Monitoramento simplificado da largura de banda com PRTG

A largura de banda era originalmente medida em bits por segundo e expressa em bps. Porém, as redes atuais geralmente têm largura de banda muito maior do que pode ser expresso facilmente com unidades tão pequenas. Agora é comum vermos números maiores que trazem prefixos do sistema métrico, como Mbps, (megabits por segundo), Gbps (gigabits por segundo) ou Tbps (terabits por segundo).

K = quilo = 1,000 bits

M = mega = 1,000 quilo = 1,000,000 de bits

G = giga = 1,000 mega = 1,000,000,000 de bits

T = tera = 1,000 giga = 1,000,000,000,000 de bits

Após os terabits, há petabits, exabits, zetabits e yottabits, cada um deles representando uma potência de 10 adicional.

A largura de banda também pode ser expressa em bytes por segundo. Isso geralmente é expresso com um B maiúsculo. Por exemplo, expressa-se 10 megabytes por segundo usando 10 MB/s ou 10 MBps.

Um byte são 8 bits.

Portanto, 10 MB/s = 80 Mb/s.

Os mesmo prefixos do sistema métrico podem ser usados tanto com bytes quanto com bits. Desta forma, 1 TB/s é um terabyte por segundo.

Geralmente a largura de banda é medida usando software ou firmware e uma interface de rede. Por exemplo, estas são ferramentas comuns de medição de largura de banda:

• Utilitário de teste TCP (TTCP). Esta ferramenta mede a taxa de transferência de uma rede IP entre dois hosts. Um host é o receptor e outro é o emissor. Ambos os lados exibem o número de bytes transmitidos no momento e o tempo que cada pacote leve para completar o percurso de ida.
• Paessler PRTG. Software com uma interface gráfica e gráficos de medição de tendências de largura de banda por longos períodos e que podem medir tráfego entre diferentes interfaces.

Tipicamente, para medir a largura de banda, é computado o tráfego total enviado e recebido em um determinado período. As medições resultantes então são expressas em um número por segundo.

Outro método de medição de largura é a transferir um ou vários arquivos de tamanho conhecido e medir o tempo que a transferência leva. O resultado é convertido para bps dividindo-se o tamanho dos arquivos pelo tempo transcorrido na transferência. A maioria dos testes de velocidade de Internet usa esse método para calcular a velocidade da conexão de um computador de um usuário com a Internet.

Embora não haja uma forma de medir a largura de banda total disponível, há várias formas de definir a largura de banda medida, dependendo da necessidade.

Máxima teórica

A mais alta taxa de transmissão sob condições ideais. A taxa de transferência máxima teórica não pode ser obtida em instalações reais e geralmente só é usada para fins de comparação, por exemplo, para determinar o quão bem uma conexão está operando em relação à máxima teórica potencial.

Largura de banda efetiva 

A mais alta taxa de transmissão confiável. Ela é sempre mais baixa do que a máxima teórica e às vezes é considerada a melhor largura de banda utilizável. A largura de banda efetiva é necessária para compreensão da quantidade de tráfego que uma conexão pode suportar.

Taxa de transferência 

A taxa média das transferências de dados com sucesso. Ele é útil para entender a velocidade típica ou normal de uma conexão. A taxa de transferência é a quantidade de dados transmitida dividida pelo tempo que leva a transmissão. Medida em bytes por segundo, a taxa de transferência pode ser comparada à taxa de transferência efetiva e a máxima teórica como forma de determinar a qualidade do desempenho da conexão.

Goodput 

A quantidade de dados úteis transferidos, excluindo dados indesejáveis como retransmissões de pacotes ou a sobrecarga dos protocolos. A taxa de dados úteis, ou "goodput", é calculada pela divisão da quantidade de dados transmitidos pelo tempo transcorrido na transmissão.

Método de transferência total 

Leva em consideração todo o tráfego em um determinado período, geralmente um mês. É o método mais útil para faturamento com base na utilização de largura de banda.

Método do 95º percentil 

Para evitar medições de largura de banda comprometidas por picos de utilização, as operadoras usam o método do 95º percentil. A ideia é medir continuamente o uso de largura de banda e então retirar os 5 porcento superiores. É um método útil para faturamento com base na utilização de largura de banda em um determinado período.

Em redes reais, a largura de banda varia dependendo da utilização e das conexões de rede. Como resultado, uma única medição de largura de banda fala muito pouco sobre a utilização real de largura de banda. Uma série de medições pode ser mais útil quando se estiver determinando médias ou tendências.

Velocidade

Há várias maneiras de se pensar sobre o fluxo de dados em uma rede. A velocidade de uma rede é definida como a taxa de bits do circuito, determinada pela velocidade do sinal físico do meio.

Largura de banda

A largura de banda é quanto da capacidade do circuito físico pode ser usada para transmitir dados e é determinada por quanto da capacidade está disponível com base na conexão. Enquanto uma conexão de rede Gigabit Ethernet permite até 1 Gbps, a largura de banda disponível para um computador conectado com uma placa Fast Ethernet seria de apenas 100 Mbps.

Taxa de transferência

A taxa de transferência é a taxa de transmissões bem sucedidas, enquanto a largura de banda é o cálculo da quantidade de dados que passam pela interface de rede, não importando se os dados são parte de uma transmissão bem sucedida. Portanto, a taxa de transferência é sempre menor que a largura banda.

Há várias razões para medir a largura de banda. Pouca largura de banda utilizável em comparação com a largura de banda máxima teórica pode ser um sinal de problemas na rede, particularmente se houver grande variação nas larguras de banda utilizáveis de partes da rede que foram projetadas para ter o mesmo desempenho.

