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SIMET

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SIMET

O SIMET é uma iniciativa do Comitê Gestor da Internet no Brasil (CGI.br), operacionalizado pelo NIC.br (Núcleo de Informação e Coordenação do Ponto BR).

Como Funciona o SIMET

O Sistema de Medição de Qualidade de Experiência de Tráfego de Internet (SIMET) é uma iniciativa do Núcleo de Informação e Coordenação do Ponto BR (NIC.br) que visa monitorar e avaliar a qualidade da experiência dos usuários na internet brasileira. Para realizar medições precisas de desempenho de rede, o SIMET adota alguns protocolos específicos para garantir a melhor assertividade nas medições.

Protocolos Utilizados pelo SIMET

TWAMP

A RFC 5357 especifica o TWAMP (Two-Way Active Measurement Protocol) com uma arquitetura modular composta por quatro entidades funcionais distintas:

• Control-Client: Inicia a comunicação com o Server, negociando parâmetros de teste e estabelecendo sessões de medição.
• Server: Aceita sessões do Control-Client, autentica (quando aplicável) e gerencia recursos para as sessões.
• Session-Sender: Gera pacotes de teste com timestamps precisos e os transmite para o Session-Reflector.
• Session-Reflector: Recebe os pacotes do Session-Sender, adiciona seus próprios timestamps e os retorna sem modificar os campos originais.

Protocolos e Estruturas

O TWAMP utiliza dois protocolos distintos:

• TWAMP-Control: Opera na porta TCP/861 para estabelecimento, configuração e encerramento de sessões.
• TWAMP-Test: Opera em portas UDP negociadas durante a fase de controle para a troca de pacotes de teste.

Estrutura do Pacote TWAMP-Test

 0                   1                   2                   3   
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                        Sequence Number                        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                          Timestamp                            |
|                                                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|         Error Estimate        |                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                               |
|                         MBZ (27 Bits)                         |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                               |
•                                                               •
•                         Packet Padding                        •
•                                                               •
|                                                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Modos de Operação

O TWAMP suporta três modos principais

• Unauthenticated Mode: Sem criptografia ou autenticação, recomendado apenas para ambientes controlados.
• Authenticated Mode: Utiliza HMAC-SHA1 para verificar a integridade e autenticidade das mensagens.
• Encrypted Mode:Emprega AES-CBC para criptografia completa do tráfego de controle e pacotes de teste.

Processo de Estabelecimento de sessão

• Handshake inicial:
  • Control-Client envia mensagem Server-Greeting
  • Server responde com Server-Greeting contendo um desafio aleatório
  • Control-Client responde com Setup-Response
• Estabelecimento de Sessão:
  • Control-Client envia Request-Session especificando parâmetros (tipo de sessão, tamanho do pacote, taxa de envio, etc.)
  • Server responde com Accept-Session ou recusa
• Fase de Teste:
  • Session-Sender transmite pacotes de teste para Session-Reflector
  • Session-Reflector responde com pacotes de teste refletidos, preservando os timestamps originais e adicionando novos

Cálculo de Métricas

• Latência bidirecional (RTT): T4 - T1 - (T3 - T2)
  • T1: Timestamp de envio no Session-Sender
  • T2: Timestamp de recebimento no Session-Reflector
  • T3: Timestamp de envio da resposta no Session-Reflector
  • T4: Timestamp de recebimento da resposta no Session-Sender
• Jitter: Calculado como a variação do RTT entre pacotes consecutivos
• Perda de pacotes: Detectada por lacunas na sequência de pacotes recebidos

Extensões e Conformidade

A RFC 5357 define requisitos específicos de conformidade, permitindo implementações que suportem subconjuntos das funcionalidades, desde que atendam a pelo menos um dos modos operacionais completos. A RFC também permite extensões para casos de uso específicos, mantendo a compatibilidade com a especificação base.

TCPBW (TCP Bandwidth Measurement)

O TCPBW é um protocolo utilizado pelo SIMET para medições de largura de banda baseadas em TCP. Suas características técnicas incluem:

• Metodologia: Emprega múltiplas conexões TCP paralelas para saturar o enlace e determinar a capacidade máxima da conexão.
• Congestion Control: Utiliza algoritmos de controle de congestionamento do TCP para simular comportamento de aplicações reais.
• Métricas Coletadas: Taxa de transferência sustentada, tempo de estabelecimento de conexão e estabilidade da taxa de transmissão.
• Modos de Operação: Suporta medições de download e upload com diferentes configurações de tamanho de janela TCP
• Temporização: Incorpora mecanismos para detectar períodos de inatividade (stalls) durante a transferência.

