A largura de banda é um daqueles termos técnicos que foi apropriado pelas massas profissionais. Por exemplo: «Neste momento, não tenho largura de banda para assumir outro projeto.» Tradução: estou demasiado ocupado.
Claro que, se disser a um profissional de TI que não tem largura de banda suficiente, ele poderá pensar primeiro noutra coisa: O que se passa com a rede?
A largura de banda da rede é o herói invisível da organização digital — o que equivale a dizer: de praticamente todas as organizações. Em termos simples, a largura de banda é uma medida da quantidade de dados que pode viajar através de uma ligação de rede num período de tempo fixo, como um segundo. Assim, numa época em que os dados são tratados como ouro, a largura de banda da rede é fundamental para garantir que os dados possam circular quando e onde são necessários.
Neste artigo, vamos analisar mais detalhadamente a largura de banda da rede — o que é realmente e — sobretudo — como melhorá-la, se necessário.
O que é a largura de banda da rede?
Comecemos por obter uma definição clara e objetiva de largura de banda da rede. Eis uma definição disponibilizada por Derek Ashmore, responsável principal pela transformação de aplicações na Asperitas:
«A largura de banda da rede é a quantidade máxima de dados que pode ser transferida através de uma ligação de rede num período específico», afirma Ashmore.
Ashmore observa que a largura de banda é normalmente medida em bits ou bytes. (Uma breve revisão: existem bits num byte.)
Com uma definição simples em mãos, torna-se bastante fácil até para quem não é especialista em tecnologia compreender por que motivo a largura de banda é importante: se não tiver largura de banda suficiente, é provável que as suas aplicações e os utilizadores humanos não consigam funcionar de forma ideal na era digital. Isso não é bom.
Pedi a Ashmore que partilhasse algumas ideias práticas para melhorar a largura de banda da rede. Vamos direto ao assunto.
Como melhorar a largura de banda da rede
Há uma palavra-chave na definição de largura de banda apresentada por Ashmore acima: máxima. Por outras palavras, a largura de banda da rede pode ser entendida como potencial.
Nesse sentido, melhorar a largura de banda — a quantidade máxima de dados que poderia atravessar uma ligação de rede num determinado período — é, na verdade, bastante simples. Só precisa de estar disposto a pagar mais. Na linguagem dos profissionais de TI, isto é por vezes designado por «comprar um tubo maior».
Mas Ashmore salienta que atualizar a conectividade é apenas uma parte da melhoria do desempenho geral da rede. Uma métrica relacionada, mas diferente — o débito da rede — mede a quantidade real de dados que atravessa uma ligação de rede num período específico. (O débito é normalmente medido em bits por segundo.)
A largura de banda da rede é um componente fundamental do débito da rede — este último não pode exceder o primeiro, desde logo —, mas Ashmore salienta que é apenas um dos componentes. Além disso, aumentar a largura de banda não melhora automaticamente o débito.
Por isso, quando falamos em melhorar a largura de banda da rede, referimo-nos realmente a melhorar o débito da rede — a quantidade real de dados que a sua rede consegue processar eficazmente.
Ashmore partilhou uma estrutura de cinco passos para o fazer.
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Passo 1: Identificar os estrangulamentos da largura de banda
O primeiro passo para melhorar a largura de banda e o débito da rede consiste em identificar quaisquer problemas que estejam a reduzir a velocidade e o desempenho. Afinal, não é possível resolver problemas se não se souber que existem.
Implementar práticas sólidas de monitorização da rede e ferramentas é essencial neste contexto. (Acompanhar a utilização da largura de banda é também uma métrica importante de monitorização da rede.) Ashmore recomenda monitorizar — e depois mitigar — estrangulamentos como:
- Routers e comutadores sobrecarregados.
- Latência causada por grandes distâncias ou rotas ineficientes.
- Limitações e congestionamento da placa de interface de rede (NIC)
- Servidores com capacidade insuficiente. (Ashmore observa que isto não é propriamente uma limitação da rede.)
- Definições de rede configuradas incorretamente.
- Dispositivos de segurança, como firewalls, sobrecarregados.
- Tráfego de difusão ou multicast excessivo a inundar a rede.
Por exemplo, uma organização industrial poderá detetar latência entre a sua rede centralizada e uma aplicação crítica num setor de produção distante. Aproximar a ligação de rede dessa aplicação (e, potencialmente, outras infraestruturas, como capacidade computacional e armazenamento) poderá reduzir a latência e melhorar o débito. (Esta é uma das razões pelas quais as arquiteturas de computação de periferia se tornaram mais populares.)
