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Internet 2
Em outubro
de 1996, 34 universidades americanas reuniram-se para formar
o Comitê Geral de Trabalho da Internet2. Pouco tempo depois,
o governo do presidente Clinton anunciou seu apoio à
iniciativa e o interesse na criação e administração da NGI (Next
Generation Internet).
"Este é um projeto prioritários da Casa
Branca (Governo dos Estados Unidos), que prevê investimentos
de US$ 100 milhões/ano até 2002, através do desenvolvimento
de diversos projetos no âmbito das agencias governamentais,
como a NASA (administração Aeronáutica e Espacial), NSF
(Fundação Nacional de Ciências), DARPA (Agências de
Pesquisas Avançadas do Departamento de Defesa), DOE
(Departamento de Energia) e outras."
O projeto
Internet2 passou a ser, neste momento, o primeiro passo no
novo empreendimento americano. Em janeiro de 1997, mais de
100 universidades americanas já haviam assumido compromisso
formal com a participação no projeto. Atualmente o consórcio
Internet2 conta com o apoio e a participação não só do grupo
inicial de universidades, mas também de centros de pesquisa,
agências do governo e membros da indústria dedicados ao
desenvolvimento de novas tecnologias Internet de alto
desempenho. Empresas como IBM, Fore Systems, Cisco e outras
também participam do projeto. A proposta do grupo é
desenvolver as novas aplicações avançadas, que serão de 100
a 1000 vezes mais rápidas que as da Internet atual, como
tele-imersão, telemedicina, laboratórios virtuais, educação
à distancia, entre outras.
Os objetivos
técnicos da Internet2 incluem:
-
Roteadores
de capacidade muito alta, capazes de suportar links de
no mínimo 622 megabits/segundo.
-
Roteadores
aceitando IPv4 e IPv6, além de protocolos de "qualidade
de serviço" (QoS).
-
Multiplexadores SONET ou ATM para habilitar a alocação
de capacidade aos links para diferentes serviços tais
como: envio de pacotes IP com alta segurança, área de
testes para protocolos em desenvolvimento ou outras
necessidades determinadas por novas iniciativas dos
membros da comunidade participante.
-
Controle de
tráfego e agrupamento de dados relacionados para
possibilitar aos participantes da rede a definição das
características de fluxo como parte do monitoramento de
performance e operação dos GigaPOPs (backbones).
-
Manter um
serviço portador comum capaz de atender as aplicações
novas bem como as já existentes.
-
Passar do
sistema atual de envio de pacotes ("melhor esforço")
para um serviço de comunicação diferenciado.
-
Alcançar
uma infra-estrutura de comunicações avançada para a
comunidade de educação e pesquisa.
O Projeto da
Internet2 - I2 foi concebido por universidades
norte-americanas para atender às necessidades de
desenvolvimento de tecnologias de informação da comunidade
acadêmica dos EUA. Em 1997, a CANARIE - Canadian Network for
Advanced of Research, Industry and Education, foi a primeira
rede fora dos EUA a inaugurar um acordo de cooperação
internacional para participação no Projeto I2. Desde então,
a demanda para o estabelecimento de acordos internacionais
para conexão ao Projeto I2 tem sido cada vez maior. Essa
tendência tem promovido a implantação de enlaces
internacionais que vão assegurar a interoperabilidade global
de redes avançadas, permitindo a colaboração entre centros
de pesquisa, universidades e demais instituições acadêmicas
em todo o mundo para o desenvolvimento de tecnologias de
rede de última geração. A participação de instituições
estrangeiras na Internet2 é estabelecida através de "
Memorandos de Entendimento", conhecidos como MoU (Memorandum
