Segurança em Redes Industriais

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APOSTILA TÉCNICA APROFUNDADA
Redes Industriais
Tema 1
Fundamentos de Administração e Segurança
em Redes de Computadores
Engenharia Elétrica - 8º semestre
Resumo completo por módulos, com teoria, cálculos, diagramas e aplicação
Módulos deste tema
Módulo 1 - Riscos de segurança nas redes de computadores
Módulo 2 - Softwares e equipamentos para diminuição dos riscos
Módulo 3 - Arquitetura de gerenciamento de redes
Redes Industriais Tema 1 - Fundamentos de Administração e Segurança em Redes de Computadores
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Objetivos e mapa de estudo
Propósito do material da faculdade
Conhecer os riscos da operação e da utilização de redes de computadores, bem como os protocolos de
segurança e os tipos de ferramentas adequadas para a administração e o gerenciamento de tais processos.
Objetivos • Identificar os riscos de segurança nas redes de computadores. • Selecionar softwares e tipos de
equipamentos adequados para a diminuição dos riscos de segurança nas redes. • Reconhecer a arquitetura
de gerenciamento de redes.
O que você deve dominar ao terminar este tema
• Explicar os conceitos com terminologia técnica correta e linguagem simples.
• Interpretar o funcionamento e os diagramas associados.
• Aplicar as equações dentro de suas hipóteses e unidades.
• Comparar componentes, topologias e tecnologias.
• Reconhecer limitações, falhas, riscos e critérios de seleção.
Mapa progressivo dos módulos
Módu
lo
Questão central Resultado esperado
1 Como compreender e aplicar riscos de segurança nas
redes de computadores?
Analisar, calcular quando aplicável e justificar
uma decisão de engenharia.
2 Como compreender e aplicar softwares e equipamentos
para diminuição dos riscos?
Analisar, calcular quando aplicável e justificar
uma decisão de engenharia.
3 Como compreender e aplicar arquitetura de
gerenciamento de redes?
Analisar, calcular quando aplicável e justificar
uma decisão de engenharia.
Redes Industriais Tema 1 - Fundamentos de Administração e Segurança em Redes de Computadores
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Módulo 1 - Riscos de segurança nas redes de
computadores
Fundamento → compreensão → funcionamento → análise → aplicação de engenharia
1. Visão geral
O módulo trata de riscos de segurança nas redes de computadores. Sua finalidade é permitir que o estudante
reconheça o fenômeno, equipamento ou arquitetura, modele seu comportamento e utilize os resultados em
decisões de projeto, operação, diagnóstico e proteção.
Dentro de Redes Industriais, esse conhecimento é importante porque orienta cenários de ataque. Ele aparece
em aplicações como: Problema: integrar dispositivos industriais com prazo, disponibilidade e segurança.
Solução: especificar arquitetura, meio, protocolo, endereçamento, tempo de ciclo e modo de falha.
Dispositivo de campo → Quadro / mensagem → Meio e infraestrutura →
Controlador /
aplicação
Figura conceitual - caminho funcional do assunto estudado.
2. Conceitos fundamentais
Conceitos centrais explicados
Conceito: Ameaça
Definição técnica: Evento ou agente capaz de explorar uma vulnerabilidade.
Explicação simples: É o que pode causar o incidente.
Importância: Orienta cenários de ataque.
Conceito: Vulnerabilidade
Definição técnica: Fraqueza técnica, humana ou processual.
Explicação simples: É a porta que pode ser explorada.
Importância: Deve ser inventariada e tratada.
Conceito: Risco
Definição técnica: Combinação de probabilidade e impacto.
Explicação simples: Prioriza o que merece ação primeiro.
Importância: Direciona investimento e mitigação.
Desenvolvimento dos subassuntos do material-base
Os blocos abaixo reorganizam os pontos teóricos distribuídos nas páginas do módulo. Foram removidas chamadas de vídeo,
alternativas de questões e repetições, mas preservado o desenvolvimento conceitual necessário ao estudo.
Ameaça Ataque
Causa potencial de um incidente indesejado Tudo aquilo que tenta destruir, expor, alterar, que pode resultar em
danos a um sistema ou desativar, roubar, obter acesso não autorizado organização. ou fazer uso não autorizado
de um ativo.
Confidencialidade
Propriedade cuja informação não está disponível para pessoas, entidades ou processos não autorizados. A
confidencialidade está relacionada ao sigilo dos dados. Somente entes autorizados podem acessá-los.
Não repúdio ou irretratabilidade
Propriedade muito importante para fins jurídicos. Trata-se da garantia de que o autor de uma informação não
pode negar falsamente a autoria dela. Desse modo, se uma pessoa praticou determinada ação ou atividade, ela
não terá como negá-la. O não repúdio é alcançado quando a integridade e a autenticidade são garantidas.
Legalidade
Propriedade relacionada com o embasamento legal, ou seja, ela afere se as ações tomadas têm o suporte de
alguma legislação ou norma. No caso do Brasil, podemos citar o Marco Civil da Internet, a Lei Geral de Proteção
de Dados (LGPD) e o conjunto de normas 27.000 da ABNT.
