Projeto de Redes: Abordagem Top Down de Análise de Requisitos

PROJETO DE REDES Uma abordagem TOP DOWN 06062022 11 Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Abordagem Top Down inicia pelo mapeamento das aplicações a serem suportadas e dos requisitos comerciais do cliente ao invés do detalhamento da solução técnica PROJETO DE REDES DE COMPUTADORES Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Abordagem TopDown Modelo OSI Levantamento das aplicações os fluxos de dados e os tipos de serviços necessários para o transporte de dados Seleção dos equipamentos switches roteadores firewalls balanceadores de carga entre outros e das tecnologias de cabeamento e interconexão Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Ciclo de vida Projeto de Redes de Computadores PROJETO DE REDES DE COMPUTADORES Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Abordagem TopDown Arquitetura de Camadas TCPIP Uma analogia Projeto de Rede Top Down Aplicações e requisitos comerciais Projeto Lógico Projeto Físico PROJETO DE REDES DE COMPUTADORES Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Abordagem TopDown Aplicações e requisitos comerciais Fase 1 Análise de Requisitos Identificação dos usuários Identificação das necessidades e objetivos do cliente Análise dos objetivos comerciais e técnicos Análise do ambiente legado principais fluxos de dados Tráfego atual da rede e tendências futuras Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr ANÁLISE DE REQUISITOS Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Análise de Requisitos Análise das metas do cliente Análise das restrições de negócio Análise de requisitos técnicas Caracterização da rede atual Caracterização do tráfego da rede Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Exemplo de motivação do negócio para o novo projeto Reduzir os custos de telecomunicações com redes separadas com voz dados e vídeo Aumentar a receita e o lucro Melhorar as comunicações na empresa Melhorar a segurança e confiabilidade dos aplicativos Modernizar tecnologias desatualizadas entre outros Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Exemplo de restrições de negócio Requisitos nãofuncional Preferências tecnológicas por certos fornecedores de equipamentos que podem ocorrer por diversas razões como por exemplo uma empresa onde a equipe é especializada e certificada apenas para o suporte em dispositivos de rede de um único fabricante Questões éticas legais e regulatórias do negócio como as políticas de segurança da informação SarbanesOxley SOX e Payment Card Industry PCI que são impostas às instituições financeiras A disponibilidade orçamentária pois as licenças de software os contratos de manutenção os investimentos em hardware entre outros recursos podem limitar o escopo do projeto A previsão de entregas pode demandar recursos humanos e materiais incompatíveis com as expectativas da organização Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Análise de Requisitos Técnicos Escalabilidade define a capacidade de expansão de um projeto de redes Está intimamente relacionada com as tecnologias e as arquiteturas utilizadas Disponibilidade expressa como um percentual anual mensal semanal ou diário do período em que a infraestrutura ou serviço de redes está disponível aos seus usuários Por exemplo um índice anual de 999 indica a interrupção de apenas 876 horas no período 01 das 8760 horas anuais Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Requisitos Técnicos Desempenho características ou capacidades que refletem o rendimento da rede de computadores largura de banda volume máximo de dados que pode ser conduzido por um enlace de comunicação Vazão Quantidade de dados isentos de erros transmitidos por unidade de tempo A vazão é dada em pacotes por segundos pps ou células por segundo cps Atraso retardo ou delay Tempo necessário para que um pacote pode ser transmitido entre dois pontos emissor e receptor Perda Pacotes que são perdidos durante a sua transmissão geralmente expresso em percentual Tempo de resposta Tempo decorrido entre a solicitação e a conclusão de um e o inícioconclusão da realização do serviço Nível tolerável 100ms Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Requisitos Técnicos Segurança proteger e assegurar os dados da empresa a fim de evitar roubos e alterações Gerenciamento relacionadas à manutenção dos eventos de falha à configuração dos dispositivos à alocação dos custos ao desempenho do tráfego das aplicações e ao monitoramento das políticas de segurança Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Requisitos Técnicos Usabilidade resulta da facilidade de uso da rede e de seus serviços Diferentes funcionalidades