(Rede Metropolitana de Belm), que se prope interligar diversas Instituies de Pesquisa e Ensino, localizadas na cidade de Belm, Estado do Par, atravs de uma rede de alta velocidade [ABL05]. A simulao verifica o comportamento no ambiente de simulao de uma rede com cabeamento ptico, comparando duas tecnologias: FDDI(Fiber Distributed Data Interface) e ATM(Asynchronous Transfer Mode). As informaes utilizadas na simulao, foram obtidas em documentos formais [ABE05], com tcnicos da UFPA(Universidade Federal do Par) responsveis pelo projeto e implantao da rede METROBEL, assim como observaes in loco. A simulao foi realizada em um microcomputador Athlon XP 2000, de 1.67 GHz, com Windows XP e 256 mb de memria. O software utilizado foi o OPNET IT Guru Academic Edition 9.1 Trial. O trabalho est estruturado em 5 captulos. No captulo 2 so descritas as caractersticas de redes cabeadas para regies metropolitanas, assim como um breve histrico sobre a evoluo da tecnologia e dos padres adotados pelo IEEE(Institute of Electrical and Eletronics Engineers ) dos Estados Unidos. O captulo 3 descreve o processo de simulao de redes de computadores e apresenta o simulador adotado neste trabalho: o OPNET(Optimizing Network Engineering Tools), em sua verso acadmica. No captulo 4 apresentado o estudo

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de caso (METROBEL), baseado na rea metropolitana de Belm, o ambiente de simulao para comparao das tecnologias: FDDI e ATM e os resultados obtidos. Finalmente, no captulo 5, apresentada a anlise conclusiva do trabalho.

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2 - REDES PTICAS 2.1 - Histrico e Motivao Hoje, com o rpido crescimento na demanda de trfego de informaes em Redes de Computadores, necessrio fazer expanses para que todos os servios requeridos sejam atendidos, pois tcnicas de transmisso, integrao crescente de recursos multimdia, de aplicaes avanadas e com cargas de peso e responsabilidades elevadas, esto sendo implementadas e realmente implantadas com um percentual de desempenho progressivo, com Custo/Benefcio significativo [GOM05]. Acompanhando o ciclo evolutivo das redes de computadores, dando-se nfase s tecnologias que mais caracterizam esta evoluo, pode-se traar um grfico em que se verifica dentro de um perodo o quo grande ser o retorno (Custo/Benefcio), por exemplo, para uma REDECOMEP (Redes Comunitrias Metropolitanas de Educao e Pesquisa), que atravs de recursos federais, investiram e ainda investem maciamente, para que o futuro seja bastante promissor. Os investimentos nas tecnologias de redes de informaes em longas distncias para uma posterior implantao, comearam a ter melhor infra-estrutura na dcada de 90, mais precisamente em 1997. Os investidores comearam a entender o carter social e benfico com os avanos de integrao, velocidade e segurana trariam para as Comunidades de Pesquisa e Conhecimento, que de fato, usufruindo destes recursos, satisfazem prioritariamente as produes cientficas, e podemos Identificar na Tabela 2.1 alguns destes investimentos.Tabela 2.1 - Tabela de Iniciativas de projetos de redes Metropolitanos

1997 REMAVs 2002 Projeto Giga

14 consrcios de redes metropolitanas Infra-estrutura velocidade ptica baseada em tecnologias DWDM/CWDM para uso em experimentos de alta

2004 Rede METROBEL Infra-estrutura ptica metropolitana para Belm Observando os investimentos para redes metropolitanas, pode-se constatar que esses comeam a ser melhor usados, favorecendo o acesso em alta velocidade para as comunidades de instituies, por meio de uma infra-estrutura prpria, dedicada de cabos de fibra ptica. Para Belm, a implantao destas redes permitir a ampla utilizao de recursos

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mais sofisticados de comunicao, incluindo os audiovisuais, alm de telefonia e comunicao entre computadores, inclusive de alto desempenho, como mostra a figura 2.1.140.000 120.000 100.000 80.000 80.000 60.000 40.000 20.000Servios Telecom. Alugados: 256Kbps = R$ 20 mil/ano 1.0 Mbps = R$ 42 mil/ano Investimentos em Infra estrutura Prpria: R$ 1.1 milhes / 5 anos R$ 120 mil / ano (manuteno) R$ 11.3 mil para 1Gbps!!

FIGURA 2.1 - Grfico de Custo/Benefcio para a METROBEL

Desde maro de 2004, houve um bom progresso para a implantao, e j comea a ser executado o projeto METROBEL, nome dado a implantao da rede metropolitana proposta para Belm. O projeto est sendo viabilizado com o apoio dado ao projeto pelo MCT(Ministrio de Cincia e Tecnologia), que o designou como Ao Transversal, destinando recursos no valor de R$ 1,13 milhes, oriundos dos Fundos Setoriais de Energia e de Petrleo e Gs Natural. Estes recursos foram destinados ao atendimento de oito(08) entidades pblicas de educao e pesquisa, na cidade de Belm. Participam da futura rede metropolitana trs universidades privadas, que complementaro os gastos com recursos prprios, o que permitir estender a rede para incluir vrias entidades pblicas adicionais, que no foram contempladas no projeto financiado pelo MCT. A infra-estrutura de cabos pticos, desta rede, est sendo instalada nos postes que sustentam a rede de cabos eltricos da CELPA(Companhia Eltrica do Estado do Par), que tambm ser usuria da rede. A infra-estrutura de cabos pticos totalizar 50 km nos municpios de Belm e Ananindeua [GOM05]. Um dos objetivos da METROBEL permitir que cada instituio participante possa usar a rede para comunicao interna, aproveitando o acesso provido a seus diferentes campi na rea metropolitana em velocidades de 100 ou 1000 Mbps (1Gbps), inicialmente. O apoio do MCT iniciativa, em Belm, foi anunciado, em agosto de 2004, onde despertou muito interesse na comunidade nacional de educao superior e pesquisa. Diversas

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iniciativas semelhantes esto sendo estudadas em outras cidades, notadamente em Natal e Manaus, utilizando Fibra ptica como meio de transmisso de dados primordial. 2.2 A Fibra ptica estruturada com material dieltrico (slica ou plstico), e arquitetada sob uma longa estrutura cilndrica, flexvel e transparente, de dimenses microscpicas comparadas a um fio de cabelo e estruturada como mostra a figura 2.2 [PIN02]. Cobertura da Fibra Reforo Metlico

Camada Plstica

Fibra ptica Fibras Camada Refletora da luz que viaja pela Fibra

FIGURA 2.2 - A estrutura de uma Fibra ptica

A composio da fibra ptica tem para oferecer uma propagao de energia luminosa no susceptvel interferncia eletromagntica. Para casos de redes metropolitanas ela torna-se meio de transmisso indispensvel [PIN02]. A Figura 2.3 mostra o incio das obras na UFPA para constituir a rede metropolitana, sendo implantada atravs de cabos pticos, que combina fatores como:

FIGURA 2.3 - Implantao de Fibra ptica em Postes de Energia

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- Baixas perdas de transmisso: diminui o nmero de repetidores1. - Alta capacidade de transmisso: aumenta a quantidade de informao durante a transmisso. Imunidade interferncia e isolao eltrica: os dados no so corrompidos Segurana do sinal: a fibra no irradia de forma significativa a luz propagada, durante a transmisso. dando um alto grau de segurana informao transportada. Levando-se em considerao alguns aspectos como largura de banda, baixa atenuao e pequena disperso de pulsos emitidos, nota-se que apesar de ser uma tecnologia cara por quilmetro implantado (aproximadamente R$ 25.000,00/Km especificado no projeto METROBEL), com esses parmetros, ela se torna a longo prazo uma melhor soluo na anlise do custo/benefcio. Contudo, necessrio observar alguns pontos considerados crticos: - Fragilidade da fibra ptica sem encapsulamento. - Acopladores tipo T com perdas muito grandes. - Falta de padronizao dos componentes pticos. A capacidade de transmisso (banda passante) de uma fibra ptica funo do seu comprimento, da sua geometria e do seu perfil de ndices de refrao (n). Existem duas classes principais de fibras: monomodo e multimodo (figura 2.4)[PIN02].