Redes Industriais Tema 1 - Fundamentos de Administração e Segurança em Redes de Computadores
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Tipos de ataques
Para haver a identificação dos riscos, será necessário entender e classificar os tipos de ataques que podem ser
realizados contra uma rede de computadores.
CRITÉRIOS TIPOS DESCRIÇÃO ATAQUES
Realizados dentro da própria Ataques rede. O atacante e a vítima estão internos (inside na mesma rede
(doméstica ou attack) PONTO DE corporativa). INICIAÇÃO Ataques Feitos a partir de um ponto externos externo
à rede da vítima. (outside attack)
Uma entidade maliciosa intercepta e repete uma transmissão de dados válida que trafega através de uma rede
Ataques de para produzir um efeito não repetição autorizado, como a repetição de pedidos de um item ou o
processo de login em um ambiente.
Vejamos a seguir cada etapa de um ataque:
Reconhecimento Na primeira etapa, o ator da ameaça realiza uma pesquisa para coletar informações sobre o
local a ser atacado. Trata-se de uma fase preparatória na qual o atacante procura reunir o máximo de
informações sobre o alvo antes de lançar um ataque ou analisar se vale a pena executá-lo. As informações
podem ser obtidas por meio de diversas fontes: sites, dispositivos de rede voltados para o público, artigos de
notícias, anais de conferências, meios de comunicação social.
Armamento (weaponization) Após a coleta de informações, o atacante seleciona uma arma a fim de explorar as
vulnerabilidades dos sistemas. É comum utilizar a expressão exploits para essas armas, que podem estar
disponíveis em sites na internet ou ser desenvolvidas especificamente para determinado ataque.
Uma prática comum para essa entrega é o uso de phishing. Tipicamente, são enviados e-mails com algum
assunto aparentemente de interesse da vítima. Nesta mensagem, existe um link ou um anexo malicioso que
serve de meio de entrega da arma na máquina alvo.
Exploração A etapa de exploração ocorre quando o atacante, após entregar a arma, explora alguma
vulnerabilidade (conhecida ou não) na máquina infectada em busca de outros alvos dentro da rede de destino.
As vulnerabilidades que não são publicamente conhecidas são chamadas de zero-day.
Instalação A partir da exploração da máquina realizada na fase anterior, o atacante busca instalar algum tipo de
software que permita a manutenção do acesso à máquina ou à rede em um momento posterior.
Denominado comando e controle, tal canal possibilita o envio de comandos para realizar ataques na própria
rede local ou para atacar a rede de terceiros, caracterizando, assim, um ataque indireto.
Ações no objetivo Quando o atacante chega à última etapa, isso é um indício de que o objetivo original foi
alcançado. A partir de agora, ele pode roubar informações, utilizar o alvo para realizar ataques de negação de
serviço, envio de spam, manipulação de pesquisas ou jogos on-line, entre outras atividades.
Vamos analisar a noticia a seguir:
Brasil sofreu 15 bilhões de ataques cibernéticos em apenas três meses. A questão não é mais ‘o que podemos
fazer se sofrermos um ataque cibernético?’, mas, sim, ‘o que podemos fazer quando sofremos um ataque
cibernético?
3. FuncionamentoA sequência funcional deve ser lida do estímulo ou entrada até a resposta do sistema. Em cada etapa, o
engenheiro observa as variáveis de estado, conversões, atrasos, perdas e condições de falha.
1. O dispositivo produz dados do processo.
2. O meio e o protocolo transportam quadros/mensagens.
3. Equipamentos de rede encaminham e priorizam o tráfego.
4. A aplicação interpreta o dado, atua e registra diagnóstico.
4. Equações e relações matemáticas
Risco ≈ probabilidade × impacto
Variáveis e unidades: Escalas qualitativas ou quantitativas.
Significado físico: Modelo de priorização.
Disponibilidade = tempo operacional/tempo total
Variáveis e unidades: %.
Significado físico: Indicador de continuidade.
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Condições de validade
• Taxa nominal não equivale à taxa útil.
• Latência deve ser avaliada no pior caso.
• Timeout, redundância e estado seguro fazem parte do requisito.
5. Componentes, elementos ou equipamentos
Elemento/equipamen
to
Função Princípio Características e limitações
Ativo Entregar função ou
informação.
Equipamento, software ou
dado.
Valor e criticidade variam.
Vetor de ataque Permitir acesso
indevido.
Rede, mídia, credencial ou
físico.
Muda com a arquitetura.
Consequência Expressar dano. Parada, perda de controle
ou segurança.
Pode atingir pessoas e processo.
A tabela resume a função principal. A seleção final deve considerar tensão, corrente, frequência, ambiente, tolerância,
proteção, manutenção e vida útil conforme a natureza do elemento.
6. Aplicação prática
Problema integrar dispositivos industriais com prazo, disponibilidade e segurança.
