UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE LIVRE CACTI PARA GERENCIAMENTO DE REDES LOCAIS DE COMPUTADORES

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1 UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE LIVRE CACTI PARA GERENCIAMENTO DE REDES LOCAIS DE COMPUTADORES Filipe Herbert da Silva 1, Marco Aurélio G. de Almeida 1, Jonhson de Tarso Silva 1, Karina Buttignon 1 1 Fatec Guaratinguetá, Av Prof. João Rodrigues Alckmin, Jd. Esperança- Guaratinguetá, Resumo- Este trabalho apresenta um estudo teórico e prático sobre o uso do software Cacti para auxílio no gerenciamento de uma rede local. Para uma análise prática em busca de resultados, implementou-se um sistema de gerenciamento com máquinas virtuais para o monitoramento de uma rede local, apresentando, em seguida, os resultados deste monitoramento. Esta ferramenta é utilizada para monitorar as atividades dos recursos da rede, bem como o seu desempenho em hardware e software. O objetivo da análise da ferramenta Cacti foi demonstrar uma possível opção de escolha para administradores de redes para que possam utilizá-la no auxílio de suas atividades diárias relacionadas ao gerenciamento de redes de computadores de forma automatizada e eficiente, facilitando a execução de diagnósticos de seu estado operante para prevenir ou prever falhas da rede através de seu monitoramento. Efetuou-se um estudo sobre os principais benefícios e as vantagens na utilização desta ferramenta, abordando de maneira objetiva e simples a instalação e configuração do Cacti e de suas dependências, apresentando também as principais características, aplicabilidades e suas limitações. Palavras-chave: Gerenciamento; Monitoramento; Redes; Software Livre. Área do Conhecimento: Ciências Exatas e da Terra Introdução As redes de computadores têm sido um dos meios mais utilizados para a obtenção rápida da informação, tornando-se essencial para as organizações que dependem dessa tecnologia para a execução de suas atividades. Entretanto, existe a necessidade de manter alguns requisitos mínimos de funcionamento adequado dos recursos da rede, para a realização destas atividades e para isso é imprescindível que haja um gerenciamento desta rede, evitando que a mesma falhe, minimizando o tempo de indisponibilidade e mantendo um nível apropriado de desempenho dos recursos. Portanto, a implantação de um sistema de gerenciamento é a melhor forma de garantir que estes requisitos estejam em funcionamento. Através deste sistema podem-se realizar diagnósticos periódicos do estado em que se encontra a rede e caso haja alguma anomalia, adotar as devidas precauções de reparos ou prevenção de falhas. Levando em conta a importância do gerenciamento de rede para uma empresa, este trabalho propõe como objetivo uma alternativa que possa auxiliar no gerenciamento de uma rede aplicando a ferramenta de software livre Cacti (CACTI, 2012). De forma básica, quando um software é livre, significa que seu código-fonte é aberto e pode ser alterado para melhor adequá-lo às necessidades da gerencia. Metodologia Para a elaboração deste trabalho foram realizados estudos teóricos através de pesquisas em artigos, livros e sites relacionados ao tema. Como testes de gerenciamento de rede foi usado o software Cacti, que é uma ferramenta Open Source desenvolvida para mensurar atividades e recurso de ativos da rede, sua interface é escrita em PHP, suporta o protocolo SNMP (Simple Netowork Manager Protocol) e serve de interface para o RRDTool (Round Robin Database) (IETF, 2012). A principal finalidade do Cacti é a de monitorar as atividades de uma rede, coletar os dados armazenados nas MIBs 1 dos dispositivos sobre seus objetos gerenciados e armazená-los em um banco de dados e através de gráficos demonstrarem o desempenho destes dispositivos. Para um estudo prático foi criada uma rede local de computadores virtuais, que possuía vários sistemas operacionais e implementado o uso do 1 MIB - Management Information Base (Base de Gerenciamento de Informação) (Kurose, 2010). 1