(a)

Multimodo

(b)

MonomodoFIGURA 2.4 - Fibra Multimodo (a) e Monomodo (b)

um dispositivo responsvel por ampliar o tamanho mximo do cabeamento da rede. Ele funciona como um amplificador de sinais, regenerando os sinais recebidos e transmitindo esses sinais para outro segmento da rede.

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A fibra multimodo possui vrios modos de propagao e de acordo com o perfil da variao de ndices de refrao da casca, com relao ao ncleo, classificam-se em : ndice degrau e ndice gradual. O Dimetro da fibra muito elevado (entre50 e 80 mcrons) e o sinal luminoso sofre reflexes, limitando o alcance do sinal a cerca de 2 Km. Devido a isso, as fibras pticas multimodo so utilizadas em redes locais ou de Campus [PIN02]. A monomodo em contrapartida, possui dimenses inferiores com relao a fibra multimodo, variando em torno de no mximo 10 mcrons, permitindo uma propagao da onda sem reflexo. A distncia claramente mais elevada e as larguras de banda disponibilizadas por este tipo de fibra so ilimitadas. E nas redes Metropolitanas, so componentes indispensveis, pois a conexo dos backbones2 (utilizando fibras ) so feitas com este tipo de fibra [PIN02][SIL00]. A energia da fibra ptica propaga-se como sendo campos superpostos chamados de modos de propagao. A maneira com que a luz lanada na fibra ptica influencia muito na posterior distribuio da luz em seu interior. Este efeito preponderantemente sentido em fibras multimodo, pois sabe-se que a potncia ptica acoplada distribui-se entre os modos excitados na fibra. No caso de fibras monomodo, parte da luz acoplada atravs do modo fundamental (ou axial) e a outra parte radiada. Para fibras multimodo se todo o seu ncleo iluminado, ento todos os modos guiados so excitados, inclusive alguns modos de baixa ordem (pouco sensveis). A intensidade de cada modo varia ao longo da fibra pelo efeito de atenuao e do fenmeno de transferncia de energia entre os modos. A distribuio de energia no final da fibra depende fundamentalmente das condies de injeo de luz no incio. Existem algumas caractersticas de transmisso em fibras pticas que influenciam fortemente no desempenho das fibras com o meio de transmisso. Na escolha do tipo de fibra ptica, para o estudo de caso deste trabalho (FDDI e ATM) devem ser analisados fatores como: atenuao, disperso e efeitos no lineares, pois eles so fundamentais para bom desempenho do sistema[MEN03]. 2.3 Anlise e evoluo das Redes pticas. Hoje, os avanos da Fibra ptica j tiram as dvidas sobre a melhor rede para casos especficos (Redes metropolitanas, por exemplo), e os melhores desempenhos, pois2

uma linha ou um conjunto de linhas com a qual uma rede local se conecta a uma rede maior.

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quando se houve falar em capacidade de transmisso, atraso de transmisso e taxa de erro, no se deve ter dvida das redues em percentuais de insatisfao quando se usa fibra ptica [SIL00]. Analisando as redes de longa distncia e tendo como pioneira a rede de telefonia no incio da dcada de 70, usando comutao por circuito3, nota-se as vantagens relacionadas aos atrasos nas comunicaes, dando assim uma idealizao para as transmisses de voz. Verificou-se contudo, que no eram adequadas para transmisso de dados, trazendo em si caractersticas de trfego indesejadas (trfego em rajadas), tornando a utilizao do meio no otimizada [SIL00]. Para resolver este problema, vieram as redes de comutao por pacote na mesma dcada, onde os dados enviados de um terminal A para um terminal B, atravs de um meio, incluem mecanismos de comutao e roteamento (denominada de rede orientada a conexo), onde o caminho usado ser sempre o mesmo (circuito virtual). O caminho fica preso conexo que est em uso, mesmo que nenhum dado esteja sendo transmitido em um determinado momento. Este s ser liberado quando a conexo terminada. Neste tipo de rede, a comunicao se mantm entre os dois computadores at ser desligada ou cair a conexo. Os roteadores4 permitem vrias conexes, como se observa na Figura 2.5. Assim, a conexo de A com B s est ocupando um dos canais, restando outras conexes [SIL00][TOR01].Roteador 4 Roteador 5

Roteador 1

(A)Roteador 2 Roteador 3

(B)FIGURA 2.5 - Funcionamento de uma rede Orientada Conexo

a tcnica apropriada para sistemas de comunicaes que apresentam trfego constante (por exemplo, a comunicao de voz), necessitando de uma conexo dedicada para a transferncia de informaes contnuas. 4 um equipamento responsvel pela interligao das redes locais entre si e redes remotas em tempo integral.

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A anlise das redes orientadas conexo fator importante para se entender a finalidade e os benefcios trazidos para os projetos de redes de computadores com fibra ptica. 2.3.1 Redes X.25 O padro X.25 surgiu em 1976 e dominou claramente as comunicaes WAN(World Area Network) durante muitos anos. As redes X.25 usam a tcnica de comutao de pacotes com circuitos virtuais, definindo-se em 3 nveis: Nvel de Rede , Link de Dados e Fsico do modelo OSI (Open System Interconection) Modelo de 7 camadas proposto como Padro Internacional, como mostra a figura abaixo. OSI7 6 5 4 Correspondncias do modelo OSI e o modelo X.25 nas respectivas camadas. Rede realiza comutao, roteamento, controle de erro e fluxo fim-a-fim. Enlace (Link de Dados) garante a transmisso confivel sobre a camada de rede. Fsica realiza a codificao/decodifica o e funo de timing.

OSI AplicaoApresentao Sesso Transporte

X.25Nvel de Pacote (X.25) Nvel de Link (LAPB) Nvel Fsico (X.21) FIGURA 2.6 - Arquitetura X.25

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RedeLink de dados Fsica

Estas redes de comutao por pacote orientado conexo garantem a transmisso e a entrega de dados por canais disponveis nos circuitos virtuais estabelecidos, assemelhando-se com o sistema telefnico [TOR01]. Esta garantia vem da confiana do uso de um protocolo (X.25) orientado conexo propondo que, por exemplo, os sistemas de telefonia e TV por assinatura (TV digital), faam parte de um mesmo sistema de rede. A maior dificuldade enfrentada para este tipo de rede a largura de banda (velocidade de transmisso) para essas aplicaes, pois o protocolo X.25 trabalha a, no mximo, 64 Kbps [TOR01]. Com o surgimento da Fibra ptica, este tipo de rede perdeu fora, pois os mecanismos de controle de erro e fluxo nas camadas de rede no faziam mais sentido. A capacidade de transmisso e as baixas taxas de erro da fibra traziam estatsticas em que

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quando se mediam as taxas de erro verificava-se nos BER(Bit Error Rate) uma ordem de 10-2, o que requeria uma nova tecnologia para transio. 2.3.2 Redes Frame Relay Como o X.25, o Frame Relay trabalha com o processo de comutao fazendo com que as duas tecnologias se paream muito. A diferena que o Frame Relay no orientado a conexo, portanto o processo de entrega de dados no garantida como ocorre nas redes X.25 [TOR01]. O cenrio das redes Frame Relay baseia-se na existncia de dois planos: o de Controle e o de Usurio. No plano de controle, so exercidas as funes de sinalizao out-ofband, isto , no h compartilhamento de banda de transmisso entre o trfego de sinalizao e dados, utilizando-se canais separados para esses fins [TOR01]. Este trabalha nas camadas de 1 a 3 do modelo OSI como mostra a Figura abaixo. OSI7 6 5 4 3 2 1 Aplicao Apresentao Sesso Transporte Rede Link de dados Fsica Correspondncias do modelo OSI e o modelo Frame Relay nas respectivas camadas. A diferena entre X.25 e Frame Relay a velocidade, pois como esta no confirma pacotes entre destino e origem, alcana nveis de velocidade satisfatrios. E quando um roteador Frame Relay encontra um pacote danificado ele simplesmente o descarta.