of Understanding), ou seja, documentos que estabelecem
acordos de trabalhos mútuo com o objetivo de fixar metas
comuns aos países ou redes participantes do projeto. Hoje,
há um número bastante significativo de redes de pesquisa e
educação de alta performance que já assinaram MoUs e já
estabeleceram conexões para participação no Projeto I2. São
elas:
·
SURFNet,
Holanda
·
CANARIE, Canadá
·
APAN,
Ásia-Pacífico
·
SINGAREN,
Singapura
·
NORDUNET,
países nórdicos
·
RENATER, França
·
IUCC, Israel
Algumas
ainda não estabeleceram conexões, mas já tem os acordos
(MoU) assinados, como:
·
JAIRC, Japão
·
CUDI, México
·
INFN-GARR,
Itália
·
TERENA, Europa
·
UKERNA, Reino
Unido
·
DFN-Verein,
Alemanha
São 4 os
membros do consórcio Internet2:
·
Universidades;
·
Empresas
parceiras;
·
Empresas
patrocinadoras;
·
Membros
afiliados;
Universidades, são mais de 120 que já estão conectadas;
·
Arizona State Universit
·
Boston University
·
Brow Universit
·
Florida International
University
·
Harvard University
·
Ohio University
·
Texas Tech University
·
University of Arizona
·
University of Houston
Empresas
Parceiras, Instituições que doaram US$ 1 milhão ou mais;
·
3Com corporation
·
Cisco Systems
·
IBM Corporation
·
Nortel Networks
Empresas
Patrocinadoras, vejamos algumas;
·
Bell Atlantic
·
British Telecom
·
Fujitsu Laboratories
·
Hitachi
·
KDD
·
Nec Corporation
·
Siemems
·
Sun Microsystems
Membros afiliados;
·
Jet Propulsion Laboratories
·
Alabama Supercomputing
Authority
·
LANet
·
PeachNet
·
WVNET
Diversas
aplicações já estão sendo desenvolvidas no Internet2, sendo
que muitas delas se encontram em fase de teste. No momento,
algumas das principais linhas de pesquisa desenvolvidas para
a aplicação de serviços em rede de alto desempenho são:
-
Bibliotecas
digitais com capacidade de reprodução de imagens de
áudio e vídeo de alta fidelidade;
-
Ambientes
colaborativos que englobam laboratórios virtuais com
instrumentação remota;
-
Novas
formas de trabalho em grupo, com desenvolvimento de
tecnologias de presença virtual e colaboração em 3D;
-
Telemedicina, incluindo diagnóstico e monitoração remota
de pacientes;
-
Projeção de
telas de computadores em três dimensões, através da
utilização da ImmersaDesk (espécie de grande tela de TV
que projeta as imagens em 3D);
-
Controle
remoto de microscópios eletrônicos para pesquisas
médicas;
-
Monitoramento de saúde de pacientes com marcapassos
através de da Internet2;
-
Intervenções cirúrgicas a distância, um édico manda
instruções via Internet onde deve ser efeutado os cortes
entre outras informções;
Demonstrações
dos novos potenciais do Internet2 vêm sendo apresentadas em
vários eventos e workshops promovidos com o intuito de
sensibilizar não só a comunidade acadêmica, como também
diversos setores da indústria e até mesmo o governo.
A arquitetura
física da rede eletrônica que dá suporte à Internet2 inclui
a implantação de GigaPOPs, pontos de presença com velocidade
de tráfego da ordem de Gigabits. A função principal do
GigaPOP é o gerenciamento da troca do tráfego Internet2 de
acordo com especificações de velocidade e qualidade de
serviços previamente estabelecidos através da rede. Cada
GigaPOP irá concentrar e administrar o tráfego de dados
originados e destinados a um conjunto de universidades e
centros de pesquisa localizados em uma mesma região
geográfica. A troca de dados entre os GigaPOPs é realizada
atualmente por uma rede de alto desempenho mantida pela
National Science Foundation. Esta rede possui restrições
quanto ao tipo de tráfego que transporta, permitindo seu uso
apenas para as instituições acadêmicas participantes da
Internet2.