podem aumentála tais como a alocação dinâmica de endereços IP por intermédio de servidores DHCP Dynamic Host Configuration Protocol o acesso remoto por meio de VPNs a utilização extensiva da Telefonia IP e a mobilidade em redes sem fio Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Adaptabilidade Visa à fácil integração da rede com as novas tecnologias e protocolos As alterações podem ser demandadas por novos protocolos práticas comerciais ou imposições legais Requisitos Técnicos Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Eficiência dos custos favorece a obtenção do maior volume de tráfego possível para um mesmo custo financeiro Para tanto devem ser avaliados os protocolos mais robustos a compressão dos dados os equipamentos com configuração simplificada as topologias descomplicadas as atualizações nas documentações etc Requisitos Técnicos PROJETO DE REDES DE COMPUTADORES Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Abordagem TopDown Fase 1 Análise de Requisitos pesos Exemplo a um alto índice de disponibilidade determina a existência de dispositivos redundantes que geram um maior custo ao projeto b os efeitos negativos na usabilidade em decorrência das restrições de segurança que impõem a autenticação em duas etapas para acesso a um sistema Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Próxima etapa caracterização do ambiente legado ou seja da infraestrutura préexistente Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Análise dos aplicativos A identificação da rede do cliente engloba todos os aplicativos que são ou serão utilizados na rede Inclui serviços de rede como autenticação e autorização de usuário inicialização remota serviços de diretório backup de rede gerenciamento e distribuição de software etc Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Infraestrutura lógica e física criar um ou mais mapas da rede atual indicando os principais servidores os dispositivos de rede as VLANs Virtual Local Area Networks as localidades envolvidas os locais onde ocorrem traduções de endereços IP NAT Network Address Translation os protocolos das camadas de enlace e de rede e os enlaces das operadoras de telecomunicações Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Padrões de endereçamento e nomes identificar as faixas de endereçamento IP atribuídas às localidades os nomes dos sites roteadores servidores e outros padrões adotados Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Caracterização do ambiente legado Identificar o tráfego atual da rede identificando os principais fluxos de tráfego direção média de pacotes e número de bytes volume dos dados nos enlaces internos e externos os requisitos de qualidade de serviço largura de banda mínima atraso priorização os principais grupos de usuários aqueles que usam aplicações em comum os repositórios de dados servidores Storage Area Networks SANs mainframes unidades de fita entre outros Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Desempenho da rede existente MTTR Tempo médio para reparação MTBF Tempo médio entre falhas Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Comunidades de usuários Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO LÓGICO Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Fase 2 Projeto Lógico da Rede topologias de rede Projeto da topologia da rede Projeto de esquemas modelos de endereçamento e de nomes naming Seleção de protocolos de comutação switching e roteamento Definição de estratégias de segurança e gerenciamento de redes Projeto Lógico Abordagem TopDown Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO LÓGICO Topologia da rede As redes planas não suportam a expansão futura embora inicialmente sejam mais fáceis de serem implantadas Um bom projeto deve possibilitar Adição de novas localidades enlaces WAN serviços e aplicações entre outros recursos com o mínimo de esforço Expansão da rede atual com alterações diminutas no ambiente existente Manutenção simplificada e facilmente compreensível Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO LÓGICO Para as topologias de redes locais considerar Redundância dos enlaces de comunicação interna por meio do protocolo STP Spanning Tree Protocol O STP gerencia as conexões físicas entre os switches de uma rede garantindo a existência de um único caminho ativo entre esses mesmo quando estiverem interligados por múltiplas conexões Sua operação se baseia na desativação das portas redundantes duplicadas que interconectam os switches STP Spanning Tree Protocol Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO LÓGICO Para as topologias de redes locais considerar Divisão das redes locais com o uso de VLANs criando segmentos