Solução especificar arquitetura, meio, protocolo, endereçamento, tempo de ciclo e
modo de falha.
Funcionamento O dispositivo produz dados do processo. O meio e o protocolo transportam
quadros/mensagens. Equipamentos de rede encaminham e priorizam o
tráfego.
Resultado esperado Resultado tecnicamente verificável, dentro dos limites de desempenho,
segurança e operação.
7. Exemplo de engenharia
Priorização de risco OT
Problema: Cenário A: probabilidade 2/5 e impacto 5/5; cenário B: 4/5 e impacto 2/5.
Resolução passo a passo
1. Risco A=2·5=10.
2. Risco B=4·2=8.
3. A matriz prioriza A, mas segurança de pessoas e requisitos legais podem elevar sua criticidade ainda mais.
Resultado: Ação prioritária: cenário A.
Interpretação de engenharia: A multiplicação é uma técnica de triagem, não uma medida física absoluta.
8. Pontos críticos e cuidados
• Separar disponibilidade, latência média e pior caso.
• Documentar endereços e mapa de dados.
• Planejar segmentação e redundância.
• Validar instalação contra EMI e ambiente.
• Definir timeout, diagnóstico e estado seguro.
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Erros e modos de falha recorrentes
Erro/modo de falha Consequência Prevenção ou verificação
Rede plana Propagação de falhas e ataques Segmentar zonas e conduítes
Timeout sem pior caso Paradas falsas ou reação lenta Medir latência e jitter sob carga
Mapa de dados ambíguo Comando ou escala incorretos Documentar tipo, unidade, endianess e
qualidade
9. Relação com outros assuntos
• Automação e sistemas supervisórios.
• Cibersegurança industrial.
• Controle distribuído e instrumentação.
A relação entre disciplinas é importante porque o comportamento elétrico, a instrumentação, o controle, a
comunicação e a proteção formam um único sistema na aplicação real.
10. Complementos técnicos
Complemento técnico: uma rede industrial deve ser validada pelo comportamento de pior caso e pela
resposta a falhas; alta taxa nominal, isoladamente, não garante determinismo.
Complemento: throughput médio não demonstra tempo real. O projeto precisa de pior latência, jitter,
recuperação de redundância, qualidade do dado, segmentação e resposta segura à perda de comunicação.
Normas e referências normativas relacionadas
• IEC 62443 - segurança cibernética para sistemas de automação e controle industrial. Consultar a edição
vigente e o escopo aplicável.
• ISO/IEC 27001 - sistema de gestão de segurança da informação; aplicar em conjunto com requisitos OT.
Consultar a edição vigente e o escopo aplicável.
11. O que realmente precisa ser memorizado
• Risco combina probabilidade e impacto.
• Ambientes OT priorizam segurança e disponibilidade.
• Inventário é pré-requisito.
• Ameaça explora vulnerabilidade.
• Acesso remoto é vetor crítico.
• Risco ≈ probabilidade × impacto - Modelo de priorização.
• Disponibilidade = tempo operacional/tempo total - Indicador de continuidade.
12. Resumo final do módulo
• O assunto central é Riscos de segurança nas redes de computadores.
• Ameaça: Evento ou agente capaz de explorar uma vulnerabilidade.
• Vulnerabilidade: Fraqueza técnica, humana ou processual.
• Risco: Combinação de probabilidade e impacto.
• Risco combina probabilidade e impacto.
• Ambientes OT priorizam segurança e disponibilidade.
• Inventário é pré-requisito.
• Ameaça explora vulnerabilidade.
• Acesso remoto é vetor crítico.
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Checklist de domínio
□ Consigo explicar, sem consultar o texto, o que é riscos de segurança nas redes de computadores e por que
esse assunto é usado?
□ Consigo diferenciar Ameaça de Vulnerabilidade e dar uma aplicação de cada um?
□ Consigo identificar as unidades, hipóteses e significado físico das equações principais?
□ Consigo refazer o exemplo numérico e interpretar o sinal, a ordem de grandeza e o limite do resultado?
□ Consigo reconhecer os três principais erros de projeto ou operação discutidos no módulo?
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Módulo 2 - Softwares e equipamentos para
diminuição dos riscos
Fundamento → compreensão → funcionamento → análise → aplicação de engenharia
1. Visão geral
O módulo trata de softwares e equipamentos para diminuição dos riscos. Sua finalidade é permitir que o
estudante reconheça o fenômeno, equipamento ou arquitetura, modele seu comportamento e utilize os
resultados em decisões de projeto, operação, diagnóstico e proteção.
Dentro de Redes Industriais, esse conhecimento é importante porque reduz propagação e impacto. Ele
aparece em aplicações como: Problema: integrar dispositivos industriais com prazo, disponibilidade e
segurança. Solução: especificar arquitetura, meio, protocolo, endereçamento, tempo de ciclo e modo de
falha.
Dispositivo de campo → Quadro / mensagem → Meio e infraestrutura →
Controlador /
aplicação
Figura conceitual - caminho funcional do assunto estudado.