A diferença
entre I2 e a atual não é uma questão apenas de maiores
velocidades. As tecnologias que compõem a Internet atual não
são capazes de viabilizar o desenvolvimento de uma rede que
ofereça serviços de qualidade diferenciada para seus
usuários. A Internet atual só opera com uma modalidade de
serviço chamada best-effort. Ou seja, a rede procura atender
às aplicações que executam através dela da melhor forma
possível. Caso os recursos na rede sejam escassos
(capacidades de conexões, memórias nos roteadores, etc.) os
pacotes podem ser perdidos ou descartados, o que torna o
desempenho da aplicação imprevisível. Os novos protocolos e
serviços que formarão a I2 serão capazes de garantir a
qualidade do serviço de rede para o usuário final. Assim,
caso existam recursos disponíveis na rede, eles poderão ser
reservados e as aplicações terão garantia do atendimento de
suas necessidades. Esta característica é essencial para
aplicações utilizando multimídia e interatividade em tempo
real na rede.
Do ponto de
vista técnico, a Internet2 tem várias novidades, que
resolvem os problemas da Internet atual, vejamos algumas
dessas novas tecnologias:
GigaPOP é o
nome atribuído pelo consórcio Internet2 à estrutura
responsável pela comutação e gerenciamento de tráfego entre
as redes de uma mesma região, participantes do projeto
Internet2. Os GigaPOPs deverão ainda coletar dados sobre a
utilização da infra-estrutura de redes (vBNS),
compartilhando-os entre si e com os operadores das redes que
a eles estão conectados. Estas informações permitirão o
agendamento (schedule) de eventos na rede, monitoramento
(monitoring), fornecimento de serviços de conectividade
(connectivity), solução de problemas (troubleshooting) e
contabilidade de uso (account). Cada GigaPOP deverá servir
de 5 a 10 membros do Internet2. Além disso o consórcio
americano considera que um GigaPOP poderá conectar tanto os
membros do consórcio como outras redes que sejam de
interesse dos membros do consórcio. Dessa forma sua
estrutura precisa dispor de tecnologia suficiente para que
seja capaz de orientar adequadamente o tráfego de dados que
segue para a rede do consórcio Internet2 (vBNS), ou apenas
entre as redes regionais ou metropolitanas a ele conectadas.
A função principal do GigaPOP é a troca do tráfego Internet2
de acordo com uma velocidade e qualidade de serviço
especificados pelo usuário, em tempo real. Ele deverá operar
com uma equipe on-site mínima. O suporte operacional será
fornecido por um pequeno número de Centros de Operação de
Rede (Network Operation Centers - NOCs). Nenhum serviço de
suporte ao usuário final estará disponível.
A troca de
experiência entre os GigaPOPs é de grande importância para o
projeto Internet2. Apesar das aplicações Internet2 estarem
disponíveis para todos os membros do projeto, nem todos os
participantes estarão envolvidos em cada um dos experimentos
das aplicações mais avançadas. Em alguns casos, um
experimento poderá envolver até mesmo uma única instituição
ligada a um GigaPOP.
Considerando
que a coleta dos dados das operações é uma das atividades
básicas para os GigaPOPs, será necessária uma
infra-estrutura local com alta capacidade de armazenamento
de dados (discos). Assim, serviços de Cache/Proxy, onde
cópias locais dos arquivos e dados são mantidas e
consultadas no lugar de transferidas de suas fontes remotas,
também deverão ser utilizados. Os dados produzidos em um
GigaPOP deverão também estar disponíveis para os membros do
consórcio.
A velocidade
pode variar em função da quantidade de aplicações Internet2
que estejam sendo utilizadas nas redes conectadas ao
GigaPOP. O ponto mais importante para o GigaPOP em si é que
ele deve ter certeza da capacidade adequada para antecipar a
carga de tráfego. Atualmente a velocidade mínima encontrada
é de 155 Mbps, sendo que em vários trechos já se utilizam
622 Mbps, podendo chegar na casa dos GigaBits.
O protocolo
básico de todos os serviços do Internet2 será o IP. Sendo
assim, qualquer dispositivo deverá suportar o IP, no caso,
IPv4 de 32Bits, além disso, o IPv6 de 128Bits também deverá
ser suportado. Mas não apenas os protocolos do conjunto
TCP/IP deverão estar disponíveis. Para aplicações como vídeo
conferência é necessária a garantia de qualidade de serviço
(QoS), fornecida pelo protocolo RSVP, assim como outras
características de roteamento que são fornecidas pelo
protocolo IGMP (Internet Group Message Protocol).