2 software Cacti nesta rede, destacando os resultados do seu uso. A rede foi composta de máquina gerente utilizando sistema operacional Linux Ubuntu Server com o Software Cacti instalado e máquinas gerenciadas com Windows XP, Windows 7 e Linux Ubuntu Desktop, todas com o serviço SNMP configurado. Resultado Foi realizado um download de um arquivo da internet na máquina com Windows 7 e o gráfico referente à placa de rede da máquina indicou um aumento no trafego de dados (Figura 1b). Pode-se observar que no primeiro gráfico o trafego de rede está definido em Kbps e sem alteração no trafego (Figura 1a), enquanto no segundo gráfico o trafego é mostrado em Mbps, esta alteração na unidade de medida de trafico de rede ocorre porque o Cacti adéqua a sua escala a quantidade de trafego de dados atual. Figura 2a - Utilização de CPU Host Linux Desktop antes e do teste Figura 1a Informações de trafego de rede antes do teste. Figura 1b Informações de trafego de rede depois do teste. Foi testado também o gráfico de processos da máquina com Linux Ubuntu Desktop, enquanto a máquina estava apenas ligada, o gráfico demonstrou um padrão na quantidade de processos sendo executados (Figura 2a), porém, quando foram iniciados e finalizados vários programas o gráfico apresentou alguns picos indicando o aumento na quantidade de processos sendo executados em determinados momentos conforme a Figura b. Figura 2b Trafego de Informações CPU Host Linux Desktop depois do teste. A ferramenta Cacti apresentou fácil instalação através do comando apt-get do sistema operacional Linux Ubuntu Server, entretanto a versão instalada foi a 0.8.7g, sendo que durante o desenvolvimento deste trabalho já se encontrava no site oficial a versão 0.8.8a, versão esta que necessitava de uma instalação manual e, neste caso, a instalação também precisaria de diversos pacotes além dos essenciais para o funcionamento do Cacti, o que se tornaria uma tarefa complexa. Discussão Gerenciamento de redes é uma atividade realizada para obter o controle de qualquer objeto gerenciável e passível de ser monitorado em uma estrutura de recursos físicos e lógicos de uma rede, sendo essencial para garantir o seu funcionamento contínuo, assim como para assegurar um satisfatório grau de qualidade de seus serviços. O gerenciamento de redes é uma área dentro do âmbito da Tecnologia da Informação que visa controlar todos os aspectos 2

3 funcionais da rede de computadores de uma organização. Pode-se definir gerenciamento de redes como o monitoramento, teste, configuração e diagnósticos de componentes de redes para atender a um conjunto de exigências definidas por uma organização. Entre essas exigências, temos a operação estável e eficiente da rede. (FOROUZAN, 2008, p. 837). O gerente de redes exerce um papel importante no que se refere ao controle de recursos computacionais e outros recursos tecnológicos que possibilitem obter respostas mais rápidas e eficientes quando necessário com ajuda de ferramentas adequadas que estejam a sua disposição. Cada aplicação envolve recursos e necessidades diferentes, cada tarefa a ser desempenhada necessita ser detalhada e subdividida em seus componentes. O software de gerenciamento de redes de computadores precisa ser habilitado para reconhecer estas particularidades, todo esse aspecto do entendimento das funcionalidades e a possibilidade de dispor de recursos eficientes para o alcance de controle e desempenho devem ser observados para obtenção dos melhores resultados do gerenciamento. Alguns exemplos de ferramentas que são facilmente encontradas na web e podem ser utilizadas para gerenciamento de redes são Nagios, Zabbix, MRTG e Cacti. O grande desafio do gerenciamento de redes é controlar e gerenciar uma rede considerada "mista", onde se apresentam diferentes configurações de hardware, software, sistemas operacionais e suas versões. Essa diversidade tecnológica pode acarretar, em alguns casos, a incompatibilidade de hardware e software, o que gera o mau funcionamento da rede. O avanço tecnológico contribui para o crescimento das redes de computadores, quanto maior a diversidade de dispositivos conectados a rede, maior a necessidade de um gerenciamento eficiente, por isso a necessidade de adoção de ferramentas de software que cumpram esse objetivo. Como justificativa a essa necessidade, Black (2008) destaca: As redes e recursos de computação distribuídos estão se