Histórico
(REDE ATUAL)
O perfil computacional do CBPF (perfil em 1996) era composto de uma rede local de computadores pessoais e de estações de trabalho compartilhada pôr vários departamentos e grupos de pesquisas. Esta estava centralizada em um servidor de rede Novell (nomeado CBPF-CAT) oferecendo múltiplos serviços: servidor de arquivos, servidor de impressão, roteamento (local e internacional), servidor SQL (dados da biblioteca do CBPF). Uma das sub-redes conectadas a este servidor era a dedicada as estações de trabalho baseada no ambiente operacional Unix (SunOS e IBM-AIX). Outra sub-rede permitia a conexões com redes de outras instituições, com a Rede Rio e finalmente a Internet. Esta rede esteve instalada e em funcionamento até o ano de 1998 (Fev), com mais de 350 pontos e funcionando em média com 150 usuários simultâneos (figura 1).
Para saber mais sobre o contexto tecnológico onde apoiamos o projeto desta nova rede clique aqui.
Figura 1 -
Rede Local do CBPF, em funcionamento em Ethernet cabo-coaxial (1996);
figura simplificada do estado atual do CBPF em 1996/Inicio de 1997. O sistema
esta centralizado num servidor Novell (CBPF-CAT), e neles estão
conectados 4 segmentos principais (estes segmentos fazem parte de um roteamento
interno em diversos protocolos de rede). Estes segmentos são: LNCC-Internet,
Lafex, estações
Sun-IBM e os usuários de microcomputadores
do CBPF e do CLAF. Atualmente (1997) mais
de 350 usuários compartilham a mesma banda de frequência (10Mbps).
A conexão com a internet é feita através do link com
o LNCC, onde vamos encontrar a Rede Rio
de computadores.
A evolução esperada para esta rede é que ela alcance nos próximos 2 anos (1998/1999) mais de 500 pontos de utilização. No entanto, a filosofia inicialmente adotada para o CBPF, ver [Perfil - 89 e IEEE802.3] apresenta atualmente diversas limitações para a sua expansão. Um estudo mais detalhado deste tipo de configuração [Cat - 95] mostra que a disponibilidade da rede (para usuários ou servidores) passa pôr um pico de "ótima" utilização e cai rapidamente em função do número de estações nela presente, como apresentado na figura 2 [Tanembaum - 89, Cardenas - 95].
Figura 2 - Disponibilidade
da rede x Numero de usuários [n(u)]
Dentre os problemas atuais podemos citar os seguintes :
A filosofia adotada para este projeto para solucionar os problemas mencionados, esta baseada na segmentação das estações servidoras de rede, através da implementação de uma tecnologia de chaveamento (SWITCHING), [Serra - 95, Pichini - 95a, Mattias - 95]. Prevendo paralelamente um gerenciamento otimizado de toda a estrutura da rede. De acordo com as tecnologias atuais, implementadas tanto em instituições científicas internacionais , quanto em empresas de diversos fins, a solução adotada é baseada em duas características : "COLLAPSED BACKBONE" e "ETHERNET SWITCHING". A primeira consiste na concentração de todos os pontos de rede em único ponto, analogamente a uma topologia estrela. Neste ponto central da rede esta situado o ETHERNET SWITCHING que multiplexa à alta velocidade os diferentes dados de uma estação a outra. Esta tecnologia permitirá, em uma primeira fase, dedicar a algumas estações da rede uma banda de comunicação livre de 10Mbps. Numa segunda etapa, a partir da evolução dos elementos ativos da rede, a taxa de transferência poderá atingir 100Mbps, e permitirá neste instante o trafego de informações em vídeo, som e textos. Estes elementos são configurados em racks do tipo SWITCHING-HUB, [Pittigliani - 95].
A parte ativa de rede consiste em 2 CHASSIS-HUBS, possuindo um barramento de alta velocidade (1.6Gbps). Cada um destes CHASSIS-HUBS contem 8 unidades ETHERNET-SWITCHING para conexões dos computadores de alta velocidades da rede, permitindo uma conexão de 140 usuários com canais dedicados de 100Mbs. Estes dois chassis HUBS se comunicam entre si através de um link ATM de 155Mbps. A figura 3 apresenta o organização geral dos equipamentos de rede do projeto. Ela esta dividida pôr pavimentos dentro da instituição. Os números listados correspondem ao número de pontos de rede previsto em cada andar. Os servidores departamentais de microcomputadores e estações de trabalho serão relocados para portas do ETHERNET-SWITCH, assim como as estações com necessidades de alta velocidade de comunicação. O sistema de monitoramento será feito através de uma plataforma de gerenciamento gráfico dentro da própria estrutura da rede. Este sistema prevê a conexão do CBPF com a REDE-RIO através de um "link" em fibra ótica para continuar implementado a comunicação via Internet. A conexão com as estações Unix serão mantidas via protocolo TCP/IP, somadas as estações dedicadas ao calculo numérico (ver projeto de experimentação numérica), [Comer -91, Kochar -90, Halsall - 92, Sochats -92]. Esta nova tecnologia de redes possibilitará um ganho real de performance, pois além de ganharmos em segmentação e disponibilidade da rede (pois o canal não esta mais compartilhado com 250 usuários) estamos ganhando também com a chegada de novas tecnologias eletrônicas que permitirão dentro em breve a comunicação de imagens e sons na rede, através da comunicação via células ATM [Pichini - 95b].
Não podemos deixar de mencionar que este proejto colocará o CBPF na ponta para a implementação de sistemas distribuidos que auxilem nos calculos de sistemas físicos complexos. Diversas linhas de pesquisas do CBPF utilizam intensivamente métodos computacionais (em paralelo com métodos analíticos), onde podemos citar dentre muitos, o cálculo de estruturas eletrônicas, simulações de redes magnéticas, redes de neurônios e reações nucleares que utilizam o método Monte Carlo ou métodos análogos, cálculo de estruturas fractais, autômatas celulares, computação algébrica, processamento de imagens das mais diversas origens, resolução de equações diferenciais e/ou ordinárias não lineares e complexos programas de análise de dados experimentais.