INETUP (Internet Uptime)

O INETUP é um protocolo dedicado à verificação da disponibilidade e estabilidade da conexão à internet. Suas especificações técnicas incluem:

• Arquitetura cliente-servidor: Cliente instalado no equipamento do usuário comunica-se periodicamente com servidores distribuídos.
• Verificação multidimensional: Realiza testes em camadas distintas (DNS, TCP, HTTP) para identificar diferentes tipos de falha
• Periodicidade configurável: Permite definir intervalos de verificação adaptáveis às necessidades de monitoramento.
• Baixo consumo de recursos: Otimizado para operar continuamente em background sem impactar o desempenho do dispositivo.
• Detecção de degradação gradual: Identifica não apenas falhas completas, mas também deterioração progressiva na qualidade da conexão.

LMAPD (Large-Scale Measurement of Access Network Performance Daemon)

O LMAPD implementa o framework LMAP (Large-Scale Measurement of Access Network Performance) padronizado pelo IETF. Suas características técnicas incluem:

• Arquitetura distribuída: Baseada em controladores centrais e agentes de medição (measurement agents) distribuídos.
• Modelo de dados estruturado: Define esquemas para representação uniforme de resultados de diferentes tipos de medição.
• Programação de tarefas:Suporta agendamento flexível de medições através de calendários configuráveis.
• Protocolos de comunicação: Utiliza HTTPS/TLS para comunicação segura entre componentes.
• Armazenamento local: Implementa buffer persistente para resultados quando a comunicação com servidores centrais não está disponível.
• Conformidade com privacidade: Incorpora mecanismos de anonimização e controle de acesso aos dados coletados.

Estes protocolos, em conjunto com o TWAMP, formam a base tecnológica do SIMET, permitindo uma avaliação abrangente da qualidade da experiência de internet através de métricas complementares de desempenho, disponibilidade e estabilidade da conexão.

Como o SIMET Utiliza os Protocolos TWAMP,TCPBW,INETUP e LMAPD

O SIMET (Sistema de Medição de Qualidade de Experiência de Tráfego de Internet) implementa uma arquitetura integrada de medição que os protocolos especializados mencionados acima, criando um ecossistema completo de avaliação da qualidade da internet:

Medições Bidirecionais e Métricas Fundamentais (TWAMP)

O SIMET utiliza o TWAMP (Two-Way Active Measurement Protocol) para realizar medições bidirecionais precisas, implementando completamente as especificações da RFC 5357. Este protocolo fornece métricas fundamentais através de:

• Análise simétrica de tráfego: Avaliação simultânea dos fluxos de download e upload com timestamps de alta precisão.
• Cálculo de latência real: Medição do tempo exato de ida e volta (RTT) dos pacotes, segregando corretamente os componentes de cada direção.
• Quantificação de jitter: Determinação matemática da variação da latência entre pacotes consecutivos, expressa em milissegundos.
• Detecção granular de perdas: Identificação precisa de pacotes não entregues através do controle de sequência e timestamps.

Avaliação de Largura de Banda e Throughput (TCPBW)

O componente TCPBW complementa o TWAMP ao fornecer medições realistas de largura de banda baseadas em TCP:

• Simulação de carga aplicacional: Utilização de múltiplas conexões TCP paralelas para determinar a capacidade máxima do enlace.
• Avaliação de impacto de políticas de QoS: Detecção de tratamento diferenciado de tráfego por classe de serviço.
• Identificação de limitações de throughput: Análise de fatores limitantes como congestionamento, buffer bloat e políticas de traffic shaping.

Monitoramento Contínuo de Disponibilidade (INETUP)

O componente INETUP provê métricas de estabilidade e confiabilidade da conexão:

• Verificação multicamada de conectividade: Testes em níveis DNS, TCP e HTTP para diagnóstico preciso de falhas.
• Registro temporal de interrupções: Documentação exata de períodos de indisponibilidade com timestamps de início e fim.
• Detecção de micro-cortes: Identificação de interrupções breves que afetam a experiência do usuário mas raramente são percebidas conscientemente.

Orquestração e Gerenciamento de Medições (LMAPD)

O daemon LMAPD implementa o framework LMAP do IETF para coordenar todo o processo de medição:

• Agendamento inteligente de testes: Execução programada de medições em períodos estatisticamente relevantes.
• Consolidação estruturada de resultados: Armazenamento padronizado de dados de diferentes protocolos em formato unificado.
• Sincronização segura com infraestrutura central: Transmissão criptografada de resultados para processamento e análise agregada.

Esta integração multiprotocolar permite que o SIMET forneça uma visão holística e tecnicamente precisa da qualidade da conexão à internet, superando as limitações de soluções baseadas em protocolos únicos e oferecendo análises correlacionadas que identificam a causa raiz de problemas de desempenho.

Interfaces do Medidor SIMET no R3005G

Página de Resultados das Medições SIMET

Esta página apresenta os resultados detalhados das medições realizadas pelo SIMET, oferecendo uma visualização completa dos parâmetros de conectividade da sua rede. Aqui você encontra:

• Uma interface intuitiva que exibe todos os dados de desempenho coletados durante a medição
• Um link conveniente para abrir os resultados em uma aba externa, facilitando o compartilhamento ou análise posterior

Os links tem duração aproximada de 24h e as credencias de acesso são renovadas aproximadamente a cada 24h a partir do horário de boot do dispositivo.