Estão sendo
utilizados enlaces dedicados (PVC . Private Virtual
Circuits) ATM para conexão ao vBNS (Very High Speed Backbone
Service) além de outros enlaces SONET. Os enlaces entre os
roteadores conectados por redes de longa distância serão
fornecidos tipicamente por comutadores (switches) baseados
em quadro (frame-based) ou em célula (cell-based),
dependendo das necessidades de cada GigaPOP.
Há várias
dimensões da qualidade de serviço que se deseja garantir às
aplicações. O consórcio Internet2 pretende que no mínimo 5
delas sejam obrigatórias:
-
Velocidade
de transmissão (Transmission Speed): Um usuário pode
precisar de uma conexão que nunca seja inferior a 50
Mbps e também não atinja taxas superiores a 100 Mbps. Um
exemplo de aplicação são os programas já disponíveis
para vídeoconferência.
-
Atraso
(Delay): Aplicado especialmente para vídeo, áudio e
serviços de tempo real (como a telemedicina), o atraso é
o máximo de interrupção aceitável para um sinal na rede,
de modo a garantir o fluxo contínuo da transferência da
informação.
-
Throughput:
A quantidade de dados transmitidos em uma unidade de
tempo. Um usuário pode especificar que 1 Terabyte de
informação deve ser movido em 10 minutos.
-
Agendamento
(schedule): Um usuário pode requisitar que uma certa
conectividade deve estar disponível em horários futuros
durante um período de tempo pré-determinado.
-
Taxa de
perda (Loss rate): a máxima taxa de perda de pacotes a
ser esperada dentro de um intervalo de tempo
Os custos para
a conectividade inter-gigaPOPs ainda não são conhecidos. O
custo entre GigaPOPs poderá variar em função das
circunstâncias e dos serviços oferecidos. Portanto é
extremamente importante que os GigaPOPs guardem as
estatísticas necessárias para uma alocação de custos
razoável entre os membros do consórcio.
Alguns
objetivos são claros como:
-
Custo de um
serviço precisa ser previsível;
-
Serviços de
mais alto nível deverão custar mais que serviços de
menor nível.
-
A
contabilidade deverá ser o mais simples possível de modo
a não consumir recursos de processamento apenas com
contabilidade.
-
No começo o
modelo a ser adotado será semelhante à Internet fase 1
com a divisão igual dos custos talvez cobrando pela
velocidade da conexão.
No momento não
há qualquer possibilidade de conexão da rede acadêmica
brasileira (RPN) à Internet2 norte-americana porque, como
vimos, o link mínimo exigido é de 155Mbps e não há, por
enquanto, infra-estrutura física de comunicação de dados
nesta velocidade, ligando o Brasil aos Estados Unidos.
Entretanto, a estratégia brasileira é a de implementar estes
links de alta velocidade em ambientes metropolitanos e
desenvolver aplicações e tecnologias de nova geração nestes
ambientes, ainda que limitados geograficamente. A primeira
fase deste projeto já está em andamento, nas cidades de
Porto Alegre, Florianópolis, Curitiba, São Paulo, Campinas,
Rio de Janeiro, Belo Horizonte, Fortaleza, Goiânia,
Brasília, Salvador, Recife, João Pessoa e Natal.(ver figura
abaixo).Estes projetos contam com a participação de
universidades, centros de pesquisa e empresas, visando
capacitá-lo no uso e desenvolvimento de aplicações avançadas
em Internet2, estabelecendo as bases para a expansão do
sistema.
A médio prazo,
a intenção é integrar estas redes metropolitanas, formando
um backbone nacional de alta velocidade, além de implementar
os primeiros GigaPoPs nacionais e viabilizar a ligação à
Internet2 existente nos Estados Unidos, quando então já
teremos empresas, universidades e recursos humanos
capacitados a desenvolver nossas próprias aplicações.