Nvel de Pacote (X.25) Frame Relay Nvel de Link (LAPB) Nvel Fsico

FIGURA 2.7 - Arquitetura Frame Relay

Neste cenrio a fase de sinalizao empregada somente antes da transmisso do dado pelo meio fsico, pois sendo o mesmo baseado em fibra ptica as taxas de erros seriam quase nulas. Quando um dado chega a um roteador o esquema de armazen-lo antes de repass-lo tambm no existe neste tipo de rede, como ocorria nas redes X.25, recaindo mais uma vez no aspecto de velocidade (largura de banda das redes Frame Relay) [TOR01]. O Frame Relay foi criado em uma poca em que linhas digitais j estavam disponveis, onde a taxa de erros muito baixa e, portanto, retransmisses de pacotes perdidos ou com erros no so freqentes quanto em linhas analgicas. A interligao deste tipo de

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rede tipicamente usando-se canais T1 (de 1,544 Mbps, padro usados nos Estados Unidos) ou E1 (de 2Mbps, padro usado na Europa e no Brasil). possvel tambm canais T1 e E1 fracionrios (isto , usando taxas menores que as taxas mximas, pagando-se menos pelo servio. Estes canais podem ser alugados das empresas que oferecem redes pblicas como a Embratel. As redes Frame Relay foram concebidas para suportar aplicaes de dados, mais especificamente, para suportar a interconexo de redes locais de modo mais eficiente que as redes X.25. posteriormente, com a utilizao dos FRADs(Frame Relay Access Devices) passou a ser possvel empreg-las para transportar tambm voz e vdeo [TOR01]. 2.3.3 Redes ATM (Asynchronous Transfer Mode) Funcionam com o mesmo princpio de redes X.25: so redes comutadas orientadas conexo. A grande diferena so as taxas de transferncia obtidas pelo ATM, que variam entre 25 e 622 Mbps, existindo sistemas operando na casa dos Gbps. Comparando-se com os valores dos 64 Kbps e com os 2 Mbps das redes X.25 e Frame Relay respectivamente [SOA95][ABL99]. Nesse tipo de rede, so especificados trs planos: Controle, Usurio e Gerenciamento. De modo semelhante s redes Frame Relay, no plano de controle efetuada a sinalizao out-of-band. Neste caso, contudo introduzido o conceito de Metasinalizao, ou seja, os canais de sinalizao so alocados dinamicamente[SOA95]. Neste plano, so empregadas tambm, as trs camadas, de rede, enlace e fsica, com o roteamento dos circuitos virtuais sendo efetuado na camada de rede. No plano de usurio, as funes da camada de enlace so realizadas por duas subcamadas a ATM e a AAL (ATM Adaption Layer). Na subcamada ATM so realizadas as funes de comutao de clulas e controle de congestionamento. Na camada fsica so implementadas as funes de deteco e correo de erro de bit de cabealho e de delineamento de clula. Verificando-se na integra a tcnica de redes ATM, a mesma no orientada conexo, j que no possue mecanismos de confirmao de recebimento de dados (acknowledge), similarmente ao que ocorre no Frame Relay. Por outro lado, as redes ATM se baseiam na transmisso de dados via fibras pticas, onde taxa de erro praticamente inexistente. Como a mesma transmite dados por luz, a interferncia eletromagntica (como rudos) no corrompem os dados que esto sendo transmitidos. por esse motivo que apesar de no haver confirmao do recebimento dos pacotes ATM, as redes ATM so classificadas

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como sendo redes orientadas conexo. A arquitetura do protocolo ATM mostrada na figura 2.8 [TOR02].

Protocolos TCP/IP, Frame Relay, Etc.. Driver da placa de rede Camadas de Adaptao Transporte de Clulas Fsica

Placa de Rede ATM

FIGURA 2.8 - Arquitetura ATM

Da transio de comutao por circuito para a tcnica de comutao por pacote, as variantes formas de melhoria para a transferncia de dados e o acesso a diferente tipos de redes atravs de roteadores especficos, a fibra ptica era usada puramente como meio de transmisso em substituio ao cabo de cobre. Todas as funes de amplificao/repetio, comutao e roteamento eram realizadas eletronicamente. A tecnologia predominante de rede fsica era o SDH/SONET(Synchronous Digital Hierarchy)/Sinchronous Optical NETwork) e a taxa de transmisso mxima obtida atingiu 40 Gbps. Em uma Segunda gerao das redes pticas, objetivando o aumento da capacidade de transmisso da fibra ptica, passou-se a ter redes totalmente pticas, baseadas na multiplexao do comprimento de onda do sinal ptico, nas redes WDM(Wavelength Division Multiplexing). Neste caso tem-se taxa de transmisso da ordem de dezenas de Tbps(Terabits por segundo) [PIN02]. 2.3.4 Redes FDDI (Fiber Distributed Data Interface) A fibra ptica para redes FDDI utilizam um mtodo de acesso do tipo TokenPassing, e suportam taxas de transferncia de at 100Mbps (100 mil bits por segundo) [SOU01]. Este tipo de rede utiliza especificaes LLC(Logical Link Control) - IEEE 802.2. As novidades ficam por conta das subcamadas em nvel MAC(Medium Access Control) e Fsico. Consequentemente, um sistema operacional utiliza FDDI exatamente da mesma

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maneira como seria no 802.3 Ethernet ou 802.5 Token Ring. Em 1987 as primeiras interfaces FDDI comearam a aparecer no mercado, e sua aplicao vem aumentando na medida em que os preos de interfaces e fibras ticas vem caindo de preo. Uma rede FDDI pode ter um mximo de 500 estaes. Existem dois tipos de fibra tica que podem ser usados para interconectar estaes: Monomodo e Multimodo. Quando utilizada fibra monomodo as estaes podem chegar a 60 quilmetros de distncia. Com fibras multimodo as estaes no podem ultrapassar 2 km de distncia [SOU01]. O FDDI veloz e confivel pois usa uma topologia de duplo anel chamados counter-rotating rings, com estaes duplamente conectadas rede atravs desses anis com trfego de dados em sentidos opostos (cada anel transmite em um sentido). O anel primrio usado para transmisso de dados e o anel secundrio prov um caminho de dados alternativo no caso de uma falha no anel primrio [SOU01], como mostra na figura 2.9.

A B

B AFIGURA 2.9 - Redes FDDI com dois Anis Alternativos

Uma extenso do FDDI, chamada FDDI-2, suporta a transmisso de voz e vdeo assim como dados. Uma outra variao do FDDI, chamada FDDI Full Duplex Technology (FFDT) usa a mesma infra-estrutura de rede, mas pode suportar transferncia de dados de at 200Mbps. A deteco e a recuperao de falhas um fator importante no uso da tecnologia FDDI, pois no caso de uma das estaes que fazem parte do anel implantado falhar, rompendo a fibra, a mesma tem capacidade de se reconfigurar de modo a criar um anel excluindo a mquina problemtica[SOU01]. A mesma ainda apresenta um processo de deteco de falhas chamado de beaconing . Quando uma mquina percebe que houve uma interrupo no anel, ela emite um sinal sonoro que facilita a recuperao do problema em sua identificao, e esse efeito em

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seqncia, envolve todo o sistema, permitindo a reconfigurao do anel, como mostra a figura 2.10.

Link Alternativo Link Ativo

Link Ativado Link interrompido

(a)

(b)Perda Total em um ponto da Rede Links Desabilitados Link Reativado

.(c)

(d)

FIGURA 2.10 - Redes FDDI usando um anel alternativo em (a), em (b) falha em um dos anis e o outro assumindo, em (c) os dois anis falham devido um ponto que j sinaliza a falha (d) o restabelecimento do anel no ponto onde ocorreu a falha [TOR02]

2.3.5 Redes WDM (Wavelength Division Multiplexing) Usando Multiplexao por Comprimento de Onda, isto dar uma capacidade de transmisso do tipo em que vrios feixes de laser virtuais dentro de uma nica fibra ptica. Com isto, a transmisso multiplexada, numa combinao disponvel devido os dispositivos de rede funcionarem em suas portas de E/S(Entrada/Sada), como prismas onde quando se incide luz no mesmo, a luz dividida em vrias faixas [TAN94].