Passo 2: Atualizar o hardware e o software da rede
Tal como a maioria das outras formas de computação, uma rede depende fundamentalmente de hardware para funcionar. Mesmo uma rede virtualizada que seja gerida em grande parte através de software continua a precisar de comutadores, routers, balanceadores de carga e outras infraestruturas.
Quando esse hardware envelhece, pode começar a ter problemas de desempenho. (O mesmo princípio aplica-se, de forma geral, ao software, especialmente se deixar de receber atualizações ou atualizações regulares.)
“Pode aumentar o débito da rede atualizando a ligação de rede e o hardware de rede”, afirma Ashmore.
No que diz respeito à ligação, isso pode traduzir-se numa atualização – comprar um canal com maior capacidade – para aumentar o débito máximo potencial.
Ashmore aponta também a tecnologia de agregação de ligações como outra estratégia neste contexto. Nesta abordagem, combina várias ligações de rede numa única ligação de rede lógica. Esta abordagem aumenta a largura de banda disponível para outros pontos finais da rede, o que também melhora a tolerância a falhas e a resiliência, uma vez que uma ligação que falhe pode mudar automaticamente para outra ligação do grupo.
Passo 3: Reduzir a distância
A latência é o flagelo dos administradores de rede e dos utilizadores em todo o lado, pelo que merece o seu próprio passo, apesar de já lhe termos feito referência no primeiro passo.
Eis o princípio básico: mantenha o pedido de rede e a resposta da rede tão próximos quanto possível para minimizar a latência. Ashmore observa que os efeitos prejudiciais da latência na largura de banda da rede são uma das principais razões pelas quais as redes de distribuição de conteúdos (CDNs), como a Akamai ou a Cloudflare, são amplamente utilizadas.
“Não pode alterar a velocidade da luz, mas pode alterar a distância entre quem faz o pedido e quem responde”, afirma Ashmore.
Eis um exemplo:
“Posso ter uma largura de banda de 10 Gbps entre um utilizador em Chicago e um sítio Web a partir do qual descarrega dados”, afirma Ashmore. “Se esse sítio Web estiver na área de Chicago, posso obter 6-8 Gbps através dessa ligação, mas provavelmente obterei menos de 1 Gbps se o sítio Web de transferência estiver na Índia ou na Austrália.”
Reduza tanto quanto possível a distância física entre o pedido e a resposta.
Passo 4: Considere utilizar uma ligação dedicada
Se ainda não o faz, Ashmore recomenda a utilização de uma ligação dedicada – o que significa uma ligação física utilizada apenas pela sua organização – entre a sua rede e o ISP ou fornecedor de serviços de nuvem, em vez de uma ligação de rede privada virtual (VPN).
As VPN são tecnologias úteis e tornaram-se populares por razões de custo, segurança e outras. No entanto, uma ligação dedicada irá provavelmente superar uma VPN em termos de débito e de outras métricas.
“Mesmo que uma ligação VPN tenha a mesma largura de banda que uma ligação dedicada, a ligação dedicada terá um desempenho consistentemente superior”, afirma Ashmore. Aponta três razões comuns para tal:
- As ligações VPN são normalmente ligações de rede partilhadas, o que significa que está essencialmente a competir pela largura de banda com outros utilizadores.
- As ligações dedicadas têm melhores percursos de encaminhamento de rede.
- As ligações dedicadas têm menos variação do atraso da rede, que consiste essencialmente numa variação indesejada nos tempos de chegada dos pacotes. Minimizar essa variação melhora o débito da rede.
Passo 5: Reduza (ou segmente) outro tráfego na sua rede
A antiga analogia que compara uma rede de TI a uma autoestrada continua a funcionar: é uma estrada concebida para uma condução a maior velocidade, mas, se todos quiserem viajar ao mesmo tempo, continuará a haver congestionamentos.
O mesmo se aplica à largura de banda e ao débito da rede: demasiados utilizadores (ou pedidos) ao mesmo tempo podem tornar tudo mais lento.
“Outros utilizadores numa ligação de rede podem afetar significativamente o desempenho geral da rede”, afirma Ashmore.