Abaixo, é
apresentado um possível backbone para a fase 2 da Internet2
no país, interligando todas as capitais dos estados
brasileiros utilizando fibra óptica a 155Mbps, onde
disponível na infra-estrutura de telecominações em fibra
óptica (linhas vermelhas, escuras) e a velocidade entre 2 e
34Mbps usando satélites de comunicação quando for o caso
(linhas azuis, claras).
As conexões via
satélite podem ser feitas entre cada uma das localidades
remotas e um ou mais pontos que façam parte da rede nacional
de fibra óptica e que tenham boa conectividade com os pontos
de interesse dos locais remotos de modo a racionalizar a
utilização dos canais de comunicação.
Muitas empresas
já aderiram ao projeto Internet2. Um exemplo é a NetCanal
que em São Paulo e Campinas, dos respectivos consórcios,
apresentando projetos de melhor transmissão de seus serviços
com tecnologia de ponta. Nas duas cidades, a empresa está
contribuindo na oferta de infra estrutura de rede instalada,
cooperando na operação e identificação de fatores limitantes
da gerência da qualidade do serviço, além de implantar um
servidor de vídeo para uso das aplicações desenvolvidas no
perímetro dos consórcios.
O
desenvolvimento das redes de alto desempenho no país, além
de um conjunto de tecnologias e produtos de hardware e
software, combinados, tornarão possível novas aplicações
computacionais com desempenho crescente a custos
progressivamente menores. O acesso remoto a sistemas de
processamento de alto desempenho através de redes como a
Internet permite a utilização econômica destes recursos
computacionais para a solução de problemas cada vez mais
complexos e de naturezas diversas, a exemplo da visualização
de imagens em três dimensões de modelos matemáticos
complexos (ex.: previsão meteorológica, desenho industrial,
estruturas moleculares, etc.).
Três
experiências conduzidas pela Escola Politécnica (Poli) da
USP, com a colaboração de universidades norte-americanas,
contribuirão para o aperfeiçoamento técnico da Internet2,
rede de computadores destinada a atividades de pesquisa.
A professora
Tereza Cristina Carvalho, diretora do Laboratório de
Arquitetura e Redes de Computadores (LARC), relata que a
Caverna Virtual da Poli será interligada com um equipamento
similar existente na Universidade de Illinois, tentando
reduzir pela metade o atraso na transmissão de dados.
Transmissões de vídeo digital da Universidade de Washington,
em Seattle, também serão realizadas. Além disso, está
prevista a troca de imagens médicas entre o Instituto do
Coração (InCor) do Hospital das Clínicas (HC) e a
Universidade de Columbia.
Segundo Tereza
Cristina, a colaboração internacional foi definida na
reunião internacional da Internet2 em outubro de 2002.
A Poli integra
o programa Tidia da Fapesp, composto por três grandes
grupos: o de "e-learning", a incubadora de conteúdo e o "test-bed"
- o experimento de uma rede totalmente ótica.
Na USP estão
ligadas à Internet2, a Administração e o Departamento de
Engenharia Elétrica da Poli, o Centro de Computação
Eletrônica (CCE) e o InCor. A rede deverá ser expandida com
a interligação do IAG e da Escola do Futuro. Fapesp, Escola
Paulista de Medicina, a PUC, NET (operadora de TV a Cabo) e
Telefônica integram a Internet2 em São Paulo.
Universia
Brasil - Poli pesquisa conexões mais rápidas de Internet2
http://www.universiabrasil.net/html/noticia_dfgbb.html
Internet 2
http://internet2i.vilabol.uol.com.br
http://www.internet2.edu
http://www.rnp.br/rnp2/rnp2-internet2.html
http://www.geocites.com/Pipeline/Rapids/8857/odisseia.htm
http://www.rnp.br/rnp2/index.html
http://www.cct.gov.br/gtsocinfo/atividades/docs/versao3/capitulo5.htm
http://www.unicamp.br/cgi/remet-campinas
http://www.cnpq.br/dpe/protem-cc/redes.htm
http://www.6bone.rnp.br/
http://www.pucsp.br/internet2/
http://www.bit.pt/revista/especiais/bit18-2.htm
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