PrismaFIGURA 2.11 - Exemplo de multiplexao num Sistema WDM

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Em um receptor ou transmissor, um filtro usado para selecionar apenas um dos comprimentos de onda que chegam ou saem, permitindo assim a passagem de um nico sinal e o estabelecimento da conexo entre fonte e destino. Esta tecnologia WDM complementa a tecnologia Time Division Multiplexing(TDM), que o intercalamento de bits de vrios sinais de baixa velocidade em um nico canal ptico de alta velocidade. O princpio do WDM essencialmente o mesmo da multiplexao por diviso de freqncia (FDM), onde vrios sinais so transmitidos usando diferentes portadoras, ocupando partes que no se sobrepem no espectro de freqncias. Nas fibras com esse sistema, o nmero de canais pticos multiplexados, ficam limitados apenas pela preciso dos componentes pticos utilizados. Atualmente, a utilizao da tecnologia WDM permite a transmisso de sinais com taxas de 400Gbps at 1Tbps [TAN94]. A grande vantagem associada ao WDM a possibilidade de modular o aumento da capacidade de transmisso de acordo com a necessidade de trfego. A principal razo para o uso destes sistemas a economia. Eles permitem uma melhor relao entre custos operacionais e bits transmitidos. Alguns autores, em anlise destas condies, mostram que, para distncias abaixo de 50 Km, a soluo multifibrada menos dispendiosa, mas para distncias acima de 50 Km, o custo da soluo WDM melhor que da soluo de alta velocidade eletrnica [TAN94]. 2.3.5.1 Caractersticas do WDM Sistemas WDM de acordo com a necessidade e situao possuem: - Flexibilidade de capacidade: so as migraes, onde por exemplo 622 Mbps podem mudar para 2,5 Gbps, e seguir para 10 Gbps e podem ser feitas sem a necessidade de se trocar os dispositivos como amplificadores e multiplexadores (que esto associados a potncia e combinao, respectivamente da fibra). - Permite crescimento gradual de capacidade: um sistema WDM pode ser planejado para um pequeno nmero de canais e expandido posteriormente. A introduo de mais canais pode ser feita simplesmente adicionando novos equipamentos terminais. - Reutilizao dos equipamentos terminais e da fibra: permitindo o crescimento da capacidade mantendo os mesmos equipamentos terminais e a mesma fibra.

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- Atendimento de demanda inesperada: Os sistemas WDM podem solucionar este problema, economizando tempo na expanso da rede. O uso do WDM em redes Metropolitanas, por alguns autores [PIN02], uma aplicao que combina o melhor grfico de custo/benefcio, pois as distncias de 300 Km, neste tipo de rede, pois os regeneradores pticos(multiplexadores, amplificadores, etc.) so reduzidos. Embora a corrente demanda por tecnologia WDM seja em redes de transporte de longo alcance, a tendncia uma aproximao a usurios finais, penetrando gradualmente em redes metropolitanas e em redes de acesso. Muitas empresas tm investido em transporte de voz e outras mdias contnuas (como vdeo tambm), empregando e coexistindo com tecnologias como o ATM [PIN02][TAN94]. Com relao s estruturas fsicas, as compatibilidades esto com os dispositivos SONET, encapsulando IP (ou clulas ATM carregando pacotes IP), que tambm podem usar SONET. Transmissor Multiplexador Receptor Demultiplexador

FIGURA 2.12 - Exemplo de transmisso num Sistema WDM

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3 - SIMULAO DE REDES A seguir faz-se um breve relato sobre o processo de simulao de redes e o simulador usado neste trabalho. 3.1 O Processo de simulao Os principais trabalhos relacionados simulao de redes, abordam os tipos e as principais caractersticas desejveis de software de simulao, os principais desafios de desenvolvimento, as tcnicas de simulao utilizadas, o modelamento de redes gerais e as precaues que devem ser tomadas no incio da simulao de qualquer tipo de Rede de Computadores. O processo de simulao tem por objetivo projetar um modelo do mundo real, e sobre este modelo realizar experimentos com o propsito de entender o comportamento de um sistema e avaliar diversas estratgias de operao [ALB99]. Os simuladores de redes auxiliam o desenvolvimento de aplicaes avanadas medida que propiciam um ambiente controlado e simplificado, onde verses de protocolos desejados podem ser escritas, avaliadas ou editadas antes que uma implementao final seja realizada. Dentre as solues disponveis para auxiliar na execuo de tarefas, no que diz respeito simulao computacional, e que so inmeras para casos especficos, existem parmetros que estrategicamente devem se ligar s flexibilidades trazidas pelo mesmo, quando da sua escolha, a observao desses parmetros importante para que o problema estudado na simulao, traga uma demanda de eficincia para o caso e no se torne invivel, trazendo dificuldades estruturais aps a opo (escolha) por um simulador especfico. 3.2 Tipos de Software para Simulao Segundo [LAW94], existem trs tipos principais de software de simulao de redes de comunicaes: linguagens gerais de simulao, simuladores orientados s redes de comunicaes e linguagens de simulao orientadas s redes de comunicaes. 3.2.1 Linguagens gerais de simulao 3.2.1 Linguagens gerais de simulao Podem em princpio ser utilizadas para simular qualquer sistema. Porm, algumas destas linguagens incluem conjuntos de modelos especialmente desenvolvidos para a

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simulao de redes de comunicaes. Sua maior vantagem que o software possibilita simular qualquer tipo de rede de comunicao, independente da sua complexidade e das suas singularidades. Entretanto, nem sempre possvel atingir o grau de detalhamento desejado quando se utiliza este tipo de ferramenta. Exemplos destes tipos de software so : BONeS Designer, MODSIM III e Parsec, [ALB99]. 3.2.2 Simuladores orientados s redes de comunicaes So softwares que permitem simular apenas uma classe especfica de redes de comunicaes. Dentre as vantagens deste tipo de simuladores esto a facilidade de uso e a reduo do tempo e da complexidade de desenvolvimento de modelos. Porm, importante observar que nem todos os softwares deste tipo permitem o desenvolvimento de novos modelos. Os exemplos deste tipo de simuladores so: NIST , QUARTS-II, GLASS, [ALB99][SIL99]. 3.2.3 Linguagens de simulao orientadas s redes de comunicaes Como o prprio nome j diz, so direcionadas especificamente para a simulao de redes de comunicao. Dentre as vantagens deste tipo de software pode-se destacar a facilidade e a flexibilidade de desenvolvimento de modelos. Exemplos deste tipo de simuladores so: OPNET Modeler e COMNET III [ALB99]. 3.3 Desafios e caractersticas desejveis na simulao Um software de simulao, conforme [ALB99], deve possibilitar a simulao de grandes redes hierrquicas, uma vez que uma exigncia primordial de Protocolos de Roteamento Hierrquicos, ou seja, a topologia particionada logicamente em um nmero de domnios separados, cada um executando sua prpria instncia do protocolo de roteamento voltados para redes globais, como por exemplo, o protocolo TCP/IP - (Transfer Control Protocol / Internet Protocol) e permitir o estudo de problemas tais como: escalabilidade e estabilidade de protocolos de roteamento e perda de pacotes nos principais roteadores da rede. Outro fator importante destes tipos de software de redes possibilitar a simulao de redes multiprotocoladas, uma vez que as tecnologias exigem, como mostra a figura 3.1.

