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Montagem de um cluster com o MOSIX

Este trabalho é parte de conclusão do curso de especialização em redes de computadores que tem 80 páginas, aqui estou postando apenas a montagem e teste (estudo de caso) e deixando de fora a parte teórica por questões de espaço. Foi documentado passo a passo a montagem do cluster com Mosix, possibilitando a montagem por pessoas com conhecimento básico em Linux.

Durante esse estudo de caso será montado um cluster do tipo load balancing com o Mosix e Linux usando a distribuição Debian 6 (squeeze). Durante todo o processo será explicado como instalar, configurar e testar.

O maior desafio nesse trabalho foi implantar esse cluster com sistema operacional e softwares atualizados, o Debian 6 usa kernel 2.6, mas a ideia é montar com versões mais recentes e por isso a versão do kernel em que o Mosix foi instalado foi a 3.0.13, isso garante um sistema atual e mais seguro.

A maior parte da documentação disponível usa versões antigas como kernel 2.4 e 2.6 e muitas vezes difíceis de conseguir os aplicativos e patchs necessários à instalação, já que os repositórios não estão mais disponíveis para downloads. Daí cada vez mais a necessidade de fazer o sistema com kernel e aplicativos atualizado e facilmente encontrados nos repositórios para download.

Foi montada uma infraestrutura para a instalação do cluster usando três desktops, um notebook e um switch fabricado pela Cisco de 100Mbps para conectar esses computadores na rede LAN.

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Cabos de rede e conectorização

O meio mais utilizado para conexões de computadores em redes LAN, seja em corporações ou uso doméstico, ainda é o cabo metálico. Estas redes de computadores podem apresentar diferentes capacidades de transferência de dados, mas, os mais usados ainda é o padrão Ethernet e Fast Ethernet, principalmente em aplicações de uso doméstico que também é conhecido como 10/100. Mas, os conceitos usados aqui também valem para as interfaces Gigabit Ethernet.

O meio físico para conectar esses dispositivos, permitindo a troca de dados entre estes, bem como compartilhamento de pastas, acesso à Internet compartilhada etc, é o cabo metálico. Eles são divididos em várias categorias quanto às características do cabo de acordo com a tecnologia de redes que está sendo feita.

Para as redes que utilizam o padrão Ethernet e Fast Ethernet, as categorias mais indicadas são cabos do tipo CAT5 e CAT5e e mais recente, CAT6 para as interfaces Gigabit Ethernet.

Estes cabos ainda dividem-se em dois principais padrões, que são os cabos blindados (STP = Shielded Twisted Pair), que são usados em ambientes com fontes de interferências possíveis de produzir EMI (Interferências Eletromagnéticas) na rede, causando diversos problemas na rede, como perdas de pacotes e lentidões, comprometendo o funcionamento.

Esta blindagem, normalmente, é constituída de uma malha metálica ou mesmo um papel alumínio especial envolvendo os cabos internamente, ou ainda, os cabos com blindagem para evitar umidades em ambientes mais hostis, normalmente usados em ambientes fabril com diversas fontes de interferências, como máquinas, motores, fornos elétrico etc.

O outo cabo é o não-blindado, também conhecido como (UTP = Unshilded Twisted Pair), este é o mais usado, até porque tem um custo menor, já que não tem blindagem.

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Instalação do Asterisk - Distribuição Trixbox

VoIP (Voice over IP) usa o protocolo IP para transmitir voz como pacotes de dados sobre uma rede IP. Desta forma, um sistema VoIP pode ser implantado em qualquer rede que use o protocolo IP (Internet Protocol) como em Internet, intranets e redes locais.

Neste tutorial vamos utilizar um servidor SIP grátis, onde teremos uma central de PABX IP completa e funcionando. Existem diversas distribuições com esta finalidade de transformar um simples computador em um PABX IP.

O aplicativo que iremos utilizar é o Asterisk e a distribuição Trixbox, um servidor SIP (Session Initiation Protocol), que é o protocolo que faz toda a sinalização de todo o sistema.

