Controle de Banda WebHTB Linux e ferramentas Rafael C. Marques 1 Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAC PELOTAS (FATEC PELOTAS) Rua Gonçalves Chaves, 602 96.015-000 Pelotas RS Brasil Abstract. The purpose of this paper is to describe the operation of WebHTB, a tool to control bandwidth on one or more directly connected networks. This tool is widely used to control the band with an easy web interface to manage the User. The WebHTB runs on Linux operating system, its bandwidth control is done by QoS interface is built in PHP, Java Script, simple, Ajax, and works with MySQL In this paper consists of the installation tool operation, testing realtime hosts castrated on the server and not registered with the tool was made cacti monitoring hosts. Resumo. O presente artigo tem com objetivo descrever o funcionamento do WebHTB, uma ferramenta para fazer o controle de banda em uma ou mais redes diretamente conectadas. Essa ferramenta é muito utilizada para fazer o controle de banda com uma interface web facilitando para o usuario gerenciar. O WebHTB roda no sistema operacional Linux, seu controle de banda é feito por QoS, interface é construída em PHP, Java Script simples, Ajax, e trabalha com MySQL. Neste artigo consta a instalação da ferramenta seu funcionamento, testes em tempo real com hosts castrados no servidor e não cadastrados, com a ferramenta cacti foi feito o monitoramento dos hosts. 1. Introdução As redes de computadores estão cada vez mais presentes na vida das pessoas, seja no trabalho, na faculdade, em casa até mesmo na rua. Com a propagação da internet houve um grande crescimento das rede e necessidade de nos conectar com o mundo. Devido ao crescimento é necessário por mais qualidade nos serviços de internet como na banda larga, em medias e grandes empressas é conviniente que tenha um controle de banda para que o serviço de banda larga não fique comprometido com baixo desempenho. Então foi desenvolvido o QoS (Qualidade de Serviço) para manter que todos os usuario tenham banda larga com a velocidade contatada e não prejudicar os demais usuarios da mesma rede. O presente estudo tem como foco descrever sobre controle de banda e monitoramento dos respectivos hosts, tendo em vista a melhor performace do compartilhamento da internet. 2. Objetivos O projeto parte do principio fazer o controle de banda de usuários por IP e Mac, e utilizar uma ferramenta para o monitoramento de tráfego. O projeto tem como objetivo especifico fazer com que um servidor Linux faça o controle de banda via Web para usuário final.
3. Escopo do Projeto CentOS Linux 5.5 Servidor DHCP Ferramenta de gerenciamento para servidores, Webmin Controle de banda via Web WebHTB Ferramenta para monitoramento, Cacti Clientes Windows XP 4. Principais Ferramentas Utilizadas no Projeto Ferramentas utilizadas no projeto são: WebHTB para fazer o gerenciamento de clientes e controle de banda via Web. Cacti para fazer o monitoramento de banda. Serviço de DHCP server para que os usuários recebem IP de forma dinâmica. Webmin para fazer o gerenciamento do DHCP server e demais serviços. 4.1. WebHTB WebHTB excelente ferramenta para fazer o controle de banda em pequenas, medias e grandes empresas,funciona tanto para ip s publicos como privados. Teoricamente o WebHTB trabalha em qualquer sistema Linux moderno, com os requisitos padrão, o que mais for preciso encontra-se nos repositórios da distribuição do Linux. Requisitos para instalação da ferramenta, iprouter2, apache HTTP Server com suporte SSL, PHP5, MySQL Server, SELinux configurado para permitir trabalhar com apache-php-mysqlwebhtb e alguns módulos compilados de Kernel como (sch sfq, cls u32, sch htb, act police sch ingress e opcionalmente, sch esfq). Também exige unzip, necesário para atualizações automáticas, e um servidor SSH, que aceita o usuário root para entrar por padrão em localhost porta 22. 4.2. Monitoramento Cacti Cacti é uma ferramenta administrativa de rede, que recolhe e exibe informações sobre o estado de uma rede de computadores através de gráficos. Permitindo o monitoramento e gerenciamento de redes simples até redes complexas, com centenas de dispositivos. Foi desenvolvido para ser flexível de modo a se adaptar facilmente a diversas necessidades, bem como ser robusto e adicionando a isto uma interface Web intuitiva e fácil de usar. Monitora o estado de elementos de rede e programas bem como largura de banda utilizada e uso de CPU. Trata-se de uma interface e uma infra-estrutura para o RRDTool, que é responsável por armazenar os dados recolhidos e por gerar gráficos em um banco de dados MySQL. A interface é completamente orientada à PHP. As informações são repassadas para a ferramenta através de scripts ou outros programas escolhidos pelo usuário os quais devem se encarregar de obter os dados. Pode-se utilizar também o protocolo SNMP para consultar informações em elementos de redes e/ou programas que suportam tal protocolo. Sua arquitetura prevê a possibilidade de expansão através de plugins que adicionam novas funcionalidades. Um destes plugins é o PHP Network Weathermap que mostra um mapa da rede e o estado de cada elemento. De acordo com a figura 3 contem um exemplo de cliente que está sendo monitorado a memoria e a interface de rede.
