Histórico da Rede Local do CBPF

Perfil Computacional do CBPF nos anos 90

Em 1989, a direção do CBPF compôs a Comissão de Informática com o objetivo a elaboração de uma proposta de reestruturação da área de Informática da instituição. Os resultados foram publicados na Nota Técnica “Perfil Computacional do CBPF” (CBPF-NT-001/90). Esse trabalho teve por finalidade principal apresentar a situação daquela época: as características, as necessidades e tendências relativas ao aspecto computacional da instituição. Foi fundamentado por um levantamento meticuloso junto aos usuários de computadores, fornecendo um quadro completo da situação do CBPF em 1989. Este documento sugeriu:

a criação de um setor de informática com característica de assessoramento e gerenciamento e
a implantação de redes locais que suportassem as necessidades dos diversos grupos de pesquisas.

Por meio desse estudo minucioso, demarcamos o que foi, nos anos seguintes, a “política de informática” do CBPF, que partiu da criação da rede local de computadores, da conexão à Internet, e chegou à obtenção do conhecimento necessário para assumir, no ano 2000, o controle da Coordenação de Engenharia Operacional da Rede Rio de Computadores.

Figura: Perfil Computacional do CBPF - Nota Tecnica CBPF-NT-001/90. Apresentou como resultado que o futuro da computação seria a conexão dos computadores formando uma rede local (LAN).

A Criação da Rede Local do CBPF (LAN)

Em 1990, a Divisão de Informática da CAT (Coordenação de Atividades Técnicas, antigo nome da Coordenação de Desenvolvimento Tecnológico - COTEC), começou a construir uma rede ligando entre si os diversos computadores existentes, àquela época, na instituição. Essa rede era composta de computadores pessoais e de estações de trabalho, compartilhada por vários departamentos e grupos de pesquisas. O projeto inicial estava fundamentado em um servidor de rede Novell (nomeado CBPF-CAT), oferecendo múltiplos serviços: servidor de arquivos, servidor de impressão, roteamento IP (local e internacional), servidor SQL (dados da biblioteca do CBPF). Uma das sub-redes conectadas a este servidor era dedicada às estações de trabalho, baseada no ambiente operacional Unix (SunOS e IBM-AIX). Outra sub-rede permitia conexões com redes de outras instituições, com a Rede Rio e finalmente com a Internet. Ela esteve em funcionamento até o ano de 1998, com mais de 350 pontos e com uma média de 150 usuários conectados simultaneamente.

Para manter o seu funcionamento, a DIVI/CAT desenvolveu um sistema de “Monitoramento da Taxa de Transferência e Análise de Protocolos de LANs” em co-autoria com M. P. Rodriguez, E. F. Pessoa, G. L. Brevis. Este trabalho foi apresentado como projeto de graduação em Engenharia de Telecomunicações da Universidade Federal Fluminense por G.L.Brevis intitulado como “Monitoramento da Taxa de Transferência e Análise de Protocolos de LANs”. O programa desenvolvido foi baseado na biblioteca de domínio público Packet Drivers (Crynwr) que permite a várias aplicações dividirem a mesma interface de rede no nível de enlace de dados. Como conseqüência, modelizamos a rede do CBPF, resultando em divulgação na Nota Técnica NT-005/95, intitulada “Monitoração da Rede Local: o modelo do CBPF” necessitando, portanto, de uma alternativa urgente.

Em 1994, a DIVI começou o estudo da mudança da Rede Local do CBPF. A filosofia assumida para solucionar os problemas foi assentada na segmentação das estações servidoras de rede por meio da implementação de uma tecnologia de chaveamento. Além disso, previmos um gerenciamento otimizado de toda a estrutura da rede. De acordo com as tecnologias daquela época, a solução adotada foi fundamentada em duas características: o “collapsed backbone" e o "ethernet switching". Essas características permitiriam o crescimento modular da estrutura da rede e um controle eficiente do tráfego interno e externo. O acesso remoto à rede do CBPF foi publicado na Nota Técnica do CBPF intitulada “Acesso Remoto via PPP” (NT-003/96).

CBPF na Rede Rio de Computadores da FAPERJ

Em 2000, a Coordenação de Atividades Técnicas do CBPF, sob a responsabilidade do Engenheiro Ismar Thomaz Jabur, assumiu a Coordenação de Engenharia Operacional (CEO) da Rede Rio de Computadores, por intermédio da liderança do Doutor Márcio Portes de Albuquerque. Nessa época, a Rede Rio necessitava de mudanças, incorporando avanços técnicos demandados pela comunidade acadêmica fluminense. A CAT assumiu a CEO da Rede Rio, atuando para transforma-la em uma rede moderna, vitrine para a FAPERJ e para o CBPF. A CEO delineou projetos tecnológicos que colocaram a rede no patamar de referência acadêmica no Rio de Janeiro e no Brasil.

