Uma Retrospectiva da TI 25 anos atrás. Parte 4 (Rede Local x Rede WAN)

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Uma Retrospectiva da TI 25 anos atrás. Parte 4 (Rede Local x Rede WAN)

Do original A Retrospective: Twenty-Five Years Ago. Artigo de Geoff Huston da APNIC.The Internet Protocol Journal, Volume 15, No. 1, March 2012.

Traduzido por Raul Ricardo Gauer. Editado por Ademar Felipe Fey.

Rede local (LAN) e rede de área ampla (WAN)

O surgimento das redes Ethernet nos campus e no mundo corporativo, no final de 1980, também trouxe a visibilidade gritante da distinção entre redes locais e redes de longa distância.

Na rede de área local, a Ethernet criou um novo ambiente de “conectividade”. Qualquer dispositivo na rede pode prestar serviços a qualquer outro dispositivo, e o bem comum de uma rede de 10 Mbps abriu um novo conjunto de possibilidades de computação. O armazenamento de dados pode ser pensado como um recurso de rede, computadores para desktops poderiam acessar uma área de armazenamento comum e complementá-lo com armazenamento local, e fazer isso de uma maneira que a distinção entre os recursos locais e recursos compartilhados de toda a rede era geralmente invisível. O ambiente de computação gráfico na visualização da aplicação, foi popularizado tanto pelo Macintosh 2.0 como pelo Windows, complementava um ambiente gráfico em rede e ao invés de fazer o usuário se deslocar ao local onde tinha os dados e os recursos computacionais, o modelo foi invertido, e o usuário foi capaz de utilizar exclusivamente o meio ambiente local e acessar os recursos remotos compartilhados, através de recursos de rede integrados no ambiente de aplicação. A rede de área local era agora um recurso abundante e a indústria não perdeu tempo para explorar esta capacidade recém-descoberta.

Mas à medida que você quisesse se aventurar além de sua rede de área local (LAN), o quadro mudava drasticamente. O mundo das redes WANs foi provisionado nas margens de excesso de oferta da indústria de voz, e os serviços oferecidos refletiam o substrato subjacente de um circuito de voz digital. A unidade básica de um circuito de voz era um canal de 64 Kbps, o qual foi “preparado” a um circuito digital de 56 ou 48 Kbps, dependendo da tecnologia de abordagem particular utilizada pela operadora de voz. Capacidades mais elevadas (tal como 256 ou 512 Kbps) eram obtidas por multiplexação de circuitos individuais em conjunto. Mesmo circuitos de alta capacidade eram obtidos usando um circuito de tronco de voz, de 1,5 (T1) ou 2.048 Mbps (E1), de novo, dependendo da tecnologia digital utilizada pela operadora de voz. Considerando que as LANs estavam agora permitindo a conexão de “qualquer um-para qualquer um” estas redes de área ampla (WANs) foram construídas com as tecnologias ponto-a-ponto que foram estaticamente provisionadas ou implementadas como uma forma de circuito virtual “on-demand” (X.25).

No final dos anos 1980 a paciência dos usuários estava se esgotando em consequência de ter que usar um conjunto de protocolos completamente diferente para a rede WAN, distintos da área local. Muitas vezes, a rede de longo alcance (WAN) necessitava a utilização de aplicações diferentes, com nomes diferentes e abordando convenções diferentes. Uma abordagem utilizada por muitos fornecedores de switches Ethernet foi introduzir o conceito de uma Ponte Serial Ethernet. Esta tecnologia permitiu uma lógica Ethernet IEEE 802.3 para abranger muito maiores domínios geográficos, mas ao mesmo tempo protocolos que trabalharam de forma extremamente eficiente na área local encontravam significativos problemas quando passavam por estas, supostamente, “transparentes” pontes (Bridge) serial Ethernet.

No entanto, estas unidades de ponte permitiram redes significativamente maiores e mais complexas serem construídas usando a Ethernet como a base. O algoritmo Spanning Tree Ethernet  ganhou força ao permitir topologias de LANs arbitrárias se auto-organizarem em topologias coerentes que eliminavam loops na rede.