2. Conceitos fundamentais
Conceitos centrais explicados
Conceito: Defesa em profundidade
Definição técnica: Múltiplas camadas independentes de proteção.
Explicação simples: Uma falha não expõe todo o sistema.
Importância: Reduz propagação e impacto.
Conceito: Segmentação
Definição técnica: Separação lógica/física de zonas e conduítes.
Explicação simples: Limita quem conversa com quem.
Importância: Contém incidentes.
Conceito: Monitoramento
Definição técnica: Coleta e correlação de eventos e tráfego.
Explicação simples: Detecta desvios do comportamento esperado.
Importância: Acelera resposta.
Desenvolvimento dos subassuntos do material-base
Os blocos abaixo reorganizam os pontos teóricos distribuídos nas páginas do módulo. Foram removidas chamadas de vídeo,
alternativas de questões e repetições, mas preservado o desenvolvimento conceitual necessário ao estudo.
Segurança física Segurança física x Segurança lógica
Estar conectado à internet nos expõe a diversos riscos, como roubo de informações e de identidade, adulteração
de informações etc. De acordo com a norma ABNT 27001:2013, para minimizar os riscos dessa conexão, é
necessário implementar mecanismos de controle a fim de garantir a segurança dela.
Áreas seguras
Áreas seguras: Previnem o acesso físico não autorizado, os danos e as interferências eminstalações e
informações da organização. • Equipamentos: Impedem perdas, danos, furto ou comprometimento de ativos e
interrupção das atividades da organização.
3Sistemas de energia redundantes Funcionam como no-breaks (Uninterruptable Power Supply - UPS) e
geradores. Ambos são necessários ao permitirem que, em caso de queda de energia, os equipamentos
permaneçam em operação. Isso garante tanto o fornecimento constante de energia quanto a manutenção dela
dentro da tensão recomendada.
5 Limpeza da área externa Para evitar incêndios.
1. Autenticação 2. Sistemas de controle de acesso 3. Criptografia 4. Funções de hash 5. Assinatura digital 6.
Certificado digital 7. Redes Virtuais Privadas (VPN) 8. Firewall, sistemas de detecção de intrusão e antivírus
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O mecanismo escolhido deve se adequar ao objetivo de segurança a ser alcançado. Atualmente, os controles
biométricos são considerados os mais eficientes, mas é recomendado que seja utilizada a chamada autenticação
de dois fatores.
A criptografia é uma área que estuda técnicas para esconder não a mensagem real, mas o seu significado. Ela
pode ser, inclusive, utilizada para garantir a CID. A propriedade a ser garantida depende do mecanismo utilizado
e de que maneira ele foi empregado.
Ciframento
Transforma um escrito simples, cujo alfabeto comum é utilizado para compor a mensagem original, em um texto
cifrado. Nesse texto, as letras originais são substituídas pelas do alfabeto cifrado, escondendo, dessa forma, o
conteúdo da mensagem. A função do ciframento é responsável pela criptografia da mensagem original. Já a
substituição das letras da mensagem original é feita pelas cifras (Qualquer forma de substituição criptográfica
aplicada ao texto original da mensagem.).
Funções de hash Conhecendo as funções de hash
O objetivo das funções de resumo de mensagem ou de hash é a garantia da integridade das informações. Para
calcular o resumo, pode ser utilizado qualquer algoritmo que pegue uma mensagem de qualquer tamanho e a
mapeie em uma sequência de caracteres de tamanho fixo.
Alguns sistemas usam o hash para armazenar a senha de um usuário. Portanto, quando ele cadastra uma senha,
o sistema calcula o hash e armazena esse valor. Quando o usuário for digitar sua senha para entrar no mesmo
sistema, o sistema calculará o hash, enviará essa informação e comparará com o que está armazenado. Se for
igual, o seu acesso será autorizado.
Ao receber o documento, o receptor precisa realizar o seguinte processo para o validar:
O usuário deve calcular o hash da mensagem e decifrar o outro recebido com a utilização da chave pública do
emissor. Em seguida, ele vai comparar os dois hashes. Se forem iguais, há a garantia de que o documento não
foi modificado e o emissor é autêntico. Caso sejam diferentes, algum problema ocorreu. Mas não é possível
garantir se o problema reside na modificação dele ou na autenticidade do emissor. Estabelece-se apenas que o
documento não é válido.
A existência da autoridade certificadora é importante para garantir um ataque conhecido como “homem no
meio” (MITM - Man In The Middle). O MITM ocorre quando um atacante pode interceptar o envio da chave pública
e ter acesso às informações.
Ataque de personificação Darth, enquanto isso, realiza um ataque de interceptação para monitorar a
comunicação entre ambos. Quando percebe que houve uma solicitação da chave pública de Bob, Darth envia
para Alice a sua chave. Ao mesmo tempo, se fazendo passar por ela, solicita a Bob a chave pública dele, o que
caracteriza um ataque de personificação.
Uso do certificado de chave pública.