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FIGURA 3.1 - Exemplo de redes Multiprotocoladas [PIN02]

Primordialmente, um software de simulao tambm deve prever a simulao de eventos raros [ALB99], tais como probabilidade de perdas de pacotes e probabilidade de atraso excessivo de transporte de clulas, uma vez que estes eventos so importantes medidas de desempenho em redes em geral. Finalmente, um software de simulao deve possibilitar a simulao por longas escalas de tempo, a fim de permitir a estimao precisa de probabilidades de ocorrncia de eventos e de evitar a interpretao incorreta de estados de longa durao, originrios de por alguns aspectos adversos em redes para casos especficos. Portanto produzir um software de simulao tarefa pouco simples, pois o jogo de importncias relacionadas simulao, como os pr-requisitos que devem ser atendidos, dependeram bastante da sua complexidade. 3.4 Modelamento de redes para a escolha de um simulador O modelamento o processo de construir modelos de sistemas reais para um determinado ambiente de simulao, de forma que estes modelos representem o mais fiel possvel o funcionamento desses sistemas diante de um certo conjunto de situaes [ABL99]. Dentro de um contexto especfico, por exemplo, o modelamento de redes Metropolitanas, a tarefa comea a se tornar bastante difcil, uma vez que so necessrios no apenas o conhecimento de ambiente de simulao para o qual os modelos esto sendo desenvolvidos, mas tambm o conhecimento de toda a teoria sobre Redes Metropolitanas, dos detalhes dos componentes a serem modelados e dos resultados a serem obtidos. Um dos aspectos importantes deste contexto saber diferenciar a simulao da emulao, pois emulao quando se desenvolve com o objetivo de imitar completamente um prottipo ou uma funo original, representando na totalidade os detalhes envolvidos. Em contra partida, simulao obter resultados estatsticos que descrevam a operao destas redes ou funes [ABL99].

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Em termos gerais, quando modelamos uma rede qualquer e esperamos obter estatsticas num ponto da rede (uma estao de trabalho, um link e outros), ou a estatstica atingida no modelamento como um todo, deve-se otimizar a relao entre preciso atingida no modelamento e o custo computacional requerido para simular os modelos desenvolvidos. O importante no sobrecarregar a simulao com a execuo de funes insignificantes com termos de resultados para os problemas que esto sendo estudados [ALB99]. Com todas as especificaes e caractersticas mostradas no decorrer do captulo de simulao, as propriedades pesquisadas at aqui devero ter um propsito significativo para a escolha de um simulador que perfaa as expectativas para a simulao. 3.5 OPNET Modeler Diante do que foi pesquisado anteriormente, a escolha e utilizao do software de simulao, para o estudo de caso no prximo captulo, faz-se necessrio. Portanto, analisandose um conjunto de parmetros, verificou-se que a ferramenta de simulao OPNET Modeler [OPN03], prope uma condio lgica, aproximando-se ao mximo dos objetivos da pesquisa proposta. 3.5.1 Ambiente de Simulao do OPNET Modeler O programa OPNET o bloco bsico de um simulador de ambientes de rede. Esse programa apresenta grande flexibilidade de implementao em vrios nveis das camadas bsicas de redes. Possibilita simular vrias configuraes, ambientes e tecnologias de redes [MEN03a]. O melhor aproveitamento da ferramenta torna-se primordial quando o usurio do OPNET tem uma grande noo do que se pretende simular, assim como o conhecimento da tecnologia aplicada e do ambiente em que sero efetuadas as simulaes desejadas, pois o mesmo apresenta interfaces grficas para a edio de um projeto, que ser previamente configurado para a edio dos dispositivos de rede, para o projeto em que deseja-se trabalhar. Optou-se por sua edio OPNET IT Guru Academic Edition 9.1 Trial, mostrada na figura 3.2, disponibilizada para trabalhos acadmicos, usando como plataforma o sistema operacional Windows XP. Na anlise dos recursos propostos pelo simulador em termos de redes pticas, que objeto de estudo primordial neste trabalho, o simulador oferece ferramentas com os requisitos necessrios para a realizao do projeto.

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FIGURA 3.2 - Tela inicial do Simulador OPNET

O OPNET subdivide-se basicamente em diversos Editores que so: Editor de Projeto, Editor de Ns, Editor de modelos de Processos, Editor de Modelo de Links, Editor de Path, Editor de Formato de Pacote, ICI (Interface Control Information) Editor, Editor de Curva de Modulao, PDF Editor, Editor de Estatstica, Seqncia de Simulao e Editor de Filtros. 3.5.2 - Editor de projeto Representa o estgio principal para a criao e simulao de uma rede. A partir deste editor possvel criar um modelo de rede utilizando as bibliotecas de mdulos existentes, escolher as estatsticas sobre a rede que devem ser analisadas, rodar a simulao e analisar os resultados. Tambm possvel criar todos os recursos necessrios para simular uma rede especfica, utilizando os editores auxiliares. 3.5.3 - Editor de ns utilizado para definir o comportamento de cada objeto da rede. Este comportamento definido utilizando diferentes mdulos, onde cada um modela algum aspecto interno do comportamento do n, como por exemplo, criao e armazenagem de dados. Os mdulos so conectados atravs de packet streams(feixe de pacotes) ou statistics wires(ligaes para estatsticas). Um simples objeto da rede, normalmente composto por vrios mdulos que definem seu comportamento, exibido na figura 3.3.

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FIGURA 3.3 - Exemplo de um N composto

3.5.4 - Editor de modelos de processos utilizado para criar modelos de processos que controlam a funcionalidade das camadas mais baixas dos modelos de n criados no Editor de Ns. Os modelos de processos so representados por um nmero finito de mquinas de estado e linhas que representam as transies entre os estados. As operaes relacionadas a cada estado ou transies so descritas em blocos utilizando a linguagem de programao C++. 3.5.5 - Editor de modelo de links utilizado para criar novos objetos do tipo link (dispositivos utilizados para conectar os ns). Cada novo tipo de link pode ter diferentes interface para definir atributos e diferentes tipos de representao. Pode-se definir comentrios e palavras-chaves para cada link para enfatizar sua aplicao. 3.5.6 - Editor de Path Permite criar novos objetos que definem uma rota de trfego (path). Qualquer modelo de protocolo que utiliza conexes lgicas ou circuitos virtuais (MPLS, ATM, FRAME RELAY, etc.) pode utilizar um objeto PATH para rotear o trfego.

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3.5.7 - Editor de formato de pacote utilizado para definir a estrutura interna de pacotes, como configurao dos campos. O formato de um pacote contm um ou mais campos. O tamanho da caixa proporcional ao nmero de bits que compe o campo, especificado atravs do atributo FIELD SIZE, ilustrado na figura 3.4 abaixo.

Endereo de Origem (32 bits) Dado (64 bits)

Endereo de Destino (32 bits)

FIGURA 3.4 - Formato de um pacote configurado no Editor de Formato de Pacote

3.5.8 - ICI Editor Permite definir a estrutura interna dos ICIs (Interface Control Information). Os ICIs so utilizados para formalizar interrupes nas comunicaes entre processos. 3.5.9 - Editor de curva de modulao Permite criar funes de modulao para caracterizar a vulnerabilidade de um esquema de codificao de dados e modulao na presena de rudo. Essas funes de modulao so grficos que mostram a probabilidade de erro de bit pela relao entre Energia de Bit e Densidade Espectral de Rudo (Eb/No). 3.5.10 - PDF editor Defini a probabilidade sobre uma faixa de possveis resultados. Uma Funo Densidade de Probabilidade (PDF) pode ser utilizada para modelar o tempo de chegada de pacotes ou a probabilidade de transmisso de erros.

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3.5.11 - Editor de estatstica Utilizado para especificar as estatsticas a serem coletadas durante a simulao. Embora isto possa ser feito no PROJECT EDITOR, o PROBE EDITOR pode ser utilizado para configurar caractersticas adicionais para cada PROBE (ponta de coleta). Existem diversos tipos diferentes de estatsticas que podem ser coletadas utilizando diferentes tipos de PROBES, incluindo estatsticas globais, de link, n, atributo, etc. 3.5.12 - Simulador de seqncias Embora simulaes simultneas possam ser realizadas no Editor de Projeto, o Simulador de Seqncias permite especificar parmetros de simulao adicionais, que possam ser necessrios. A seqncia de simulao definida atravs de cones que possuem atributos responsveis pelas caractersticas de simulao. 3.5.13 Editor de filtros No editor de filtros, Embora o OPNET possua um nmero considervel de filtros, este editor permite que novos filtros sejam criados a partir da combinao de outros modelos de filtros existentes.

