Introdução
1.1 �Motivação
A abordagem ao tema de redes comunit�rias para utilizadores iniciou-se no projecto de fim de curso da Licenciatura em Engenharia Electrot�cnica e de Computadores na FEUP em 2006, designado GateBox. O objectivo deste projecto era a implementa��o de uma gateway para redes residenciais em condom�nios. Ap�s a finaliza��o do projecto, o prot�tipo ainda n�o tinha sido testado e possu�a apenas funcionalidades b�sicas.
Como era um projecto promissor e inovador, foi dada continuidade a esse projecto durante estes �ltimos dois anos. Durante este per�odo, o m�todo de funcionamento do prot�tipo inicial foi bastante melhorado e foram realizados testes exaustivos, que foram publicados em v�rios artigos cient�ficos do IEEE. Foram tamb�m explorados v�rios servi�os de rede IP que tirassem partido destas redes partilhadas.
1.2 �Objectivos
O
objectivo desta tese consiste no estudo, implementa��o e avalia��o de
arquitecturas e servi�os de rede IP para comunidades de utilizadores usando um
sistema Linux, nomeadamente:
�
Estudar
e analisar v�rias arquitecturas para a rede local comunit�ria, bem como servidores
de rede;
�
Estudar
e analisar tecnologias para garantir qualidade de servi�o (controlo de tr�fego,
balanceamento de carga, etc.) neste tipo de redes;
�
Analisar
servi�os adicionais de rede que possam tirar partido destas redes comunit�rias
e trazer valor acrescentado � rede;
�
Estudar
e analisar diferentes tipos de protec��es necess�rias neste tipo de redes;
�
Implementar
e avaliar o desempenho de uma rede comunit�ria residencial.
1.3 �Conceito e importância das redes comunitárias de utilizadores
O conceito de comunidades ou grupos de utilizadores em rede tira partido das infra-estruturas de telecomunica��es (chamadas ITED) j� existentes em muitos edif�cios. Existe actualmente um potencial de crescimento e valoriza��o das infra-estruturas ITED nos edif�cios residenciais e empresariais. Por um lado, a infra-estrutura ITED poder� directamente facilitar e baixar o pre�o dos actuais servi�os de dados, voz e multim�dia. Por outro lado, esta infra-estrutura potencia o aparecimento de novos produtos e servi�os sobre redes IP dirigidos a comunidades ou grupos de utilizadores. H� de facto um esfor�o crescente na cria��o/oferta de servi�os online que fazem acreditar no potencial desta abordagem das redes partilhadas.
Segundo as estat�sticas, apenas 19% da popula��o Portuguesa possui acesso em banda larga. Os �ltimos estudos apontam o custo da Banda Larga como o principal factor inibidor da generaliza��o destes acessos. Cerca de 49% dos n�o aderentes apontam o custo demasiado elevado dos acessos de Banda Larga como a raz�o principal para a n�o aquisi��o de liga��o � Internet. Por outro lado, os acessos de Banda Larga n�o t�m descido de pre�o (19.90�-35�), verificando-se uma tend�ncia para a oferta de servi�os com maiores d�bitos (ex., 8, 16 �e 24 Mbit/s) com efici�ncias de utiliza��o muito baixas (sobretudo em cen�rios residenciais) [1].
A Iniciativa Nacional para a Banda Larga define objectivos nacionais muito ambiciosos para os pr�ximos anos, nomeadamente:
� Conseguir que 50% dos agregados familiares possuam acesso de Banda Larga (BL) e consumam conte�dos interactivos.
� Conseguir que 100% dos organismos da administra��o central estejam ligados em BL, etc.
Com as actuais tecnologias de acesso estes objectivos dificilmente ser�o atingidos sem avultados investimentos. Contudo, apostando em arquitecturas e tecnologias de rede que tirem partido das j� obrigat�rias infra-estruturas de telecomunica��es e da exist�ncia de grupos, pode-se baixar o investimento de penetra��o e o custo destes servi�os e, consequentemente, induzir uma maior generaliza��o e qualidade no acesso [1].
O presente e o futuro das comunica��es de voz passa pelo VoIP e pelos novos servi�os de difus�o e servi�os multim�dia interactivos mais evolu�dos (ex., VoD, IPTV, HDTV, etc.) que poder�o tirar partido das infra-estruturas ITED de elevada largura de banda nos edif�cios. A oferta do Triple Play (Dados, Voz e TV) � j� uma realidade mas existem v�rias limita��es no acesso local e residencial que poder�o ser ultrapassados com a instala��o e explora��o de infra-estruturas ITED residenciais e empresariais.
A valoriza��o das actuais ITED passar� muito pelo aparecimento de novos produtos e servi�os sobre IP que continuar�o a surgir no mercado (ex., licen�as de software para grupos, gest�o de condom�nio online, VoD, vigil�ncia, e-learning, e-sa�de, etc.).
Para
implementar uma rede comunit�ria s�o necess�rios quatro requisitos essenciais:
�
Arquitectura
da rede comunit�ria;
�
Qualidade
de servi�o;
�
Seguran�a;
�
Servi�os
de rede.
Estes
quatro pontos ser�o abordados nos v�rios cap�tulos presentes nesta tese.
1.4 �Estrutura da tese
Esta página encontra-se estruturada em oito temas:
� Introdução: Introduz o conceito das redes comunit�rias, bem como a motiva��o, os objectivos e a estrutura desta tese.
� Topologias: descreve os v�rios servi�os essenciais em redes comunit�rias, bem como algumas das topologias poss�veis para implementar as redes comunit�rias.
� QoS: fornece uma descri��o detalhada das v�rias tecnologias e ferramentas necess�rias para implementar qualidade de servi�o em redes comunit�rias.
� Serviços: mostra os v�rios servi�os de rede adicionais que permitem dar mais valor e funcionalidades a uma rede comunit�ria.
� Segurança: fornece uma descri��o detalhada dos v�rios protocolos de autentica��o e cifragem de forma a proteger a rede local comunit�ria.
� Implementação: apresenta a implementa��o de uma rede comunit�ria residencial utilizando as v�rias tecnologias descritas nos cap�tulos anteriores.
� Testes: apresenta os testes ao controlo de banda da gateway implementada no cap�tulo 6.
� Conclusão: termina a tese com as principais conclus�es e algumas sugest�es para trabalho futuro.