Um breve Histórico da Rede Rio da FAPERJ

A Rede-Rio interconecta instituições, como universidades e centros de pesquisa, localizados no Estado do Rio de Janeiro. Criada em 1992, ao longo de sua existência, aprimorou-se no sentido de oferecer, a seus usuários, um serviço de qualidade e tecnologia de ponta por meio de uma estrutura de redes de alta velocidade. Mediante um anel em fibra ótica, que utiliza a tecnologia ATM (Asyncrhonous Transfer Mode), fornecida pela Telemar, a Rede Rio interliga cinco instituições com velocidade de 155 Mbps: CBPF, UFRJ, PUC-Rio, FIOCRUZ e TELEMAR (Figura 1). O canal internacional é um dos pontos de maior importância na Rede Rio, contando com 45 Mbps de velocidade de comunicação de dados diretamente com os EUA e 100Mbps com a RNP.

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Figura 1: Topologia da Rede-Rio de Computadores em Janeiro de 2002.

Do ponto de vista técnico, a Rede Rio é a composição de múltiplas redes físicas, isto é a ligação das redes locais (LAN), das instituições associadas, entre si. Diversos protocolos de roteamento, nos mais variados níveis de complexidade, são por nós gerenciados. Dentro da organização da Rede-Rio, a CEO assegura o funcionamento dessas conexões e dos serviços oferecidos. O objetivo da Coordenação é preparar a evolução da infra-estrutura e dos serviços da Rede Rio para as necessidades das instituições de ensino e pesquisa. Ao pessoal técnico da CEO, cabe o gerenciamento de todos os equipamentos, a colocação em funcionamento de novas tecnologias e demandas da comunidade, a garantia de segurança no acesso aos equipamentos, e o acionamento das operadoras de telecomunicação em situação de problemas com as conexões de dados das diversas instituições consorciadas. Além de monitorar toda a rede, a CEO emite relatórios periódicos on-line com estatísticas apontando a taxa de utilização de cada enlace entre os nós principais e as instituições afiliadas, veja aqui.

Sistemas de Monitoramento e Gerência de Rede

O projeto de monitoramento remoto consistiu na disponibilização de recursos de acesso aos equipamentos que integram a Rede Rio de Computadores para os engenheiros da CEO. O funcionamento contínuo da rede foi crucial para a satisfação dos usuários. Qualquer falha no sistema era imediatamente identificada e solucionada pelos engenheiros da CEO. Para isso, craimos um laboratório de desenvolvimento de redes onde estudos técnicos e científicos foram realizados por profissionais da CAT e alunos de iniciação científica para o monitoramento e a previsão de tráfego da Rede Rio.

Desde 2000, desenvolvemos um sistema de Gerência Pró-Ativa, integrando tecnologias WAP, SMS e Alerta Vermelho. Esse sistema permitiu o acompanhamento do estado da rede 24 horas por dia, em qualquer parte do Brasil, tornando-se um recurso importante da CEO. Ele possibilitou a solução de problemas antes de serem notados pelas instituições. Também foram produzidos sistemas de análise de tráfego para localizar possíveis ataques de hackers à rede [NT-CBPF 007/00], analisadores de protocolos [NT-CBPF 004/02] e sistemas de estimação da largura de banda de um enlace.

Desenvolvemos também um estudo para antecipar a data em que um enlace de comunicação atingiria o limite de tráfego nominal. De forma preventiva, elaborou-se uma metodologia para a estimação de tráfegos futuros, baseada em modelos estatísticos e na minimização de uma função de custo com base no critério do mínimo erro médio quadrático. Resultados iniciais permitiram antever que os enlaces nacionais, internacionais e o anel metropolitano atingiriam saturação até o final do ano de 2002 e que uma nova Rede Rio deveria ser projetada. Esse trabalho, divulgado na 54ª Reunião da SBPC em 2002, iniciou os estudos da nova geração da Rede Rio.

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Figura 2: Gerência pró-ativa da Rede Rio por meio de telefones celulares em 2002.

É importante ressaltar que, graças aos esforços da CAT, o CBPF abriga, atualmente, um dos maiores Ponto de Troca de Tráfego (PTT) acadêmico do Brasil. Além da Rede Rio, está também presente, nas instalações do CBPF, o POP (Ponto de Presença) da RNP no Rio. O fato do PTT estar instalado no CBPF foi devido à necessidade de comunicação e colaboração com os grupos de P&D do exterior, e também à história do CBPF, que o coloca como uma instituição de destaque na área de comunicação de dados.

DWDM na Rede Rio

A Coordenação de Engenharia Operacional esteve diretamente envolvida com o projeto da modernização da Rede Rio em conjunto com a Coordenação Técnico Científica, um projeto aprovado pelo Conselho Superior da FAPERJ. Inúmeras tecnologias foram avaliadas, com especial atenção para o DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexer), que permitiu adicionar ao mesmo meio ótico uma série de comprimentos de onda para a comunicação de dados, fazendo com que a capacidade seja multiplicada pelo mesmo fator. Essa tecnologia foi utilizada na Rede Rio até o ano de 2017, e permitiu usarmos na Rede Rio áudio e vídeo em larga escala.

Fotos da Evolução da Rede Local do CBPF