Figura 1. Monitoramento do Cliente XP Pro 001 4.3. Servidor DHCP O DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol (Protocolo de configuração de host dinâmico), é um protocolo de serviço TCP/IP que oferece configuração dinâmica de computadores em rede. O servidor obviamente que irá atribuir o IP para os hosts conectados ao mesmo para ajudar a manter organizados os clientes. Para isso foi implementado um gerenciador de servidores chamado webmim, a partir dele é feito o controle do serviço DHCP Server, de acordo com a figura 1. A configuração do servidor DHCP está na figura 2. 4.4. Webmin Webmin é um programa de gerenciamento de servidor, que roda em plataformas linux. Este gerenciador pode usar também o Usermin e o Virtualmin. O Webmin funciona como um centralizador de configurações do sistema, monitoração dos serviços e de servidores, fornecendo uma interface amigável, e que quando configurado com um servidor web, pode ser acessado de qualquer local, através de um navegador: https: (ip do servidor):(porta de utilização). Exemplo: https: 172.168.5.12:10000. Facilitando a administração do servidor e de forma organizada, mantendo as tarefas de serviços atualizados.pagina inicial Wemin Figura 4. 5. Tecnologia utilizada para controle de Banda O controle de banda utiliza diretamente a tecnologia de QoS (Qualidade de Serviço), com Qualidade de Serviço, é possível oferecer maior garantia e segurança nas aplicações para
Figura 2. Servidor DHCP Figura 3. Cofiguração DHCP Server
Figura 4. Pagina Inicial Webmin Internet, uma vez que o tráfego de aplicações avançadas passam a ter maior prioridade, enquanto usuários de aplicações tradicionais continuam utilizando o melhor esforço. 5.1. QoS - Quality Of Service O webhtb trabalha diretamente com o sistema de QoS - (qualidade de serviço), ativando o serviço no painel entra em vigor seu funcionamento no servidor. Normalmente a Internet trabalha com a filosofia do melhor esforço, cada usuário compartilha largura de banda com outros e, portanto, a transmissão de seus dados concorre com as transmissões dos demais usuários. Os dados empacotados são encaminhados da melhor forma possível, conforme as rotas e banda disponíveis. Quando há congestionamento, os pacotes são descartados sem distinção. Não há garantia de que o serviço será realizado com sucesso. Entretanto, aplicações como voz sobre IP e videoconferência necessitam de tais garantias. Com a implantação de qualidade de serviço (quality of service QoS), é possível oferecer maior garantia e segurança para aplicações avançadas, uma vez que o tráfego destas aplicações passa a ter prioridade em relação a aplicações tradicionais. Com uso de QoS os pacotes são marcados para distiguir os tipos de serviços e os roteadores são configurados para criar filas distintas para cada aplicação, de acordo com as prioridades das mesmas. Assim, uma faixa da largura de banda, dentro do canal de comunicação, é reservada para que, no caso de congestionamento, determinados tipos de fluxos de dados ou aplicações tenham prioridade na entrega.
6. Instalação WebHTB Neste trabalho foi utilizado a distribuição CentOS 5.5 Linux para ser instalado as ferramentas para controle de banda e monitoramento, descrevendo alguns passos inportantes para o funcionamento da ferramneta: Instalando dependências e criando o certificado Ativar os módulos nativos do kernel: HTB Módulo HTB do Kernel SFQ Módulo SFQ do Kernel U32 Módulo U32 do Kernel Comando modprobe para carregar os módulos: modprobe sch htb modprobe sch sfq modprobe cls u32 Instalação o PHP, MySQL e dependências: yum install apache2 php5 php5-cli php5-mysql php5-snmp php5-xmlrpc Habilitando o módulo SSL Apache2: a2enmod ssl a2ensite default-ssl Os passo acima são os mais importante para que a instalação tenha êxito, tendo em vista que a instalação foi feita, próximo passo, interface web. Observação, é importante fazer update ao logar na interface para que a conecxão com o banco de dados seja bem sucedida. O proximo passo é escolher a interface (Figura 5) de entrada e saída, eth0 no caso é a entrada de internet e a eth1 saída, ou seja, onde vai ser feito o controle de banda, se ouver mais interfeices é só adicionar de acordo com a nessecidade da rede. 7. Criação de classes Na criação de classes (Figura 6)é importante que o gerenciamento dos clientes fique organizado, podendo ser criado uma classe para quem fica conectado a cabo ou por sem fio, dependerá da rede a ser projetada. Dentro da classe irá ser estipulado alguns parametros como, nome da classe, banda a ser administrada, limite de banda e prioridade, dentro da prioridade encontrase uma serie de disciplina de fila associada. De acordo com os tipos de diciplinas de enfileiramneto que são utilizados pelo webhtb: First In First Out (FIFO) Stochastic Fair Queuing (SFQ) Enhanced Stochastic Fairness Queueing(ESFQ) Primeiro a entrar primeiro a sair (FIFO) Esta é uma das disciplinas mais simples de filas disponíveis. Em filas FIFO, todos os pacotes são armazenados em uma única fila e são transmitidos na ordem em que são recebidos. É tanto uma fila e um mecanismo de agendamento. É a disciplina de fila mais popularmente usado entre os outros. Então, por padrão, todas as interfaces têm FIFO como sua disciplina de fila.
