Taxa de transferência de rede versus largura de banda: o que significam e como afetam o desempenho

A largura de banda é a capacidade de transmissão de dados de um link ou caminho de rede; a taxa de transferência é a velocidade com que os dados são efetivamente transmitidos durante um teste ou período específico. Uma conexão anunciada com uma determinada taxa não garante essa mesma taxa de transferência: tráfego concorrente, sobrecarga do protocolo, perda de pacotes, condições da rede sem fio e os dispositivos em ambas as extremidades podem reduzir o resultado.

Largura de banda, taxa de transferência e taxa de transferência efetiva.

Em conversas do dia a dia, largura de banda geralmente significa a taxa máxima em um plano de internet ou a velocidade nominal de um link. No entanto, o caminho da rede pode incluir vários links, e o segmento com a menor capacidade disponível pode limitar toda a transferência. Outros usuários também podem compartilhar essa capacidade. O IETF distingue a capacidade de uma rede de seu uso observado e capacidade disponível em suas definições de capacidade de rede .

A taxa de transferência (throughput) é a taxa de dados medida entre pontos de extremidade escolhidos, em uma direção e intervalo de tempo específicos. Um resultado de teste, portanto, descreve esse caminho e essas condições, e não todas as conexões na rede. A taxa de transferência efetiva (goodput) é mais específica: ela contabiliza os dados úteis da aplicação, excluindo cabeçalhos e bytes retransmitidos. A taxa de transferência efetiva geralmente é menor do que a taxa observada na camada de enlace ou na camada IP. As taxas podem ser expressas em megabits por segundo (Mbps) ou megabytes por segundo (MB/s); um byte contém oito bits, portanto, verifique a unidade antes de comparar os números.

O que afeta a produtividade e o desempenho percebido?

Taxa de transferência e experiência do usuário estão relacionadas, mas não são intercambiáveis. O download de um arquivo grande pode ser concluído sem problemas em um caminho de alta taxa de transferência com um atraso moderado; uma chamada de vídeo ainda pode ter uma experiência ruim quando o atraso varia ou pacotes são perdidos. A métrica de variação de atraso de pacotes da IETF explica por que a variação no tempo de chegada é importante para aplicativos que precisam de pacotes com espaçamento regular.

Ferramentas para medir ou monitorar a produtividade

• iperf3 : Executa um teste ativo entre um cliente e um servidor que você controla. Ele pode testar TCP, UDP ou SCTP e reporta a taxa de transferência medida e outras métricas. Use-o para isolar um caminho em uma LAN, WAN ou data center; ele não mede, por si só, todo o serviço do seu provedor de internet, a menos que o servidor de teste esteja localizado além desse serviço.
• LibreNMS: Utiliza contadores de interface SNMP para construir gráficos de tráfego de longo prazo. Isso ajuda a identificar picos recorrentes e comparar o uso de entrada e saída, mas reporta o tráfego da interface em vez de um teste de transferência de aplicação de ponta a ponta.
• SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer: Analisa registros de fluxo compatíveis para mostrar padrões de tráfego e quais aplicativos, protocolos ou dispositivos utilizam largura de banda. É útil para encontrar usuários intensivos e fontes de congestionamento; é um produto comercial de monitoramento.
• Wireshark: Seus gráficos de E/S podem plotar o tráfego capturado em bits por intervalo de tempo. Use uma captura para inspecionar rajadas curtas ou solucionar problemas em um caminho específico; o resultado abrange apenas os pacotes visíveis no ponto de captura.

Como obter uma medição útil

1. Decida se você precisa de um teste ativo de ponta a ponta ou de um histórico de uso da interface. Escolha iperf3 para o primeiro e SNMP ou monitoramento de fluxo para o segundo.
2. Registre os pontos de extremidade, a direção, o protocolo, a duração do teste e se a conexão é com fio ou sem fio. Execute o teste em ambas as direções quando os caminhos de upload e download forem diferentes.
3. Repita os testes em horários de menor e maior movimento. Compare os resultados sustentados e a perda de pacotes, não apenas um valor de pico isolado. Verifique o uso da CPU no endpoint, a taxa de transferência negociada, erros de interface, RTT e tráfego concorrente antes de culpar o provedor de internet ou um dispositivo específico.
4. Tenha cautela ao realizar testes de carga em redes de produção: eles geram tráfego intencionalmente e podem afetar outros usuários. Comece com um teste limitado e coordene execuções maiores com o proprietário da rede.

A comparação mais útil é aquela que coloca as mesmas coisas em situações semelhantes: mesmos pontos de extremidade, mesma direção, mesmo protocolo e condições de teste similares. Isso faz com que o resultado sirva como uma pista diagnóstica, em vez de uma comparação enganosa entre a largura de banda nominal de um plano e uma única amostra de taxa de transferência.