tornando vitais para a maioria das organizações. Sem um controle efetivo, os recursos não proporcionam o retorno que a corporação requer. O contínuo crescimento da rede em termos de componentes, usuários, interfaces, protocolos e fornecedores ameaçam o gerenciamento com perda de controle sobre o que está concentrado na rede ou como os recursos estão sendo utilizados. Os usuários esperam uma melhoria dos serviços oferecidos (ou no mínimo, a mesma qualidade) quando novos recursos são adicionados ou quando são distribuídos. Os recursos computacionais e as informações da organização geram vários grupos de aplicações de usuários com diferentes necessidades de suporte nas áreas de desempenho, disponibilidade e segurança. O gerente da rede deve atribuir e controlar recursos para balancear todas essas necessidades. À medida que um recurso fica mais importante para a organização, maior a sua necessidade de disponibilidade. O sistema de gerenciamento deve garantir esta disponibilidade, para isso à utilização dos recursos deve ser monitorada e controlada garantindo que as necessidades dos usuários sejam satisfeitas e o controle da rede seja eficaz. O protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol) é amplamente utilizado em redes TCP/IP, capaz de ler informações de status de objetos gerenciados em diferentes nós da rede. O SNMP é um protocolo padrão da internet para gerenciar dispositivos de redes, desenvolvido pela Internet Engineering Task Force (IETF, 2012). Tem o objetivo de controlar, coletar e transferir informações dos equipamentos e serviços gerenciados na rede. Definido na camada de aplicação, utiliza o UDP (User Datagram Protocol) para enviar mensagens na rede. (Santos, 2006, p. 9). O gerenciamento de redes segundo o Modelo ISO/OSI divide-se em cinco áreas funcionais, são elas: * Gerenciamento de Configuração; * Gerenciamento de Falhas; * Gerenciamento de Desempenho; * Gerenciamento de Segurança; * Gerenciamento de Contabilização. Cada uma destas áreas atua sobre fatores que determinam o bom funcionamento do conjunto de componentes de uma rede. Uma arquitetura de gerenciamento de redes é construída para o funcionamento de um sistema que apresenta alguns componentes que se comunicam, os quais consistem em entidade gerenciadora, dispositivos gerenciados (objetos gerenciados, base de informações de gerenciamento, agente de gerenciamento) e protocolo de gerenciamento. De acordo com Kurose (2010) a entidade gerenciadora é uma aplicação que necessita da 3

4 intervenção humana para ser configurada e está localizada em uma estação criada para centralizar as informações da rede, coordenando e controlando o fluxo de informações que são processadas para serem apresentadas ao administrador da rede. É desta estação que o administrador interage com os dispositivos gerenciados e toma suas precauções e ações para manter o desempenho das funcionalidades da rede. Um dispositivo gerenciado é um equipamento ativo da rede (incluindo seu software) que provém conectividade, este equipamento pode ser: roteadores, switches, bridges, computadores ou impressoras. Nos dispositivos gerenciados pode haver vários objetos gerenciáveis que são uma abstração do recurso real apresentado e possuem propriedades que se definem por atributos, aplicação de operações de gerenciamento, comportamento em relação a desempenho, quantidade de recursos ou podem ser representadas por recursos lógicos. Estes objetos possuem informações associadas a eles, que são coletadas periodicamente e armazenadas dentro de uma base de informação (MIB) que estão alocadas nos próprios dispositivos gerenciados, um banco de informações sobre cada objeto gerenciado do dispositivo. Os valores destas informações ficam disponíveis para que a entidade gerenciadora as processem e, em muitas vezes, até ajustá-las para se alcançar o objetivo desejado, estas informações detalham o comportamento e ou a quantidade de recursos dos objetos gerenciados. Dispositivos gerenciados também possuem um processo chamado de agente de gerenciamento, o qual tem a função de se comunicar com a entidade gerenciadora executando ações locais sob o comando e controle da entidade gerenciadora. Protocolo de gerenciamento é a camada