Criar ligações de rede diferentes para grupos distintos de utilizadores é uma solução. Eis um bom exemplo básico: separar o acesso à rede interna dos funcionários e das respetivas aplicações empresariais do acesso externo à Internet dos clientes e das aplicações destinadas aos clientes.
“Isto garante que os funcionários que realizam tarefas que exigem muitos recursos da rede (como transferências pesadas) não afetam os seus clientes [e vice-versa]”, afirma Ashmore.
Ferramentas úteis
Quando se trata de melhorar a largura de banda da rede, as ferramentas certas podem fazer toda a diferença. O software de monitorização de redes é a primeira linha de defesa contra estrangulamentos de desempenho. Estas ferramentas proporcionam visibilidade em tempo real sobre a utilização da largura de banda, permitindo acompanhar e analisar padrões de tráfego de rede, identificar estrangulamentos e detetar rapidamente dispositivos ou ligações com desempenho insuficiente.
Ferramentas como o SolarWinds, o PRTG e o Nagios ajudam a monitorizar o estado da rede, alertam para problemas críticos, como routers sobrecarregados ou latência elevada, e fornecem os dados necessários para otimizar a atribuição da largura de banda. Estes conhecimentos são essenciais para gerir proativamente o desempenho da rede antes que pequenos problemas se transformem em grandes interrupções.
Para além da monitorização, as ferramentas que apoiam a otimização da rede — como software de gestão do tráfego ou soluções de otimização de WAN — podem ajudar a melhorar o débito. Por exemplo, a utilização combinada de definições de Qualidade de Serviço (QoS) e agregação de ligações pode dar prioridade ao tráfego crítico e combinar vários percursos de rede para aumentar a largura de banda disponível para aplicações de elevada procura. Em ambientes de elevada latência, a implementação de ferramentas como CDNs (redes de distribuição de conteúdos) ou a utilização de técnicas como a compressão de dados pode reduzir o impacto da distância nas velocidades de transmissão de dados.
Estas ferramentas garantem que a sua rede funciona da forma mais eficiente possível, ajudando-o a extrair o máximo desempenho de cada recurso da sua infraestrutura.
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5 Mais dicas sobre largura de banda da rede (& erros a evitar)
Por fim, Ashmore partilhou uma combinação de recomendações e proibições a ter em conta ao trabalhar para melhorar a largura de banda da rede e otimizar o débito.
1. Compreenda as suas necessidades de largura de banda. Tal como acontece com outros requisitos informáticos, é perfeitamente possível aprovisionar recursos em excesso ou em quantidade insuficiente. Qualquer um dos extremos é problemático e pode conduzir a custos desnecessários, pior desempenho e fiabilidade, bem como a outros problemas.
«Evite subestimar as necessidades de largura de banda, mas também não as sobrestime», afirma Ashmore. «Tenha um plano para expandir a configuração atual da sua rede.»
2. Compreenda como o tráfego deve ser encaminhado. A arquitetura da rede é a base de um desempenho ideal, por isso, dedique algum tempo a garantir que compreende totalmente a sua disposição e as exigências que os seus utilizadores e aplicações irão colocar à rede.
3. Conceba a rede tendo em conta a redundância e a comutação automática em caso de falha. Pode comprar a ligação com a maior capacidade possível, mas isso não terá importância se as ligações falharem regularmente. Algumas das estratégias acima referidas, como a utilização de uma ligação dedicada, podem ajudar a garantir que a rede está altamente disponível e é resiliente quando ocorrem incidentes.
«Os utilizadores esperam uma disponibilidade da rede de 100%», afirma Ashmore.
4. Quanto mais perto, melhor. A proximidade é importante — muitas vezes, bastante — para o desempenho (e para a sua gémea maléfica, a latência). Como Ashmore referiu acima, mantenha o solicitante e o respondente tão próximos quanto possível.
5. Conceba a rede tendo a segurança em mente. Lembre-se de que os criminosos também gostam de largura de banda e débito. Isto significa analisar cuidadosamente — e monitorizar de perto — o tráfego de entrada (ou fluxos de entrada) e de saída (fluxos de saída) da rede para a Internet, os potenciais pontos de estrangulamento (como as firewalls) e a forma como será implementada a segmentação da rede.
Considerações finais
A rede é a espinha dorsal de praticamente qualquer organização atualmente. Garantir uma largura de banda ideal — e um débito de rede ideal — é essencial para garantir que as aplicações críticas não só estão disponíveis, como também apresentam um desempenho elevado. Não dê isso como garantido.
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