O processo para obter a chave privada da AC, contudo, pode esbarrar no mesmo problema. Para o processo
funcionar corretamente, o usuário deve ir ao site da AC e realizar o download dos certificados - chamados de
certificados raiz -, garantindo, assim, a obtenção da chave pública correta.
Na utilização do túnel, as informações trafegadas ficam protegidas, já que os dados são criptografados. Além
disso, podem ser utilizados mecanismos de autenticação e integridade para garantir tanto a entrada em cada
rede só de pacotes autorizados quanto a manutenção de sua estrutura, ou seja, que eles não sejam modificados.
Percebemos aqui a importância dos softwares, cuja função é a de garantir a CID nas instituições. Pesquise outras
situações similares e procure perceber como foi a intervenção da segurança lógica nesses casos.
3. Funcionamento
A sequência funcional deve ser lida do estímulo ou entrada até a resposta do sistema. Em cada etapa, o
engenheiro observa as variáveis de estado, conversões, atrasos, perdas e condições de falha.
1. O dispositivo produz dados do processo.
2. O meio e o protocolo transportam quadros/mensagens.
3. Equipamentos de rede encaminham e priorizam o tráfego.
4. A aplicação interpreta o dado, atua e registra diagnóstico.
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4. Equações e relações matemáticas
Disponibilidade = MTBF/(MTBF+MTTR)
Variáveis e unidades: Tempos na mesma unidade.
Significado físico: Indicador de continuidade.
taxa de falso positivo = alarmes falsos/alarmes
Variáveis e unidades: %.
Significado físico: Qualidade da detecção.
Condições de validade
• Unidades coerentes no SI.
• Hipóteses e condições de contorno explicitadas.
• Resultados validados contra limites do equipamento e do processo.
5. Componentes, elementos ou equipamentos
Elemento/equipamen
to
Função Princípio Características e limitações
Firewall industrial Filtrar fluxos entre
zonas.
Regras por endereço,
porta e protocolo.
Regra incorreta pode bloquear
controle.
IDS/monitor OT Detectar anomalias. Inspeção passiva. Exige baseline e ajuste.
DMZ Intermediar TI e OT. Serviços em zona
separada.
Não elimina necessidade de
regras.
A tabela resume a função principal. A seleção final deve considerar tensão, corrente, frequência, ambiente, tolerância,
proteção, manutenção e vida útil conforme a natureza do elemento.
6. Aplicação prática
Problema integrar dispositivos industriais com prazo, disponibilidade e segurança.
Solução especificar arquitetura, meio, protocolo, endereçamento, tempo de ciclo e
modo de falha.
Funcionamento O dispositivo produz dados do processo. O meio e o protocolo transportam
quadros/mensagens. Equipamentos de rede encaminham e priorizam o
tráfego.
Resultado esperado Resultado tecnicamente verificável, dentro dos limites de desempenho,
segurança e operação.
7. Exemplo de engenharia
Priorização de risco OT
Problema: Cenário A: probabilidade 2/5 e impacto 5/5; cenário B: 4/5 e impacto 2/5.
Resolução passo a passo
1. Risco A=2·5=10.
2. Risco B=4·2=8.
3. A matriz prioriza A, mas segurança de pessoas e requisitos legais podem elevar sua criticidade ainda mais.
Resultado: Ação prioritária: cenário A.
Interpretação de engenharia: A multiplicação é uma técnica de triagem, não uma medida física absoluta.
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8. Pontos críticos e cuidados
• Separar disponibilidade, latência média e pior caso.
• Documentar endereços e mapa de dados.
• Planejar segmentação e redundância.
• Validar instalação contra EMI e ambiente.
• Definir timeout, diagnóstico e estado seguro.
Erros e modos de falha recorrentes
Erro/modo de falha Consequência Prevenção ou verificação
Rede plana Propagação de falhas e ataques Segmentar zonas e conduítes
Timeout sem pior caso Paradas falsas ou reação lenta Medir latência e jitter sob carga
Mapa de dados ambíguo Comando ou escala incorretos Documentar tipo, unidade, endianess e
qualidade
9. Relação com outros assuntos
• Automação e sistemas supervisórios.
• Cibersegurança industrial.
• Controle distribuído e instrumentação.
A relação entre disciplinas é importante porque o comportamento elétrico, a instrumentação, o controle, a
comunicação e a proteção formam um único sistema na aplicação real.10. Complementos técnicos
Complemento técnico: uma rede industrial deve ser validada pelo comportamento de pior caso e pela
resposta a falhas; alta taxa nominal, isoladamente, não garante determinismo.
Complemento: throughput médio não demonstra tempo real. O projeto precisa de pior latência, jitter,
recuperação de redundância, qualidade do dado, segmentação e resposta segura à perda de comunicação.
Normas e referências normativas relacionadas
• IEC 62443 - segurança cibernética para sistemas de automação e controle industrial. Consultar a edição
vigente e o escopo aplicável.
• ISO/IEC 27001 - sistema de gestão de segurança da informação; aplicar em conjunto com requisitos OT.
Consultar a edição vigente e o escopo aplicável.