 O que mudou e o que continua o mesmo?

Então, o que aprendemos com este tempo?

O período de intervenção do ISO-OSI diminuiu e acabou por desaparecer, sem nunca ter desfrutado de implantação e utilização generalizadas. Seu legado existe em várias tecnologias, incluindo o serviço de diretório X.500, o qual é a base para o Diretório de Serviços Lightweight Directory Access Protocol (LDAP Serviços). Talvez o legado mais duradouro do trabalho ISO-OSI é o uso de ” pilha de camadas”, modelo conceitual de arquiteturas de rede. Atualmente nos referimos a ” LANs virtuais Layer 2 (VLANs)” e ” Redes Privadas Virtuais Layer 3 (VPNs)”, talvez sem perceber a referência inata para este modelo de pilha em camadas.

Claro que o ISO-OSI não foi a única vítima do tempo. O DECnet agora é efetivamente um protocolo histórico, os protocolos de rede da Novell NetWare também já estão totalmente fora do ambiente de redes. Talvez possa ser mais instrutivo olhar para as tecnologias que existiam naquele momento e que têm persistido e florescido de modo que agora se mantém no mundo conectado de hoje.

A Ethernet tem persistido, mas as atuais redes Ethernet têm pouco com a tecnologia do original IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Acesso com Detecção de Colisão (CSMA / CD) de 10-Mbps com rede de barramento comum. A arquitetura de barramento comum foi substituída por redes comutadas, e a noção de pacotes auto-clocking foi descartada quando mudamos para Ethernets Gbps. O que tem persistido é o formato de quadro de pacote IEEE 802.3, e a persistência do pacote de 1500 octetos, como o menor fator comum para a quantização de pacotes na rede de hoje. Por que a Ethernet sobrevive, enquanto outros formatos de enquadramento, como o de Alto Nível Data Link Control (HDLC), não?

Eu poderia sugerir que isto foi um triunfo de padrões abertos, mas o HDLC foi também um padrão aberto. Eu gostaria de pensar que o uso de um espaço de endereçamento em massa no frame Ethernet, o endereço Media Access Control (MAC) de 48 bits, e o uso desde a sua criação de um registro de endereços MAC que tentou garantir a unicidade de cada dispositivo Ethernet, foram os elementos mais críticos da longevidade do Ethernet.

De fato não só o UNIX persistiu como tem proliferado na medida em que ele é onipresente, porque agora é o alicerce dos produtos da Apple e Android. Da multiplicidade de sistemas operacionais que ainda existiam no final de 1980, parece que de todos, os que sobreviveram são o UNIX e Windows, embora não esteja claro o quanto de Windows 2.0 ainda exista no Windows 7 de hoje, se é que existe alguma coisa.

E, talvez surpreendentemente, o TCP / IP tem persistido. Para um protocolo que foi criado no final dos anos 1970, em um mundo onde megabits por segundo foi considerado como sendo de velocidade extremamente alta, e por um protocolo que foi ostensivamente experimental, o TCP / IP provou ser extremamente persistente. Por quê? Um indício está no desenho contido do protocolo, aonde como vimos, o TCP / IP não tentou resolver todos os problemas ou tentou ser tudo para todas as aplicações possíveis. Eu suspeito que haja dois outros aspectos do projeto TCP / IP que contribuiu para sua longevidade.

O primeiro foi uma abordagem deliberada de modularidade no projeto. O TCP / IP deliberadamente colocou grandes módulos de funções em subsistemas distintos, que evoluíram por caminhos distintos. Os protocolos de roteamento que usamos hoje têm evoluído ao longo dos seus próprios caminhos. Além disso, o espaço de nomes e do sistema de mapeamento para apoiar a resolução de nomes evoluiu ao longo de seu próprio caminho. Talvez, ainda mais surpreendente, tivemos os algoritmos de controle de fluxo usados pelo TCP, o carro-chefe do conjunto de protocolos, que evoluíram ao longo do seu próprio caminho.