Figura 5. Interfaces Figura 6. Adicionar nova Classes
Stochastic Fair Queuing (SFQ) Como o nome indica, consiste em número de alocação dinâmica dos primeiros nas filas em primeiro lugar e durante a conversa toda e qualquer permite apenas uma fila. Isso faz com que cada pacote para viajar ao seu destino sem qualquer adiamento. A vantagem principal desta disciplina de fila é que ele permite o compartilhamento justo a ligação entre diversas aplicações. Enhanced Stochastic Fairness Queueing(ESFQ) O ESFQ é uma versão aprimorada do SFQ, os pacotes ESFQ são nomeados de acordo com a versão atual do Linux kernel. Eles podem ou não funcionar com versões anteriores, eu apenas o teste usando o mais recente. Se você achar que o mais recente pacote de ESFQ disponível não funciona com o lançamento mais recente do kernel. 7.1. Gerencimento de clientes WebHTB Adição de clientes (Figura 7) é um passo importante. O menu de clientes pode ser adicionado novos clientes, para editar ou apagar, Nome, ip, mac, banda contatada, limite de banda, prioridade, e o ip de destino, entre outras opções de configuração. Na imagem abaixo em contra se um exemplo de um cliente sendo adicionado a classe wired network, primeiro passo é colocar a identificação do cliente no caso CLI- NETE004, banda que será disponibilizada 5024, o limite a ser usado pelo upload 1024, endereço físico da placa de rede, e por final o IP de destino do cliente. Figura 7. Adicionar novo Cliente
7.2. Tráfego em tempo real O webhtb mostra todo o tráfego que está utilizado pelos clientes em tempo real. (Figura 8)Quando o cliente já é cadastrado na classe e limitada a banda tanto de download e upload, vai funcionar corretamente, se não cadastrado vai diretamente para a classe default (padrão), o cliente conectado diretamente na rede receberá IP porem ficará na classe default com o download limitado para 8Kbps e 8Kbps de upload sem afatetar os demais clientes conectados na rede, quanto mais clientes no default pior ficar para navegar nesta classe. Figura 8. Tráfego em tempo real 8. Testes de Controle de Banda Depois de configurado o servidor e adicionado os clientes foram feitos testes de velocidade de conexão para verificar se a configuração foi feita corretamente. A figura abaixo mostra os clientes fazendo testes de velocidade de Download e Upload. Primeiro cliente da esquerda para direta está com 1MB de download e 512Kbps de upload, segundo cliente 512Kbps de download e 256Kbps de upload e o terceiro cliente 256Kbps de download e 128Kbps de upload. O que podemos observar é que o controle de banda é eficaz de acordo com a configuração aplicada no servidor, o webhtb apresentou grande flexibilidade para alteração de banda até mesmo quando o usuário está utilizando a internet, se necessário o administrador alterar a banda do cliente é só restartar o serviço de QoS, depois de ter modificado a banda contatada.testes realizado Figura 9.
Figura 9. Teste de Banda WebHTB 9. Resultado Obtido O projeto foi realizado no sistema operacional Linux, em um servidor dedicado para controle de banda, DHCP Server e Cacti para monitoramento. Foi utilizado um ambiente de máquinas virtuais, com um servidor e quatro clientes Windows XP, com banda limitada, onde todos os testes efetuados obtiveram êxito. Foram feitos testes com as ferramentas descritas no artigo, todas obtiveram êxito, e estas certamente são utilizadas em servidores reais. A ferramenta WebHTB descrita no artigo é free, a versão completa é paga e pode gerar gráficos muito parecidos com o do Cacti, porém gera também contas, que são enviadas por email ou impressas. 10. Conclusão Conforme o presente artigo, o controle de banda é utilizado em provedores de internet e demais empresas para melhor fluxo de dados na rede, sem interferir nos demais usuários. O foco principal é ajudar o administrador da rede a obter o máximo de desempenho do link de internet contatado, com agilidade sem que os usuário fiquem com a internet lenta. Por fim, concluo que o presente trabalho foi de grande utilidade de estudo em Sistema Linux, acrescendo novos conhecimentos do sistema operacional, utilizado mundialmente. Com o desenvolvimento do trabalho, foi possível obter mais conhecimento na área de administração de redes de computadores, melhorando o desempenho e facilitando o trabalho em uma rede de grande porte.
Referências 2011. Web HTB. Disponível em: < http : //www.webhtb.ro > Acesso em: 12 agos. Mestre asterisk. Disponível em: < http : //mestreasterisk.com.br > Acesso em: 20 agos. 2011. Inside linux. Disponível em: < http : //www.insidelinux.com.br > Acesso em: 22 agos. 2011. Viva o Linux. Disponível em: < http : //www.vivaolinux.com.br > Acesso em: 22 agos. 2011.