11. O que realmente precisa ser memorizado
• Usar defesa em profundidade.
• Separar TI, DMZ e OT.
• Aplicar menor privilégio.
• Backups devem ser testados.
• Monitoramento passivo é preferível em redes sensíveis.
• Disponibilidade = MTBF/(MTBF+MTTR) - Indicador de continuidade.
• taxa de falso positivo = alarmes falsos/alarmes - Qualidade da detecção.
12. Resumo final do módulo
• O assunto central é Softwares e equipamentos para diminuição dos riscos.
• Defesa em profundidade: Múltiplas camadas independentes de proteção.
• Segmentação: Separação lógica/física de zonas e conduítes.
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• Monitoramento: Coleta e correlação de eventos e tráfego.
• Usar defesa em profundidade.
• Separar TI, DMZ e OT.
• Aplicar menor privilégio.
• Backups devem ser testados.
• Monitoramento passivo é preferível em redes sensíveis.
Checklist de domínio
□ Consigo explicar, sem consultar o texto, o que é softwares e equipamentos para diminuição dos riscos e por
que esse assunto é usado?
□ Consigo diferenciar Defesa em profundidade de Segmentação e dar uma aplicação de cada um?
□ Consigo identificar as unidades, hipóteses e significado físico das equações principais?
□ Consigo refazer o exemplo numérico e interpretar o sinal, a ordem de grandeza e o limite do resultado?
□ Consigo reconhecer os três principais erros de projeto ou operação discutidos no módulo?
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Módulo 3 - Arquitetura de gerenciamento de
redes
Fundamento → compreensão → funcionamento → análise → aplicação de engenharia
1. Visão geral
O módulo trata de arquitetura de gerenciamento de redes. Sua finalidade é permitir que o estudante
reconheça o fenômeno, equipamento ou arquitetura, modele seu comportamento e utilize os resultados em
decisões de projeto, operação, diagnóstico e proteção.
Dentro de Redes Industriais, esse conhecimento é importante porque estrutura operação e indicadores. Ele
aparece em aplicações como: Problema: integrar dispositivos industriais com prazo, disponibilidade e
segurança. Solução: especificar arquitetura, meio, protocolo, endereçamento, tempo de ciclo e modo de
falha.
Dispositivo de campo → Quadro / mensagem → Meio e infraestrutura →
Controlador /
aplicação
Figura conceitual - caminho funcional do assunto estudado.
2. Conceitos fundamentais
Conceitos centrais explicados
Conceito: FCAPS
Definição técnica: Modelo de falhas, configuração, contabilização, desempenho e segurança.
Explicação simples: Organiza funções de gestão.
Importância: Estrutura operação e indicadores.
Conceito: SNMP
Definição técnica: Protocolo de gerenciamento baseado em agentes e MIB.
Explicação simples: Consulta estados e recebe notificações.
Importância: Integra monitoramento de equipamentos.
Conceito: MIB
Definição técnica: Base hierárquica de objetos gerenciados.
Explicação simples: É o catálogo de variáveis do dispositivo.
Importância: Padroniza leitura de estado.
Desenvolvimento dos subassuntos do material-base
Os blocos abaixo reorganizam os pontos teóricos distribuídos nas páginas do módulo. Foram removidas chamadas de vídeo,
alternativas de questões e repetições, mas preservado o desenvolvimento conceitual necessário ao estudo.
Arquitetura de gerenciamento OSI A importância do gerenciamento
Com o crescimento das redes, a administração e o gerenciamento delas passaram a ser atividades de suma
importância. Afinal, seus ambientes são complexos e heterogêneos, tendo diversos tipos de equipamentos,
fabricantes e protocolos em operação.
Observe o esquema a seguir:
Switches Switches ou comutadores são ferramentas de camada de enlace que conseguem identificar os
equipamentos conectados em cada porta e direcionar os quadros para os destinos corretos, segmentando a
rede.
Imaginemos uma paralisação de algum serviço ou parte da rede
Imaginemos uma paralisação de algum serviço ou parte da rede. Nesses casos, muitos se perguntam: onde
ocorreu a falha? No servidor? No switch? Na estação?
A gerência de redes auxilia no processo de identificação das falhas e na correção de problemas, permitindo que
a rede possa operar corretamente e oferecer níveis de serviços adequados à necessidade dos usuários.O
objetivo dessa gerência é monitorar e controlar os elementos físicos ou lógicos da rede, assegurando, segundo
Stallings (1998), certo nível de qualidade de serviços.
Redes Industriais Tema 1 - Fundamentos de Administração e Segurança em Redes de Computadores
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Trata-se do ato de oferecer serviços que atendam à necessidade dos usuários com um funcionamento
adequado, bom desempenho e disponibilidade.
Para oferecer uma organização das tarefas de gerenciamento de redes, a International Organization for
Standardization (ISO) criou a M.3400, um modelo de gerência derivado de recomendação publicada pela
International Telecommunications Union (ITU).