distintos logicamente separados Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO LÓGICO Para as topologias de redes locais considerar Protocolo criado para assegurar alta disponibilidade da rota padrão também denominada default gateway para os dispositivos no segmento de rede local Desta forma dois ou mais roteadores geralmente configurados como masterbackup efetuam o roteamento dos pacotes de dados encaminhados para seu endereço IP virtual VRRP Virtual Router Redundancy Protocol Alta disponibilidade de gateways roteadores empregados nos acessos externos à rede local por intermédio do protocolo VRRP Virtual Router Redundancy Protocol Assim as interrupções em um único equipamento não causarão indisponibilidade aos serviços pois o dispositivo backup assumirá o encaminhamento dos pacotes Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO LÓGICO Para as topologias de acesso à Internet Devem ser avaliados cenários com um ou mais roteadores conectados a uma ou mais operadoras de telecomunicações conforme o requisito de disponibilidade mapeado na etapa inicial Possíveis cenários Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Fase 2 Projeto Lógico da Rede topologias de rede padronização de nomes e a hierarquia de endereços IP detalhará os protocolos das camadas de enlace e de rede políticas de roteamento estratégias para segurança e o gerenciamento de redes Projeto Lógico Abordagem TopDown Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Considerar a expectativa de crescimento futuro assim como os tipos de endereços que serão utilizados públicos ou privados a forma de alocação manual ou dinâmica e o suporte ao protocolo IPv6 PROJETO LÓGICO Modelo estruturado de endereçamento IP Modelo de planejamento do endereçamento IP Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Fase 2 Projeto Lógico da Rede topologias de rede padronização de nomes e a hierarquia de endereços IP detalhará os protocolos das camadas de enlace e de rede estratégias para segurança e o gerenciamento de redes Projeto Lógico Abordagem TopDown Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Dinâmicas ou estáticas a configuração dos protocolos de roteamento disponibiliza um mecanismo dinâmico automático para a determinação do melhor caminho Opcionalmente em projetos simples e pequenos as rotas podem ser construídas estaticamente manualmente Determinação do caminho podem empregar o algoritmo vetor de distâncias geralmente aplicado em topologias simples e planas ou o algoritmo estado de enlaces habitualmente configurado em topologias hierárquicas PROJETO LÓGICO Políticas de Roteamento Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Fase 2 Projeto Lógico da Rede topologias de rede padronização de nomes e a hierarquia de endereços IP detalhará os protocolos das camadas de enlace e de rede estratégias para segurança e o gerenciamento de redes Projeto Lógico Abordagem TopDown Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO LÓGICO Estratégias de Segurança identificados os ativos de rede e os riscos associados ao seu comprometimento com especial enfoque na análise dos requisitos mapeados na fase inicial Dessa forma será possível elaborar um plano diretor com as principais diretrizes de segurança da empresa entre elas as políticas padrão da corporação e seus procedimentos de configuração implementação auditoria e manutenção Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO LÓGICO Estratégias de Gerenciamento Gerenciamento de falhas trata da detecção isolamento análise e reparação dos incidentes Gerenciamento de configuração acompanha a evolução das configurações aplicadas aos equipamentos da infraestrutura gera inventários dos ativos e controla as versões dos sistemas operacionais e das aplicações instaladas Gerenciamento de contabilidade mantém o uso dos recursos de rede por setores e por usuário possibilitando a divisão e alocação das despesas por centro de custo Gerenciamento de desempenho avalia o comportamento da rede por meio da disponibilidade da capacidade dos tempos de resposta do volume de tráfego e das alterações nos registros das rotas para os destinos conhecidos Gerenciamento de segurança assegura o cumprimento das políticas de segurança da empresa Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO FÍSICO Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Fase 3 Projeto Físico da Rede Seleção dos dispositivos e as tecnologias para as redes locais e as redes geograficamente distribuídas Projeto Físico Abordagem TopDown Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO FÍSICO 1 Projeto de cabeamento local que poderá ser centralizado ou distribuído Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO