Rendimiento de la red frente a ancho de banda: qué significan y cómo afectan al rendimiento.

El ancho de banda es la capacidad de transmisión de datos de un enlace o ruta de red; el rendimiento es la velocidad a la que los datos se transmiten realmente durante una prueba o período determinado. Una conexión anunciada a una velocidad determinada no garantiza esa misma velocidad de transferencia de la aplicación: el tráfico concurrente, la sobrecarga del protocolo, la pérdida de paquetes, las condiciones inalámbricas y los dispositivos en ambos extremos pueden reducir el resultado.

Un ordenador y un servidor conectados a través de un enrutador, con un canal ancho que representa la capacidad de la red y un flujo más pequeño que muestra el flujo de datos real.
El ancho de banda describe la capacidad de una ruta; el rendimiento es la velocidad de transmisión de datos que maneja en la práctica.

Ancho de banda, rendimiento y rendimiento útil

En el lenguaje cotidiano, el ancho de banda suele referirse a la velocidad máxima de un plan de internet o a la velocidad nominal de un enlace. Sin embargo, la ruta de la red puede incluir varios enlaces, y el segmento con menor capacidad disponible puede limitar la transferencia total. Otros usuarios también pueden compartir esa capacidad. El IETF distingue la capacidad de una red de su uso observado y de la capacidad disponible en sus definiciones de capacidad de red .

El rendimiento es la velocidad de datos medida entre puntos finales seleccionados, en una dirección y un intervalo de tiempo específicos. Por lo tanto, el resultado de una prueba describe esa ruta y esas condiciones, no todas las conexiones de la red. El rendimiento útil ( Goodput) es más limitado: contabiliza los datos útiles de la aplicación, excluyendo las cabeceras y los bytes retransmitidos. El rendimiento útil suele ser inferior a la velocidad observada en la capa de enlace o IP. Las velocidades pueden aparecer en megabits por segundo (Mbps) o megabytes por segundo (MB/s); un byte contiene ocho bits, así que compruebe la unidad antes de comparar cifras.

¿Qué factores influyen en el rendimiento y la percepción del mismo?

FactorEfecto
Cuellos de botella y congestiónUn enlace lento, un enlace ascendente saturado o un canal compartido ocupado pueden limitar el rendimiento. Las colas de espera durante los períodos de mayor actividad también pueden generar retrasos.
Latencia y tiempo de ida y vueltaLa latencia es el tiempo de tránsito de los paquetes; el tiempo de ida y vuelta (RTT) incluye el viaje de ida y vuelta. Un RTT prolongado puede limitar una transferencia TCP cuando el remitente no puede mantener suficientes datos en tránsito, incluso si el enlace tiene capacidad disponible. La distancia establece un límite inferior de propagación, mientras que las colas y el procesamiento añaden un retardo variable.
Fluctuación y pérdida de paquetesEl término "jitter" se usa comúnmente para describir la variación en el retardo de los paquetes (el término más preciso de la IETF es variación del retardo de los paquetes). Las llegadas irregulares pueden interrumpir la voz o el video. Los paquetes TCP perdidos se retransmiten, consumiendo tiempo y capacidad; en cambio, el tráfico UDP en tiempo real puede llegar con interrupciones.
Wi-Fi, dispositivos y configuraciónLas interferencias, la señal débil, el tiempo de transmisión compartido, las limitaciones del enrutador o de la tarjeta de red, la carga de la CPU, el cifrado de la VPN y las discrepancias en la MTU de la ruta o los búferes TCP pueden limitar una transferencia de prueba o real.

El rendimiento y la experiencia del usuario están relacionados, pero no son intercambiables. La descarga de un archivo grande puede completarse sin problemas en una ruta de alto rendimiento con una latencia moderada; sin embargo, una videollamada puede resultar deficiente si la latencia varía o se pierden paquetes. La métrica de variación de la latencia de paquetes del IETF explica por qué la variación en el tiempo de llegada es importante para las aplicaciones que requieren paquetes con intervalos regulares.

Tres rutas de paquetes comparan llegadas regulares, tiempos irregulares y un paquete faltante entre un emisor y un receptor.
La sincronización regular de los paquetes permite la transmisión de contenido en tiempo real; las variaciones y las pérdidas pueden provocar interrupciones.

Herramientas para medir o controlar el rendimiento

  • iperf3 : Ejecuta una prueba activa entre un cliente y un servidor que usted controla. Puede probar TCP, UDP o SCTP e informa sobre el rendimiento medido y otras métricas. Úselo para aislar una ruta LAN, WAN o de centro de datos; por sí solo, no mide todo su servicio de ISP a menos que el servidor de prueba se encuentre fuera de dicho servicio.
  • LibreNMS: Utiliza contadores de interfaz SNMP para crear gráficos de tráfico a largo plazo. Ayuda a detectar picos recurrentes y a comparar el uso de entrada y salida, pero informa sobre el tráfico de interfaz en lugar de realizar una prueba de transferencia de aplicaciones de extremo a extremo.
  • SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer: Analiza los registros de flujo compatibles para mostrar patrones de tráfico y qué aplicaciones, protocolos o dispositivos utilizan ancho de banda. Es útil para identificar usuarios con alto consumo de ancho de banda y fuentes de congestión; se trata de un producto de monitorización comercial.
  • Wireshark: Sus gráficos de E/S pueden representar el tráfico capturado como bits por intervalo de tiempo. Utilice una captura para inspeccionar ráfagas cortas o solucionar problemas en una ruta específica; el resultado solo incluye los paquetes visibles en el punto de captura.
Un ordenador cliente y un servidor intercambian datos a través de un conmutador y un enrutador, mientras que un gráfico sin etiquetas realiza un seguimiento de la prueba.
Una prueba de rendimiento activa mide la ruta específica entre su cliente y su servidor.

Cómo obtener una medición útil

  1. Decide si necesitas una prueba integral activa o un historial de uso de la interfaz. Elige iperf3 para la primera opción y SNMP o la monitorización de flujo para la segunda.
  2. Registre los puntos finales, la dirección, el protocolo, la duración de la prueba y si la conexión es por cable o inalámbrica. Ejecute ambas direcciones cuando las rutas de carga y descarga sean diferentes.
  3. Repita las pruebas en momentos de baja y alta demanda. Compare los resultados sostenidos y la pérdida de paquetes, no solo un valor máximo puntual. Verifique la CPU del dispositivo, la velocidad de enlace negociada, los errores de interfaz, el RTT y el tráfico concurrente antes de culpar al ISP o a un solo dispositivo.
  4. Tenga precaución al realizar pruebas de carga en redes de producción: generan tráfico deliberadamente y pueden afectar a otros usuarios. Comience con una prueba limitada y coordine las pruebas de mayor envergadura con el administrador de la red.

La comparación más útil es la de elementos similares: mismos puntos finales, misma dirección, mismo protocolo y condiciones de prueba parecidas. Esto convierte el resultado en una pista diagnóstica, en lugar de una comparación engañosa entre el ancho de banda nominal de un plan y una única muestra de rendimiento.

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