• Opções para realizar novas medições em dois modos distintos:
  • Modo Normal: para avaliações padrão de conectividade.
  • Modo Debugging: para análises técnicas mais aprofundadas, com dados adicionais para diagnóstico para caso o medidor não esteja rodando os testes corretamente.

Caso ocorra algum erro durante a visualização dos resultados, há um botão disponível para renovar suas credenciais automaticamente, garantindo acesso contínuo às informações de medição.

Página de Configurações do Medidor SIMET

Esta página apresenta as configurações das medições a serem realizadas pelo Medidor SIMET.

Há a opção para ajustes dos testes de Taxa de Transferência, Latência, Variação de Latência (Jitter) e Perda de Pacotes.

Por padrão, os testes de banda são realizados a cada 4 horas. Contudo, é possível ajustar as configurações para intervalos de 1, 2, 3, 4, 6, 8 e 12 horas, conforme a necessidade do cenário.

Há uma segunda opção de ajustes para o teste de ping para o gateway do dispositivo.

Por padrão, os testes de ping são realizados a cada 1 hora. Contudo, podem ser ajustados para rodarem a cada 1, 2, 3, 4, 6, 8 e 12 horas, conforme requisitos específicos.

Por fim, há a opção para desabilitar os testes do SIMET, caso seja do interesse do usuário.

O medidor simet somente opera em modo de WAN única e com as atualizações automáticas habilitadas. alterar o modo de WAN do roteador para MultiWAN ou desabilitar as atualizações automáticas, desabilita também o medidor SIMET

Página de Informações Sobre o Medidor SIMET

Esta página exibe informações detalhadas sobre o medidor, incluindo:

• Processos SIMET:
  • Presença do pacote SIMET no produto.
  • Estado dos processos LMAPD e SIMET-MA que são os processos base do motor SIMET.
• Informação de versão:
  • Versão do dispositivo.
  • Versão do mecanismo SIMET.
• Identificação do dispositivo
  • ID SIMET: Identificador único do dispositivo.
  • Etiqueta SIMET: Marcação de registro.
  • ID do AGENT SIMET: Código do agente associado.
• Vinculação a entidades:
  • Um campo consulta os sistemas do NIC.br para verificar se o dispositivo está vinculado a uma entidade.
    • Caso vinculado:
      • Exibe a entidade responsável pela vinculação.
      • Fornece um link para desvinculação que abrirá seu client de e-mail para que você possa enviar as informações necessárias para desvinculação do dispositivo.
    • Caso desvinculado:
      • Exibe uma URL de vinculação onde dentro da plataforma do NIC poderá ser inserido o código INEP, provedor ou unidade de saúde ou outra entidade.
      • Exibe um QRCode que aponta para a URL mencionada acima.

Processo de Adoção do Dispositivo na Plataforma SIMET

esses passos são realizados dentro do ambiente do SIMET, sob responsabilidade do time de medições do nic.br. Caso encontre dificuldades no processo de vinculação, deve ser enviado um e-mail com o ID Simet para medicoes@simet.nic.br para avaliar diretamente com o time do SIMET.

Para Adotar o Medidor SIMET em uma entidade Deve-se seguir os seguintes passos:

• Abra o Menu SIMET no Menu esquerdo e Acesse a Página de informações sobre o medidor SIMET



• Vá para o campo Informações do Portal SIMET


• Clique no Link de associação, ou Scaneie o QR Code que direcionará para o sistema do NIC.br onde a etiqueta SIMET poderá ser associada a um código INEP


• Clique em Começar onde será encaminhado para a próxima página.


• Selecione o tipo da entidade entre Escola, Unidade de Saúde ou Provedor de internet
• No exemplo utilizaremos o código INEP de teste para associação do dispositivo


• Após digitar o código INEP aparecerá uma tela para confirmar a escola

• Caso a tela esteja ok, clique em A Escola está certa e iniciará o processo de confirmação da vinculação do medidor.
• Caso esteja incorreta, Clique em A escola está errada e abrirá a tela abaixo:

• Se estiver no local, Pressione a opção Sim, Estou no local será solicitada o compartilhamento da geolocalização do dispositivo móvel ou do navegador do computador. neste caso tenha em mãos as coordenadas do local pois poderá aparecer uma tela solicitando a inserção manual das coordenadas.
• Se não estiver no local, Pressione a opção Não estou no local e aguarde que o servidor de orquestração do simet tentará verificar se o medidor já se registrou e vinculará a etiqueta ao código INEP.

esses passos são realizados dentro do ambiente do SIMET, sob responsabilidade do nic.br. Caso o código INEP apresente inconsistências com a localização da escola ou haja dificultades de vinculação do medidor a entidade, envie um e-mail para medições@simet.nic.br com o ID SIMET e o Código INEP para que a situação seja tratada pontualmente junto ao time do projeto SIMET.