O segundo aspecto é o uso do que na época era um espaço de endereço de tamanho de 32 bits, e um registro de endereço associado que permitiu que cada rede usasse o seu próprio espaço de endereço único. Como o registro de endereços Ethernet de 48 bits (MAC), o registro do endereço IP foi, em minha opinião, um aspecto crítico e original do protocolo TCP / IP.

Falhas

O que podemos aprender com as várias falhas e desventuras que vivemos ao longo do caminho?

O Asynchronous Transfer Mode (ATM) foi uma tecnologia que, apesar do considerável interesse das operadoras de telefonia, acabou sendo deixada de lado, na busca de maiores sistemas de rede de transmissão cada vez mais baratos. O ATM pareceu-me ser, talvez, o último esforço significativo de investimento, permitindo que a rede se adaptasse às várias características diferentes de aplicações.

O princípio subjacente a esta forma de rede adaptativa é que os dispositivos conectados são simplesmente incapazes de compreender e adaptarem-se ao estado atual da rede, e cabe à rede a capacidade de apresentar características consistentes para cada aplicação. No entanto, nossa experiência tem sido exatamente o oposto, onde os dispositivos conectados estão cada vez mais capazes de assumir o papel de toda a gestão de serviços, e complexas redes adaptativas são cada vez mais vistas como o melhor sentido de duplicação de funções, e na pior das hipóteses como um comportamento anômalo que o dispositivo final precisa contornar. Então o ATM não conseguiu entrar em ressonância com o mundo das redes de dados, e assim esta tecnologia tem diminuído. Da mesma forma, os esforços posteriores para equipar redes IP com Qualidade de Serviço (QoS), ou o muito anunciado Next-Generation Networking (NGN) têm tido falhas, muitas pelas  mesmas razões básicas.

O Fiber Distributed Data Interface (FDDI) também veio e se foi. Os anéis são notoriamente difíceis de fazer, particularmente em termos de gestão de um clock coerente entre todos os dispositivos conectados que preserva o tamanho do anel, medido na taxa de bits no meio. A partir dos seus antecedentes de baixa velocidade de 4 Mbps, o anel FDDI de 100 Mbps atraiu um interesse considerável no início de 1990. No entanto, foi na verdade um beco sem saída em termos de evolução de longo prazo, nos esforços para aumentar a velocidade do clock necessário, quer no tamanho do anel físico para diminuir a inutilizáveis pequenos tamanhos ou o sinal de clock para ser bloqueado em níveis extraordinariamente altos de estabilidade, que fez o custo da rede proibitivo. Esta indústria parece ter um forte desejo de simplicidade absoluta nas suas redes, e até mesmo os anéis têm-se revelado um processo de tornar as redes muito complexas.

Curiosamente, e apesar de todas as provas em seu favor, a indústria ainda está indecisa sobre tecnologias abertas. TCP / IP, UNIX, e a plataforma web Apache estão todos atestando, em seu próprio modo, o poder de tecnologias open source nesta indústria, e uma vasta parafernália de tecnologias abertas é o alicerce de todo ambiente de rede de hoje. No entanto, apesar de toda essa experiência acumulada, ainda vemos grandes esforços para promover tecnologias fechadas específicas para o mercado. O Skype é um caso em questão, e é possível ver o iPhone e o Kindle em uma forma similar, onde as partes críticas da tecnologia são deliberadamente obscurecidas e aspectos do comportamento do dispositivo são deliberadamente selados ou ocluídos (protegidos) de interceptação de terceiros.

Traduzido por Raul Ricardo Gauer. Editado por Ademar Felipe Fey.

No próximo mês (a última parte): Os próximos 25 anos

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Sobre ademarfey

Professor de TI aposentado. Escritor na área de Redes de Computadores e Telecomunicações. Também pesquisa a Imigração Alemã no Brasil desde 2017.
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