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4 - ESTUDO DE CASO A seguir, apresentado o objeto de estudo deste trabalho. 4.1 Introduo O estudo de caso se refere simulao de uma rede metropolitana cujo principal objetivo definir qual a tecnologia que mais se adequa s caractersticas pretendidas para a METROBEL (Rede metropolitana de alta velocidade de Belm ). Optou-se por testar duas tecnologias: FDDI e ATM. Apesar da existncia de tecnologias mais avanadas como as redes WDM/DWDM/CWDM, no foi possvel inclu-las porque a verso do simulador escolhido, OPNET, no as contempla na verso acadmica usada. Entretanto, o fato de no incluir redes WDM/DWDM/CWDM, no diminui a importncia do presente trabalho, haja vista a utilizao em grande escala, das tecnologias FDDI e ATM, em redes pticas metropolitanas. 4.2 Coleta de Dados Inicialmente buscou-se ter em mos os dados referentes ao trfego gerado pelos usurios, a topologia da rede, quantos pontos participaro inicialmente do projeto METROBEL, quais as tecnologias de rede que estaro envolvidas no processo, as distncias estimadas entre um ponto e outro para formao do enlace fsico da rede proposta e adequar todos esses dados aos requisitos da pesquisa, para que se pudesse iniciar a simulao. No grfico que ilustra os pontos que iro participar da rede METROBEL, observa-se 24 instituies de Pesquisa e Ensino compondo o grande anel metropolitano, objetivo este que ser atendido no em uma nica etapa, mas sim ser interligado os pontos que esto desde o inicio das negociaes e foram beneficiados ou investiram no projeto. Alguns pontos ainda no esto definidos realmente como membros participantes do projeto inicial definidos em reunies de licitao do projeto, mas que so fortes candidatos a virem beneficiar-se com a implantao da rede.

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Como se pode observar na Figura 4.1, a Rede METROBEL prope uma topologia em anel, interligado 24 Instituies de Pesquisa e Ensino.

FIGURA 4.1 - Rede Metrobel: Topologia, Instituies de Pesquisa e Ensino [GON05]

4.3 A simulao A seguir, descreve-se a simulao passo-a-passo. 4.3.1 O primeiro passo Primeiramente foi realizada uma reviso bibliogrfica para o levantamento de dados relacionados com o anel topolgico j existente, para poder desenvolver uma proposta definindo as distncias (em quilmetros) entre as entidades que sero beneficiadas. Portanto a pesquisa de campo realizada na UFPA (Universidade Federal do Par), onde fica o Backbone conectado RNP (Rede Nacional de Pesquisa), utilizando link da EMBRATEL, identificou-se os pontos que constituiro realmente o anel preliminar da rede metropolitana, j que nem todos os centros de pesquisa investiram ou mesmo foram beneficiados por fundos disponibilizados pelo MCT at a data de sua licitao. Portanto os centros de pesquisas participantes, Figura 4.2 so respectivamente: UFPA, UFRA, MPEG(Campus Perimetral), EMBRAPA, UEPA(Campus Almirante Barroso), CEFET, UNAMA(Campus Alcindo Cacela), CESUPA(Campus Jos Malcher) e MPEG(Parque Zoobotnico).

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Novo Anel Proposto Pontos Participantes

FIGURA 4.2 - Distncia (estimada ) entre pontos participantes da Rede

4.3.2 O segundo passo Daqui em diante, tendo-se os dados explicitados pelas condies propostas no passo anterior, foi criada a simulao (usando o OPNET Modeler) com os parmetros aproximados colhidos no ambiente real em que ser implementada a rede metropolitana. No Editor de Projeto do simulador so configurados: Trs tipos de cenrios contendo uma hierarquia de rede e suas subredes mostrados nas figuras 4.3, 4.4 e 4.5:

Objeto que caracteriza uma Subrede CABEADA

FIGURA 4.3 - Cenrio n 01 - Localizao no Mapa da rede METROBEL

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FIGURA 4.4 - Cenrio n 02 Pontos da Rede Metropolitana

FIGURA 4.5 - Cenrio n 03 - Subrede de um dos Campus (UFPA)

Vale ressaltar que os cenrios so configurados e dispem de uma escala que pode ser auto configurada ou pr-ajustada, que foi editada para ter aproximadamente 32 Km, e se subdividir em espaos de 1Km

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Uma Paleta de Ferramentas especfica para cada tipo de tecnologia usada:

FIGURA 4.6 - Paleta de Ferramentas configurada para a tecnologia ATM

Observando-se a Figura 4.6, identifica-se facilmente os dispositivos e qual tecnologia a Paleta prope para ser usada no cenrio do Projeto em Edio. Os Atributos para cada tipo de Objeto selecionado disposto no Cenrio: Como o simulador OPNET demonstra graficamente os dispositivos fsicos de forma a expressar o real ambiente de uma rede, seja ela hierarquicamente LAN(Local Area Network), MAN(Metropolitan Area Network) ou WAN(World Area Network), podemos tambm caracteriz-los editando as suas propriedades(Atributos), que so aspectos comuns em ambientes de Softwares Orientados a Objetos5. A real necessidade de se ter a edio dos objetos dispostos no projeto, para que no decorrer da simulao, as estatsticas geradas sejam comparadas nos diferentes cenrios: objetos (alterando-se em muitos dos casos apenas os atributos de um cenrio duplicado), tempos de execuo de simulao e outros. A edio de um atribudo para um determinado n ilustrado na figura 4.7.

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Usam a abstrao de software que pode representar algo real ou virtual denotando um objeto.

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FIGURA 4.7 - Exemplo de Edio de Atributos de um Objeto no OPNET

4.3.3 O Terceiro Passo Embora j se tenha um padro definido para o ambiente de simulao, ainda no se possvel inici-la. Antes disso, torna-se necessrio verificar quais estatsticas(criteriosas) deve-se ter para se realizar uma simulao comparativa, sem com isso sobrecarregar os recursos computacionais. No caso desta simulao, importante configurar-se dois cenrios, um para cada tecnologia em estudo(FDDI, ATM), duplicando-os em alguns aspectos que precisam ser semelhantes como: localizao das subredes(distncia entre um n e outro), aplicaes ou servios de usurios (todos as aplicaes cliente-servidor tm que ser iguais), nmero de ns (mesmo nmero de clientes, servidores, roteadores e switch), o mesmo direito(profile) a todos os clientes(estaes de trabalho) e o mesmo tempo de simulao(11minutos e 40 segundos, neste caso) para que se tenha uma comparao aproximada entre as tecnologias. No levantamento estatstico definido o tempo de resposta de aplicaes FTP(File Transfer Protocol) que sero testadas num ambiente que considerado de alta velocidade(redes usando fibra ptica), portanto as aplicaes FTPs nos Clientes(estaes de

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trabalho) e nos Servidores ganharam perfil pesado(heavy), ou seja, na configurao dos Profiles(perfil de objetos no OPNET Modeler), o trfego de dados para aplicaes que consomem bastante os recursos de cargas(bits/segundo) nos objetos das redes, como tambm, foi testada a ocupao dos enlaces (em cada ponto de rede para os respectivos cenrios das tecnologias distintas) e os atrasos(delay) ocorridos nas transmisses. Com estas anlises, possvel a obteno de uma base de dados grficos que possibilite a verificao do impacto de implantao de uma proposta de Rede ptica para a METROBEL. 4.3.5 O Quarto Passo Como foram definidas as estatsticas que interessam, neste passo foi feita a verificao do desempenho da rede para cada tecnologia, especificando-se os ns utilizados (links, servidores, estaes de trabalho e roteadores) e coletando os seus respectivos grficos. a) Definio de Ns para as tecnologias FDDI e ATM Na tabela que segue, especifica-se a arquitetura usada para a construo do ambiente lgico de rede metropolitana proposta na tecnologia FDDI.Tabela 4.1 - Arquitetura usada na rede FDDI

TIPO DE N

DESCRIO Link, FDDI simples para conectar dois ns com topologia anel a 100 Mbps.

COMPATIBILIDADE Somente com dispositivos FDDI.