FÍSICO 2 Meios de Transmissão Fios de cobre os bits são transmitidos na forma de sinais elétricos Incluem os populares cabos Shielded Twisted Pair STP e o Unshielded Twisted Pair UTP que podem conectar pontos distantes em até 100 metros com velocidade máxima de 10 Gbps Fibras óticas encaminham os sinais na forma de luz São classificadas como multimodo ou monomodo as primeiras possuem menor custo e interconectam distâncias menores já as fibras monomodo são capazes de interligar localidades distantes em até 80 km Ambas alcançam velocidades de até 100 Gbps Sem fio propagam os sinais sem a necessidade de meios guiados Envolvem diferentes tecnologias como a WiFi 80211 abgn redes móveis 3G 4G e 5G transmissão via satélite entre outras Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO FÍSICO 2 Dispositivos de Rede Velocidade de processamento Quantidade de memória Tipos de interfaces Facilidade de configuração Protocolos de gerenciamento suportados Custo financeiro Fontes de alimentação elétrica redundantes Disponibilidade do suporte técnico Diferentes filas de qualidade de serviço Funcionalidades e protocolos da camada de enlace Funcionalidades e protocolos da camada de rede Reputação do fabricante Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr PROJETO FÍSICO 2 Tecnologias de acesso remoto Cable modem CATV conexão banda larga oferecida pelas empresas de TV a cabo utilizada principalmente por usuários domésticos Asynchronous Digital Subscriber Line ADSL ofertada pelos provedores de telefonia fixa majoritariamente para clientes residenciais Linhas privativas circuitos digitais pontoaponto comercializados pelas operadoras de telecomunicações Multiprotocol Label Switching MPLS possibilita a interconexão entre diversas localidades com classes de serviço distintas QoS Metro ethernet também suportado pelas operadoras de telecomunicações provê conexões no padrão ethernet o mesmo utilizado nas redes locais para interligação de diferentes locais Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Fase 4 Testes Otimização e Documentação do Projeto de Rede Objetivos dos testes e critérios de aceitação Tipos de testes que serão executados Recursos necessários Scripts de testes Cronograma de execução dos testes Abordagem TopDown Aplicações e requisitos comerciais Projeto Lógico Projeto Físico Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Documentação formal do Projeto Sumário executivo destinado aos responsáveis pela aprovação do projeto Descreve suas vantagens comerciais contextualizando os aspectos técnicos em um nível superficial de detalhamento Objetivo do projeto geralmente descrito em um único parágrafo apresenta o resultado esperado com a conclusão do projeto Escopo do projeto determina a extensão do projeto mencionando quais são as áreas envolvidas os requisitos atendidos e os aspectos não contemplados Requisitos de projeto incluem escalabilidade disponibilidade desempenho segurança gerenciamento usabilidade adaptabilidade e eficiência dos custos listados conforme sua prioridade Situação da infraestrutura legada mapas que apresentam a infraestrutura e a linha de base de desempenho da rede atual Detalham as VPNs as VLANs os segmentos de rede os firewalls os clusters de servidores o endereçamento IP entres outros componentes Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr Documentação formal do Projeto Proposta de topologia lógica e física descreve as arquiteturas lógica e física concebidas relacionandoas aos requisitos comerciais e técnicos Resultados dos testes abordam as evidências geradas pelo projeto entregue conforme suas especificações e critérios de aceitação Plano de implantação delineia as recomendações para a implantação recursos humanos e materiais e o cronograma com as principais entregas Geralmente também inclui as listas de riscos conhecidos e planos de contingência além das necessidades de treinamento para as equipes técnicas Orçamento do projeto indica os custos para a aquisição de hardware e do software treinamentos recursos humanos e contratos de manutenção suporte e serviços terceirizados Apêndices compreendem os mapas topológicos detalhados os modelos de configuração as minúcias do endereçamento os nomes dos dispositivos os resultados dos testes os termos legais e contratuais entre outros anexos PROJETO DE REDES DE COMPUTADORES Alessandra Schweitzer alessandraschweitzerifscedubr httpswwwdevmediacombrprojetoderedesdecomputadoresabordagemtopdown revistainframagazine826300 Livro TopDown Network Design escrito por Priscilla Oppenheimer Cisco Press Indianapolis EUA 2010 Documento de Referência Artigo Projeto de redes de computadores abordagem topdown Revista Infra Magazine 8