Além disso, a medição da largura de banda é necessária para garantir que conexões pagas estejam dentro do que foi contratado. Usuários domésticos podem usar um sistema de teste on-line de largura de banda como o teste de velocidade DSLReports. Conexões empresariais talvez sejam mais bem atendidas pela medição da taxa de transferência entre filiais conectadas por uma conexão alugada junto à operadora.

Gerenciamento de largura de banda

Para implantar um gerenciamento de largura de banda adequado ou controles de QoS, primeiro é necessário entender qual largura de banda está sendo usada. Após essa determinação, uma mediação constante irá garantir que todos os usuários obtenham a largura de banda necessária.

Limitação da largura de banda

Após você entender os padrões de utilização da largura de banda e se usuários ou aplicativos específicos prejudicam o desempenho para outros usuários, você pode usar ferramentas para limitar a quantidade de largura de banda que usam.

Largura de banda máxima

Alguns tipos de conexões têm largura de banda máxima definida. A largura de banda real depende de muitos fatores, incluindo ambiente, cabeamento e utilização e geralmente está abaixo da largura de banda máxima teórica.

Largura de banda geralmente é comprada junto a empresas de telecomunicações. A maioria da largura de banda para consumidores é vendida em condições de "máximo contratado", o que significa que o cliente pode obter até 40 Mb/s, mas nem sempre terá esta velocidade ao usar sua conexão.

A velocidade pode ser maior ou menor dependendo do horário no dia ou sob outras circunstâncias. A largura de banda para empresas também geralmente é comprada junto a empresas de telecomunicações. No entanto, muitos contratos comerciais têm índices de cláusulas de desempenho que precisam ser obtidos, incluindo mínima largura de banda utilizável, tempo mínimo de atividade e outras métricas.

Além disso, a medição de largura de banda pode ser usada para faturamento de determinada utilização em vez da conexão completa. Por exemplo, um responsável por website pode pagar o host do website apenas pela largura de banda usada pelo website em um determinado período como no caso de um período de faturamento mensal.

Pouca largura de banda

Embora protocolos modernos sejam ótimos para que não haja perda de pacotes, largura de banda limitada ainda pode causar alguns problemas:

• operações levando tempo demais para se completarem, resultando em tempos-limite excedidos ou falhas de processo como erros em aplicativos ou bancos de dados e falhas em backups
• usuários podem reparar em longos retardos entre o tempo em que fazem algo, como clicar em um botão e a resposta à ação
• no caso de usuários tentando fazer chamadas telefônicas pela rede, como VoIP, pouca largura de banda de banda gera chamadas de baixa qualidade
• chamadas em vídeo feitas sem a largura de banda necessária resultarão não  em apenas má qualidade de som, mas também vídeo de baixa qualidade e com velocidade irregular

No caso de usuários de Internet, a Federal Communications Commission (FCC) dos Estados Unidos recomenda uma largura de banda mínima de 4 Mbps para um desempenho adequado ao se fazer streaming de vídeo em qualidade HD. Muitos reprodutores de vídeo podem operar com menos largura de banda executando "buffering", que é o download  de dados antecipado ao que está sendo exibido no momento.

Gamers também se frustram com largura de banda limitada. Ao jogar contra outros jogadores on-line, jogadores conexões mais rápidas vêem o que está acontecendo mais rapidamente e os dados de suas reações são transmitidos e recebidos mais rapidamente. A FCC recomenda uma velocidade mínima de download 4 Mbps para jogos on-line com vários jogadores HD.

Largura de banda em excesso

Há poucos problemas técnicos causados por largura de banda em excesso. Largura de banda de alta capacidade, no entanto, geralmente custa mais. Portanto, largura de banda em excesso pode não ser economicamente viável.

Latência

O projeto e a infraestrutura da rede também podem criar problemas de largura de banda. A latência mede o atraso em uma rede que possa causar redução na taxa de transferência ou de dados úteis. Redes com baixa latência têm atrasos menores, enquanto redes com alta latência têm atrasos mais longos. A alta latência impede que dados usem completamente os recursos da rede, reduzindo, portanto, a largura de banda.

Localizar e resolver problemas de largura de banda ajuda a melhorar o desempenho da rede sem caros upgrades.

Ping e traceroute

Ferramentas como ping e traceroute podem ajudar a solucionar problemas básicos.

• O ping em um servidor de teste, por exemplo, irá retornar informações sobre o quão rapidamente dados podem ser enviados e recebidos, assim como os tempos médios de envio e retorno. Altos tempos de ping podem indicar maior latência na rede.
• Uma ferramenta de traceroute pode determinar se há muitas conexões individuais de rede, ou saltos, ao longo do caminho da conexão. Além disso, o traceroute retorna o tempo levado por cada salto. Um tempo maior em um único salto pode levar à origem de um problema.

TTCP

TTCP mede o tempo necessário para os dados para irem de uma interface de rede para outra com o receptor na outra extremidade. Isso elimina a viagem de ida e volta do cálculo e pode ajudar a localizar problemas rapidamente. Se a largura de banda é menor do que a esperada, outras medições podem isolar a medida.

Software de monitoramento de largura de banda

A ferramenta de monitoramento de largura de banda PRTG também pode ajudar a solucionar problemas de largura de banda que não estejam relacionados ao projeto. Ao medir o uso da largura de banda em um período, por exemplo, você pode detectar se usuários ou aplicativos específicos às vezes usam maior quantidade de largura de banda, causando congestionamento da rede.

No PRTG, “sensores” são os elementos básicos de monitoramento. Um sensor geralmente monitora um valor medido na sua rede, por exemplo, o tráfego em uma porta de switch, a carga de CPU de um servidor ou o espaço livre em uma unidade de disco.

Em média, você precisa de 5-10 sensores por dispositivo ou um sensor por porta de switch.