Arquitetura de gerenciamento OSI (FCAPS)
Gerência de detecção e correção de falhas (F = fault) A área de gerenciamento de falhas é importante para
garantir que os serviços e as redes permaneçam em operação. De acordo com a norma ISO, esta área permite
registrar, detectar e reagir às condições de falha da rede. Tal gerenciamento depende do bom funcionamento de
cada componente da rede tanto de forma isolada quanto pela interoperação com outros equipamentos dela.
Interrupção no fornecimento de energia.
Quando uma falha ocorre, o gerente da rede deve analisar as informações de gerência para identificar a causa
raiz do problema, descobrindo, em uma diversidade de equipamentos, softwares e protocolos, o que realmente
causou o problema.
Reativo Proativo
Trata as falhas no curto prazo (detecção, Monitora a rede para tentar impedir isolamento, correção e registro de
falhas). que ocorram falhas.
Gerência de contabilidade e faturamento (A = accounting) De acordo com a ISO, a gerência de contabilidade e
faturamento permite especificar, registrar e controlar o acesso de usuários e dispositivos aos recursos da rede.
Por meio desta área de gerenciamento, é possível contabilizar o consumo de determinado recurso da rede.
Gerência de desempenho e otimização (P = performance) O objetivo do gerenciamento de desempenho e
otimização é garantir que uma rede esteja em operação da forma mais eficiente possível. De acordo com a ISO,
sua função é quantificar, medir, informar, analisar e controlar o desempenho de diferentes componentes dela.
Avaliação de tendências
Auxilia no planejamento da evolução da rede, observando seu comportamento e estimando a necessidade de
aumento de determinado recurso.
Gerência de segurança e proteção (S = security) A gerência de segurança e proteção permite controlar o acesso
aos recursos da rede e verificar se ela está de acordo com a Política de Segurança da Informação (PSI) da
empresa.
Que papel desempenha a segurança nesse contexto?
Ela envolve todas as camadas da pilha de protocolos TCP/IP, o que engloba cada dispositivo e informação
trafegando pela rede. Por isso, é possível afirmar que esta é a área mais difícil de ser gerenciada.
Arquitetura de gerenciamento em rede Veja mais sobre segurança e gerenciamento de rede.
3. Funcionamento
A sequência funcional deve ser lida do estímuloou entrada até a resposta do sistema. Em cada etapa, o
engenheiro observa as variáveis de estado, conversões, atrasos, perdas e condições de falha.
1. O dispositivo produz dados do processo.
2. O meio e o protocolo transportam quadros/mensagens.
3. Equipamentos de rede encaminham e priorizam o tráfego.
4. A aplicação interpreta o dado, atua e registra diagnóstico.
4. Equações e relações matemáticas
Disponibilidade = MTBF/(MTBF+MTTR)
Variáveis e unidades: MTBF e MTTR em h.
Significado físico: Avalia continuidade.
utilização = tráfego/capacidade
Variáveis e unidades: %.
Significado físico: Indica ocupação do enlace.
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Condições de validade
• Taxa nominal não equivale à taxa útil.
• Latência deve ser avaliada no pior caso.
• Timeout, redundância e estado seguro fazem parte do requisito.
5. Componentes, elementos ou equipamentos
Elemento/equipamen
to
Função Princípio Características e limitações
Gerente/NMS Centralizar supervisão. Consulta agentes e
correlaciona alarmes.
Pode ser ponto único de falha.
Agente Expor dados do
equipamento.
Objetos da MIB. Compatibilidade e segurança.
Syslog/telemetria Registrar eventos. Mensagens e séries
temporais.
Sincronismo de tempo é essencial.
A tabela resume a função principal. A seleção final deve considerar tensão, corrente, frequência, ambiente, tolerância,
proteção, manutenção e vida útil conforme a natureza do elemento.
6. Aplicação prática
Problema integrar dispositivos industriais com prazo, disponibilidade e segurança.
Solução especificar arquitetura, meio, protocolo, endereçamento, tempo de ciclo e
modo de falha.
Funcionamento O dispositivo produz dados do processo. O meio e o protocolo transportam
quadros/mensagens. Equipamentos de rede encaminham e priorizam o
tráfego.
Resultado esperado Resultado tecnicamente verificável, dentro dos limites de desempenho,
segurança e operação.
7. Exemplo de engenharia
Orçamento de latência industrial
Problema: Uma aplicação admite 20 ms; sensor usa 3 ms, controlador 5 ms e atuador 4 ms.
Resolução passo a passo
1. Tempo local=3+5+4=12 ms.
2. Resta 8 ms para rede, filas e margem.
3. O projeto deve medir o pior caso sob carga e durante recuperação de falha.
Resultado: Orçamento bruto de rede=8 ms.
Interpretação de engenharia: O prazo deve ser distribuído entre todos os elementos do caminho.
8. Pontos críticos e cuidados
• Separar disponibilidade, latência média e pior caso.
• Documentar endereços e mapa de dados.
• Planejar segmentação e redundância.
• Validar instalação contra EMI e ambiente.
• Definir timeout, diagnóstico e estado seguro.