que especifica a comunicação entre a entidade gerenciadora e o dispositivo gerenciado, permitindo que a entidade gerenciadora contenha as informações nas MIBs ou execute ações em conjunto com os agentes de gerenciamento, sendo que se destaca que o protocolo em si não gerencia a rede. Para testar o desempenho do Cacti foram realizadas algumas atividades nas estações gerenciadas. Como exemplo, foi desligada a máquina com Windows XP e passados cinco minutos, houve uma interrupção na geração das informações dos gráficos do host ( Figura 3) e na página Devices o status da máquina indicava Down, significando que o dispositivo não estava mais enviando sinais de funcionamento para a máquina gerente. Figura 3 - Gráficos Host Windows XP desligado O Cacti ainda apresentou algumas incompatibilidades para determinadas versões do Windows, o que resultou em algumas configurações especiais nestes hosts. Outra dificuldade notada na ferramenta Cacti foi que dependendo do tamanho da rede a configuração de hosts, dispositivos e seus respectivos gráficos poderiam se tornar uma tarefa árdua e exaustiva, por este motivo este trabalho foi apenas baseado em uma pequena rede local (LAN). Analisando todos os resultados encontrados no monitoramento da rede com a utilização do software Cacti, foi possível concluir que o Cacti é uma ótima opção de ferramenta para monitoramento de redes por possuir uma interface simples e intuitiva, gerarando uma riedade de gráficos com informações importantes e úteis sobre a rede, possibilidade de adaptação a necessidades específicas de uso e ainda por ser gratuito. A única dificuldade é a instalação manual das estações de trabalho, tornando a tarefa um pouco trabalhosa. Notou-se também que a utilização da ferramenta Cacti é totalmente compatível com os sistemas operacionais proprietários e livres, permitindo um controle irrestrito sobre o gerenciamento da rede, independente do sistema operacional utilizado. Conclusão 4

5 Conclui-se que o gerenciamento da rede é uma tarefa exaustiva, pois uma das funções deste trabalho é manter o desempenho e disponibilidade da rede, o que leva a necessidade de obter o controle, entretanto, utilizar uma ferramenta para monitorar estes recursos proporciona ao gestor da rede um mecanismo com o qual ele pode usar como base para tomadas de decisões caso seja necessário alguma mudança na arquitetura da rede ou lhe ocorra alguma falha. -NET-SNMP, Net-SNMP. Disponível em: Acesso em: 21/07/2012 -SANTOS, Madson da Silva. Estudo de Gerenciamento de Rede de Distribuição com Protocolo SNMP e Tutorial para Implantação de Ferramentas de Gerência. Faculdade de Tecnologia de Teresina CET, p. A ferramenta Cacti por ser um software com licença livre é de fácil acesso e flexível podendo ser configurado de acordo com necessidades específicas. Esta é uma ferramenta simples, porém robusta por que trabalha em conjunto com outras aplicações, mesmo em suas configurações básicas supre a necessidade do gerente da rede na coleta das informações sobre o estado dos recursos da rede. O Cacti apresenta uma interface de uso intuitivo e as informações sobre a rede mostradas através de gráficos facilitam a leitura visualização para que se tomem as devidas decisões para se manter a disponibilidade e o desempenho da rede, conforme demonstrado nos resultados obtidos através dos testes realizados. Para trabalhos futuros recomenda-se o estudo da implementação do software Cacti em sistemas de gerenciamento de redes maiores e realizar estudos sobre o desempenho da ferramenta Cacti aplicada em roteadores e switches gerenciáveis. Referências - BLACK, T. L. Comparação de Ferramentas de Gerenciamento de Redes. Universidade Feraderal do Rio Grande do Sul. Dez Disponível em: Acesso em: 16/05/ CACTI, Documentation and Howtos. Disponível em: 2_basics.0_principles_of_operation Acesso em: 16/05/2012. Disponível em: - FOROUZAN, Behrouz A. Comunicação de dados e redes de Computadores. 4ª edição. Mc Graw Hill, p. - IETF, The Internet Engineering Task Force. A Simple Network Management Protocol (SNMP). Disponível em: Acesso em: 21/ KUROSE, James F. Redes de Computadores e a Internet. 5ª edição. Person, p. 5

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