Roteador ASEND_GRF1600O FDDI_Server representa uma Estao com aplicaes de Servidor usando o protocolo TCP/IP e UDP/IP com conexes 100 Mbps.O FDDI_wkstn uma Estao com perfil de Cliente-Servidor usando o protocolo TCP/IP e UDP/IP com conexes 100 Mbps. Configurada para aplicaes de trfego de arquivos pesados FTP(Heavy).

FDDI., ATM e outros Somente com dispositivos FDDI

Somente com dispositivos FDDI

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importante observar que os dispositivos de redes usados, possuem especificaes, padronizaes e at mesmo marcas propostas como referncias bsicas para a construo de uma rede especfica, como o caso do Roteador proposto na rede FDDI, onde possui marca ASCEND e trabalha no s com redes FDDI, como tambm ATM e outras. Na tabela 4.3, especifica-se a arquitetura usada para a construo do ambiente lgico de rede metropolitana proposta na tecnologia ATM.Tabela 4.3 - Arquitetura usada na rede ATM

TIPO DE N

DESCRIO Link, ATM_SONET duplo (full duplex) para conectar ns com topologia anel a aproximadamente 600 Mbps.

COMPATIBILIDADE Com dispositivos ATM e que possuam disponibilidade de conexo SONET.

Roteador FORE_SISTEMS O ATM_Server representa uma Estao com aplicaes de Servidor usando o protocolo TCP/IP e UDP/IP com conexes de 600 Mbps a 2.5 Gbps.O ATM_wkstn representa uma Estao com perfil de de ClienteServidor usando o protocolo TCP/IP e UDP/IP com conexes 600 Mbps. E configurada para aplicaes de trfego de arquivos pesados FTP(Heavy).

Somente com dispositivos ATM_SONET_OC12 Com dispositivos ATM_SONET_OC12 e tambm expansvel at ATM_SONET_OC48.

Com dispositivos ATM_SONET_OC12 e tambm expansvel at ATM_SONET_OC48

b) Coleta de estatsticas para as tecnologias FDDI e ATM Inicialmente obtm-se o relatrio geral da simulao, tabela 4.2, finalizada num tempo imposto para a coleta de dados (700 segundos) da rede FDDI. de suma importncia verificar-se algumas converses de unidades de tempo feitas para especificar melhor os resultados de simulao e as estatsticas coletadas (expressas em segundos e milessegundos)

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Tabela 4.2 - Relatrio Geral da Simulao FDDI

N Total de Eventos processados 501.107

Velocidade Mdia em Eventos/Segundo 64.784e/s

Tempo de Observao da Simulao 8s

N de Entradas 2.257

Este relatrio ilustra algumas caractersticas prevista no momento que se roda a simulao (no Simulador de Seqncias) e antes foi definido que o valor mnimo de eventos por estatstica 100, alm de se estipular tambm um valor para a gerao de nmeros aleatrios, que no caso foi escolhido o padro proposto pelo simulador (o valor 128). Enquanto a simulao executada, aparece uma caixa de dilogo mostrando o progresso da simulao que depender do processamento e da quantidade de memria disponvel no computador em que se rodou a simulao. Depois de 1 milho de eventos, o simulador estima um tempo para que a simulao seja finalizada. Aps a estatstica geral de simulao, inicia-se a coleta de estatstica especfica para a simulao da Rede FDDI. Atravs da Figura 4.8 percebe-se que o tempo mdio de resposta da aplicao FTP (heavy) para uma estatstica Global de aproximadamente 2,1 segundos.

FIGURA 4.8 - Tempo Mdio de Resposta da Aplicao FTP Para FDDI

Todos os grficos possuem os eixos (x) e (y) com as seguintes descries: - Eixo (x) : o tempo estipulado para rodar a simulao configurado em minutos (11m e 40s). - Eixo (y) : o tempo de observao da simulao configurado em segundos ou taxas de dados podendo ser: pacotes/segundo, bytes/segundo, bits/segundo e outros.

CAPTULO IV

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No OPNET, o grfico de trfego mdio gerado, j especifica que para os enlaces entre as subredes (qualquer que seja, como por exemplo UFPA UFRA), evidenciam um trfego mdio para a rede FDDI (em pacostes/segundo) de aproximadamente 1.6 p/s, ou seja, na Figura 4.9 ilustrada, o OPNET j calculou para todos os enlaces e mostra, em quantos pacotes por segundo podero qualquer dos links ficar congestionados.

FIGURA 4.9 - Trfego mdio dos enlaces entre as subredes FDDI

Assim como numa rodovia, links de rede, usados para acesso informaes, tambm sofrem com o uso(utilizao) simultneo num mesmo horrio. Normalmente entre uma faixa de horrio, h uma maior freqncia de usurios, causando um congestionamento de acesso nesse link, que denominado com o nome de Trfego [SOA95]. O trfego mostrado neste trabalho foi configurado de maneira que no se considerou um fluxo de maior utilizao em horrios diferentes, pois apesar do OPNET dispor desta funo(denominada Trafic Background), neste trabalho considera-se que as utilizaes dos links so iguais (ambiente ideal) em todo o tempo estipulado para a simulao, restando assim somente saber em qual tecnologia foi melhor resolvido. Atravs da Figura 4.10 percebe-se que o tempo mdio de atraso(Delay) da rede metropolitana FDDI proposta de aproximadamente 0,100ms(milessegundos).

FIGURA 4.10 - Delay mdio para a rede FDDI metropolitana

CAPTULO IV

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O relatrio geral da simulao finalizada para a Rede ATM verificado na Tabela que segue:Tabela 4.4 - Relatrio Geral da Simulao ATM

N Total de Eventos processados 7.151.779

Velocidade Mdia em Eventos/Segundo 99.330 e/s

Tempo de Observao da Simulao 72s

N de Entradas 1.152

Atravs da Figura 4.11 percebe-se que o tempo mdio de resposta da aplicao FTP (heavy) para uma estatstica Global de aproximadamente 1,1 segundos.

FIGURA 4.11 - Tempo Mdio de Resposta da Aplicao FTP para ATM

A Figura 4.12 ilustra o trfego mdio da rede ATM para os mesmos enlaces propostos na rede FDDI:

FIGURA 4.12 - Trfego mdio dos enlaces entre as subredes ATM

CAPTULO IV

51 Para a tecnologia ATM evidencia-se um trfego mdio de aproximadamente 0.78 pacotes/segundo . Para a Rede ATM, o atraso mdio (Delay) ser especificado atravs de sua Camada de Adaptao AAL5, que a camada que oferece servios desejados pelas camadas superiores em comparao com o modelo OSI. Na Figura 4.13 percebe-se que o tempo mdio de atraso(Delay) da rede metropolitana ATM de aproximadamente 0,39 ms(milessegundos).

FIGURA 4.13 - Delay mdio para a rede ATM Metropolitana

4.3.5 O Quinto Passo Agora, para a concluso da proposta de trabalho ser feito a comparao dos grficos para as duas tecnologias analisadas no passo anterior. Lembrando-se que para a comparao das estatsticas as simulaes que geraram os resultados distintos , tiveram como base parmetros comuns para os dois cenrios, que so: Durao em segundos (700 segundos): define o tempo de atividade da rede Valor mnimo por Estatstica (100 eventos): define o nmero mnimo de SEED (128): semente para gerao de nmeros aleatrios, neste caso foi aceito Atualizao de Intervalo de Eventos (100.000 eventos): a cada 100.000 que ser monitorado para recolher as estatsticas. eventos por estatstica. o padro do simulador. eventos a simulao atualizada.

CAPTULO IV

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Estes parmetros so especificados em uma janela, quando se vai rodar a simulao como mostra a figura 4.14.