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Erros e modos de falha recorrentes
Erro/modo de falha Consequência Prevenção ou verificação
Rede plana Propagação de falhas e ataques Segmentar zonas e conduítes
Timeout sem pior caso Paradas falsas ou reação lenta Medir latência e jitter sob carga
Mapa de dados ambíguo Comando ou escala incorretos Documentar tipo, unidade, endianess e
qualidade
9. Relação com outros assuntos
• Automação e sistemas supervisórios.
• Cibersegurança industrial.
• Controle distribuído e instrumentação.
A relação entre disciplinas é importante porque o comportamento elétrico, a instrumentação, o controle, a
comunicação e a proteção formam um único sistema na aplicação real.
10. Complementos técnicos
Complemento técnico: uma rede industrial deve ser validada pelo comportamento de pior caso e pela
resposta a falhas; alta taxa nominal, isoladamente, não garante determinismo.
Complemento: throughput médio não demonstra tempo real. O projeto precisa de pior latência, jitter,
recuperação de redundância, qualidade do dado, segmentação e resposta segura à perda de comunicação.
Normas e referências normativas relacionadas
• IEC 62443 - segurança cibernética para sistemas de automação e controle industrial. Consultar a edição
vigente e o escopo aplicável.
11. O que realmente precisa ser memorizado
• FCAPS organiza a gestão.
• SNMP usa gerente, agente e MIB.
• Sincronizar relógios.
• Gerenciar configuração e backup.
• Indicadores precisam de limites e contexto.
• Disponibilidade = MTBF/(MTBF+MTTR) - Avalia continuidade.
• utilização = tráfego/capacidade - Indica ocupação do enlace.
12. Resumo final do módulo
• O assunto central é Arquitetura de gerenciamento de redes.
• FCAPS: Modelo de falhas, configuração, contabilização, desempenho e segurança.
• SNMP: Protocolo de gerenciamento baseado em agentes e MIB.
• MIB: Base hierárquica de objetos gerenciados.
• FCAPS organiza a gestão.
• SNMP usa gerente, agente e MIB.
• Sincronizar relógios.
• Gerenciar configuração e backup.
• Indicadores precisam de limites e contexto.
Checklist de domínio
□ Consigo explicar, sem consultar o texto, o que é arquitetura de gerenciamento de redes e por que esse
assunto é usado?
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□ Consigo diferenciar FCAPS de SNMP e dar uma aplicação de cada um?
□ Consigo identificar as unidades, hipóteses e significado físico das equações principais?
□ Consigo refazer o exemplo numérico e interpretar o sinal, a ordem de grandeza e o limite do resultado?
□ Consigo reconhecer os três principais erros de projeto ou operação discutidos no módulo?
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Referências e orientação de uso
Fonte principal: PDF do tema fornecido pela Universidade Estácio de Sá. O texto foi reorganizado e
complementado tecnicamente para estudo; chamadas interativas, alternativas de exercícios e repetições
foram excluídas.
Para projeto e operação reais, consultar as edições vigentes das normas, requisitos da
concessionária/empresa, estudos do sistema e documentação dos fabricantes. A apostila não substitui
procedimento de segurança, estudo executivo ou responsabilidade técnica.
Referências apresentadas no material-fonte
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO/IEC 27001:2013 - tecnologia da informação -
técnicas de segurança - sistemas de gestão da segurança da informação - requisitos. Rio de Janeiro: ABNT,
2013a.
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO/IEC 27002:2013 - tecnologia da informação -
técnicas de segurança - código de prática para controles de segurança da informação. Rio de Janeiro: ABNT,
2013b.
• AVAST. WannaCry. Avast. s.d. Consultado na internet em: 18 maio. 2022.
• CENTRO DE ESTUDOS, RESPOSTA E TRATAMENTO DE INCIDENTES DE SEGURANÇA NO BRASIL. Estatísticas
dos incidentes reportados ao CERT.br. CERT.br. Consultado na internet em: 28 maio 2020.
• FOROUZAN, B. A. Comunicação de dados e redes de computadores. 4. ed. Porto Alegre: AMGH, 2010.
• FOROUZAN, B. A.; MOSHARRAF, F. Redes de computadores: uma abordagem top-down. Porto Alegre: AMGH,
2013.
• KUROSE, J. F.; ROSS, K. W. Redes de computadores e a internet: uma abordagem top-down. 6. ed. São Paulo:
Pearson, 2013.
• LUKASIK, S. J. Why the Arpanet was built. IEEE annals of the history of computing. n. 33, p. 4-21, 2011.
• MCCLURE, S.; SCAMBRAY, J.; KURTZ, G. Hackers expostos: segredos e soluções para a segurança de redes.
7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014.
• STALLINGS, W. Criptografia e segurança de redes - princípios e práticas. 4. ed. São Paulo: Pearson Prentice
Hall, 2008.
• STALLINGS, W. SNMP, SNMPv2, SNMPv3 and RMON1 and 2. 3. ed. Boston: Addison-Wesley, 1998.