Para trafegar os dados (pacotes contendo voz), o protocolo usado é o UDP (User Datagram Protocol), este protocolo é ideal para aplicações em tempo real, como é o caso da telefonia IP, sem se preocupar com a correção dos pacotes, já que não demanda tempo para correções e assim gerar atrasos na entrega dos pacotes.

No SIP, podemos configurar o servidor para funcionar de duas formas, sendo uma o servidor apenas faz a conexão e sinalização e depois, apenas monitora em intervalos a conversação, com isso, o processamento e banda no servidor é baixíssimo, já que a parte pesada que são os pacotes de dados contendo o áudio não passam pelo servidor e funcionam ponto a ponto.

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ENTENDENDO O CAMPO TTL DO PING

Uma pequena dica para entender o campo TTL, que o aplicativo para teste de conectividade ping retorna.

Para verificar a conectividade, o aplicativo mais usado é o ping, em testes de rede local, caso não tenha conectividade, verifique sempre se o firewall dos computadores não está bloqueando, se necessário, deixe desabilitado até realizar os testes e depois volte a habilitar.

O ping fornece várias informações úteis que devem ser observadas, como:
Tempo de resposta entre o envio e o recebimento do pacote;
Tamanho do pacote enviado;
O sistema operacional remoto;
A quantidade de roteadores, ou saltos, que esse pacote sofreu até atingir o seu destino que é identificado no campo TTL (sendo este o foco dessa dica).

Quando usamos o ping para verificar a conectividade de algum equipamento que rode sistema operacional GNU/Linux, esse retorna no campo TTL o valor 65:

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Calculando amplificação de potências e atenuação em decibel

Para calcular Logaritmo para determinar fatores de ganho (amplificação) e atenuação, nos exemplos citados foi utilizado à calculadora do Windows no modo Cientifica assim todos podem aproveitar melhor os exemplos.
Alguns conceitos deve ser observado quanto a sopa de letrinhas relacionado a decibel: dB deve sempre ser usado para indicar amplificação (aumento) ou atenuação, dBi é usado para antenas (dBi=decibel isotrópico ou isótopo) e dBm é sempre relacionado a transmissão e recepção.
Temos as Potências de Entrada (Pout) e a Potência de Saída (Pin) e vamos achar o fator de amplificação ou atenuação em dB (decibel). Usamos o LOG na base 10, nas calculadoras cientifica inclusive na calculadora do Windows essa tecla está impresso como [log] e nesse caso facilita bastante essa operação, caso a calculadora não tenha essa tecla pronta de logaritmo base 10, normalmente vem impresso na tecla [ln] ou seja logaritmo em qualquer base e nesse caso precisamos colocar na base 10 que é uma operação também muito simples, coloque a razão da potência (Pout/Pin) e click em [ln] guarde esse valor X, em seguida tecle a base que é 10 e [ln] e guarde Y, agora faça a divisão de X/Y e multiplique por 10 e pronto, você já tem o valor em dB. Na calculadora do Windows temos essas duas possibilidades de operação [log] e [ln] portanto é bem mais rápido usar o logaritmo na base 10 [log] que é o que fizemos nos exemplos apresentado aqui.

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Calculo de Link com o "Link Budget"

Fiz um pequeno aplicativo para Android para calcular link "Link Budget", fazer isso manualmente apesar dos cálculos bem simples leva um tempo, creio que o aplicativo Link Budget é bem mais rápido. Vou aqui fazer a sequência manual e depois usando app. Começar com um exemplo onde temos:
TX com potência de 20 dBm, Antena TX ganho de 10dBi, Antena RX com ganho de 14dBi.
Agora as perdas: Conectores e cabo da antena TX -2dB, Conectores e cabo da antena RX -2dB e o FSPL (Free-Space Path Loss) que ainda não temos e vamos começar calculando esse, mais antes observe o gráfico abaixo e veja onde cada ganho e cada perda se encontra:

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Calcular disponibilidade e indisponibilidade dos ativos de rede

Vou tratar aqui de disponibilidade em ativos de TI, disponibilidade de um equipamento ou sistema é calculado baseado na taxa de falhas que o mesmo apresenta e dai podemos ter o parâmetro confiabilidade. Antes de começar algumas siglas são muito importantes e conhecer seu real significado vai facilitar o entendimento:

MTBF Mean Time Between Failures (Tempo Médio entre Falhas)

MTTR Mean Time To Repair (Tempo Médio para Reparos)

MTTF Mean Time To Failures (Tempo Médio entre Falhas)

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Programa para checar porta aberta (port forwarding) Listen

É um pequeno programa para teste de portas (port forwarding), muitas vezes não temos certeza que o Roteador realmente esteja configurado para deixar passar dados de uma determinada aplicação e muitas vezes não sabemos se é problema de portas ou outros, principalmente quem joga pela internet tem sempre esse problema, o que é meu caso que jogo Duke Nukem. O software ao ser executado fica Ouvindo (listening) uma determinada porta e você vai a um site que envia dados diretamente para a porta e ele diz se esta está Aberta (Open) ou Fechada (Closed) ou mesmo baixar um APP para Android na google play e usar, eu baixei este “Port open tester” e funcionou muito bem, só lembrando que só funciona se estiver rodando o programa “listen” são 3 programas sendo que funcionam exatamente iguais, o que vai determinar qual deles você vai usar é o seu sistema operacional que pode ser Linux ou Windows, uma mesma versão do aplicativo foi feito em JAVA e este sim funciona em Windows e Linux, o idioma eu deixei em Inglês pois a ideia é ajudar a turma que joga e a maioria são de outros Países.

Download versão para Windows: http://aldevan.com.br/Downloads/download.php?file=Redes_de_Computadores/listen_for_windows.zip

Download versão em Java funciona em Windows e Linux: http://aldevan.com.br/Downloads/download.php?file=Redes_de_Computadores/listenport_java_for_win_and_linux.zip

Download versão para Linux: http://aldevan.com.br/Downloads/download.php?file=Redes_de_Computadores/listen_for_linux.zip

 

Para testar use o APP Android https://play.google.com/store/apps/details?id=com.qien.porttester

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ou acesse qualquer um destes site para testar, sempre com o programa Listen rodando:

http://www.canyouseeme.org/

http://www.yougetsignal.com/tools/open-ports/

No site coloque o IP e a Porta que deseja testar e observe a mensagem no site se estar Open ou Closed conforme as imagens abaixo. Nos testes só vai aparecer como Open as portas 8500, 8501 e 23513 pois estas são a únicas abertas no Roteador já que são as que uso, para todas as outras portas deve ser Closed.

Windows: Para executar o programa abra um terminal de comando “cmd” e no diretório onde estar o programa digite o nome do programa mais uma porta, apenas uma porta por vez, se tiver que testar várias portas, faça o procedimento para cada uma. Exemplo para testar a porta 8500 listen 8500 (no exemplo porta 8500 OPEN)

listen 8500

 undefined

Exemplo para testar a porta 8080 listen 8080 (no exemplo porta 8080 CLOSED)

listen 8080

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Linux:

Altere a permissão do arquivo “listen” para executável # chmod +x listen

# chmod +x listen

para executar é só colocar ponto, barra, listen, espaço, número da porta, exemplo: # ./listen 23513

# ./listen 23513

com o programa em execução vá até os sites anteriormente citados ou baixe o APP Android e faça o teste.

Exemplo para testar a porta 23513 listen 23513 (no exemplo porta 23513 OPEN)

 undefined

Exemplo para testar a porta 80 listen 80 (no exemplo porta 80 CLOSED)

# ./listen 80

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Executando o programa em Java no Linux (o mesmo programa funciona também no Windows)

no terminal digite: java listenport 8500 para testar a porta 8500

java listenport 8500

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