FIGURA 4.14 - Configurao dos Parmetros Comuns s duas Simulaes

Para as comparaes tambm ser necessrio definir alguns requisitos importantes configurados no simulador. No terceiro passo foram citadas as estatsticas que se deveria coletar. No OPNET, essas estatsticas so definidas a partir do objeto Application Definition, que j possui oito aplicaes padres que so: transferncia de arquivos, acesso a banco de dados, email, HTTP(Hypper Text Tranfer Protocol), VoIP(Voz Sobre IP), impresso, Telnet e videoconferncia. Essas aplicaes ainda podem ser configuradas para possuir trfego pesado (heavy) ou leve (light). Nas simulaes de redes de computadores, podem existir diversas aplicaes que podero gerar diferentes tipos de trfegos. Caso tenha-se interesse em apenas uma aplicao em especfico, no necessrio configurar o objeto que disponibiliza os servios de aplicaes aos ns do tipo cliente-servidor, mas como para a rede em questo importante uma viso geral de algumas das aplicaes testadas na rede, foi configurado o objeto Application Definition com uma disponibilidade de servio que abrangeu todas as necessidades impostas pela rede que se desejou simular (Rede Metropolitana de Belm METROBEL), mostrada na figura 4.15.

CAPTULO IV

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Perfil METROBEL

FIGURA 4.15 - Configurao das Aplicaes para um N Cliente ou Servidor

A partir das configuraes de aplicao, todos os ns cliente e servidor receberam o perfil denominado Perfil METROBEL, que configurado atravs do objeto Profile, como podemos ver na figura 4.16.

Perfil METROBELAplicao de Banco de Dados; E-mail; Transferncia de Arquivo Pesado(FTP); Acesso Remoto (Telnet Session); Impresso de Arquivos; Vdeo Conferncia leve.

FIGURA 4.16 - Configurao do Perfil de Clientes e Servidores

CAPTULO IV

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Definido as aplicaes e os perfis, que foram usados podemos agora comparar o tempo mdio de resposta das aplicaes FTPs(Heavy) que foram impostos s duas tecnologias. O OPNET j possue uma opo que compara as estatsticas em um nico grfico, como podemos observar na figuraa 4.17 baixo.0

FIGURA 4.17 - Comparao de resultados do tempo mdio de resposta das aplicaes FTPs para as duas tecnologias

Como podemos observar no grfico comparativo, a aplicao que demora maior tempo para responder a aplicao FTP do cenrio onde configurou-se a rede FDDI, onde a variao entre as duas Redes igual a 1(um) segundo. Apesar de serem usadas fibras pticas com capacidade de taxas de transmisso (FDDI = 100Mbps e ATM-SONET-OC12 = 600Mbps) diferentes, foram estipulados trfegos de dados com a mesma taxa de transmisso, ficando as duas tecnologias com limite de 100Mbps, que est nos objetivos iniciais da proposta da rede METROBEL. Uma comparao importante que se pode observar, o grau de expansividade e adaptao da tecnologia que se usa na rede em que se vai simular, pois de acordo com [ABL99]], este fator tambm tem que ser levado em considerao, onde redes modernas devero ser aquelas capazes de sofrer atualizaes de demandas de trfego, largura de banda, protocolos e outras, sem com isso ser necessrio a substituio de todos os dispositivos fsicos da rede.

CAPTULO IV

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Tambm no se pode deixar de observar as possibilidades de se configurar ambientes em que se possa usar tecnologias distintas, pois podemos citar o desempenho da rede FDDI local (em um dos pontos, por exemplo na UFPA) que na simulao, s a nvel de curiosidade, pois o objetivo mostrar a performance dos enlaces entre os centros de pesquisa, apresentou um desempenho equiparado ao da rede ATM local, para o mesmo ponto. Para o grfico comparativo de trfego mdio nos ambientes FDDI e ATM, verifica-se que na rede FDDI os links entre os centros de pesquisa e ensino, posuem trfego mais expressivo(maior) na escala grfica. Portanto, os congestionamentos nas redes ATM so melhor resolvidos, ao contrrio da rede FDDI, como mostra a figura 4.18, especifica o trfego mdio de todos os enlaces propostos nas duas redes.

FIGURA 4.18 - Comparao de Trfego mdio entre as duas Tecnologias

No aspecto evolutivo de todos os dispositivos de rede da atualidade, se cobra muito as solues em que os atrasos sejam os mnimos possveis. A figura do grfico comparativo destes atrasos na rede em questo, no pode ser expressado pelo OPNET, devido a rede FDDI e a ATM no possurem caractersticas semelhantes neste aspecto, pois enquanto para um estatstica global a rede FDDI trabalha com conceito de atraso de pacotes por segundos, comum a vrios tipos de redes, o protocolo ATM trabalha com o conceito de clula j explicado em captulos anteriores e denotado pela camada de adaptao AAL5, portanto, somente pode-se ressaltar em comparao que a tecnologia ATM apresentou com sua tecnologia, um atraso mdio para uma estatstica global menor que na rede FDDI.

CAPTULO V

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CONCLUSES Entre as inmeras variveis fsicas e lgicas(links, protocolos, servidores, roteadores, etc.) reunidas para formar um projeto de rede, que se enquadre nas necessidades dos usurios, existem as diferentes formas de tratar a execuo das mesmas tarefas. Isso causa um grande nmero de propostas e modelos, onde os respectivos desempenhos devem ser tratados de acordo com a complexidade requerida para a evoluo da rede em todos os aspectos, principalmente aspecto custo/benefcio. Este trabalho mostrou que a tecnologia FDDI nos aspectos considerados, uma tecnologia restrita, servindo a um tipo de necessidade que no de redes de abrangncia geogrfica significativa(MANs), onde sede espao para outras tecnologias mais avanadas. Por outro lado, neste trabalho, a tecnologia ATM mostrou que uma das tecnologias que serve de opo em substituio FDDI. No obstante, importante ressaltar que uma implementao interessante seria utilizar a tecnologia DWDM, pois sabe-se que estudos sobre redes metropolitanas mostram que a utilizao de solues, que trabalham com multiplexao de comprimento de onda, apresentam um excelente desempenho. Neste trabalho no foi possvel comparar DWDM, FDDI e ATM, pois apesar do simulador possuir links pticos que satisfazem a taxa de dados apropriada para redes DWDM (SONET OC-48, OC-192 e outros), verificou-se que os dispositivos fsicos (roteadores, switchs, hubs, etc.) no possuem multiplexadores compatveis com a verso Trial do OPNET, adotado neste projeto. Portanto era necessrio importar um mdulo especfico com ferramentas DWDM, mas tambm no foi possvel, pois o mesmo no se encontra para uma verso acadmica free.

58 REFERNCIAS [ABL05] ABELM, Antonio Jorge. Fibra ptica vai interligar Instituies paraenses. Disponvel por http://www.ufpa.br/beiradorio/arquivo/beira32/noticias /noticia3.htm (mar. 2005). [ALB99] ALBERTI, Antnio M. et al. Simulao de Redes ATM. Disponvel por http://www.mc21.fee.unicamp.br/alberti/sbt99.pdf (jun. 1999). [CIS05] CISCO SYSTEMS. Cisco Application Analysis Solution Standard Models User Guide. Disponvel por http://www.cisco.com/en/US/products/ps6362 /products_user_guide_list/ccmigration_09186a00804ae99e.pdf (2005). [FAL96] FALKNER, M. Modeling ATM Network With COMNET III, COMNET Application Notes, v.1, AUG. 1996. [GOM05] GOMES, Cassius Abelm. Melhor Relao Custo/Benefcio para todas as Instituies participantes, oferencendo Infra-estrutura de alta capacidade e melhor qualidade. REDECOMEP. Disponvel por http://www.redecomep.rnp.br/modelo (18 ago. 2005). [LAW94] LAW, A. e M. McComas. Simulation Software for Communications Networks: The State of the Art. IEEE Communications Magazine,1994. [MEN03] MENDES, Luciano Leonel. Abordagem Educacional para Estudo de Redes de Computadores Utilizando o OPNET. Instituto Nacional de Telecomunicaes INATEL. Santa Rita do Sapucai. MG. 2003. [MEN03a] MENDES, Luciano Leonel. Tutorial Bsico. Laboratrio de Ps Graduao LabPG. Santa Rita do Sapucai. MG. 2003. [OPN03] OPNET Technologies, Inc. Academic Community Home. Disponvel por https://enterprise37.opnet.com/4dcgi/ download, (2003)

59

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