Garantir um funcionamento eficaz da rede é fundamental, já que diariamente ocorrem bilhões de transferências de dados.
O ano de 2020 iniciou com cerca de 44 zettabytes de dados, um volume aproximadamente 40 vezes superior ao número total de estrelas no universo observável, segundo informações do Fórum Económico Mundial.
E essa quantidade tende a crescer exponencialmente nos próximos tempos.
Pode parecer incrível, mas essa é a realidade!
Portanto, é imprescindível assegurar que sua rede mantenha um desempenho adequado para atender às crescentes demandas.
O ponto central é o desempenho da rede, que depende de diversos fatores, como latência, Tempo até o Primeiro Byte (TTFB), largura de banda e taxa de transferência.
Para manter uma rede estável e de alto desempenho, é necessário otimizar esses elementos. Além disso, essa otimização ajuda a evitar penalizações por parte dos principais navegadores e motores de busca.
Prepare-se para entender essas terminologias de rede e como otimizá-las para alcançar um alto desempenho.
O que é Latência?
Latência, em essência, significa atraso.
No contexto de redes, a latência é o tempo que uma requisição ou dado leva para viajar da sua origem ao destino. Aqui, a ação de um utilizador é a requisição e o tempo que uma aplicação web leva para responder a essa requisição.
Esse atraso também inclui o tempo que um servidor demora a processar a solicitação. Assim, a latência é medida como o tempo total de ida e volta – o tempo total que uma solicitação leva para ser capturada e processada por vários dispositivos e então recebida pelo utilizador onde é decodificada.
Se os atrasos na transmissão de dados forem relativamente pequenos, a latência é baixa, o que é ideal. No entanto, atrasos maiores, ou seja, alta latência, são indesejáveis, pois prejudicam a experiência do utilizador.
Mas como identificar se sua rede apresenta alta latência?
Alguns sinais típicos incluem:
- O site ou a aplicação demoram muito tempo para carregar
- O acesso a servidores e aplicações web torna-se lento.
- Demora mais tempo a enviar algumas informações, como e-mails com anexos grandes.
Quando se depara com esses sinais, é provável que a causa seja uma rede com alta latência.
A latência da rede é calculada em milissegundos (ms) e é inevitável, pois vários aspetos influenciam a comunicação entre as redes. No entanto, é possível reduzir a latência através de medidas específicas, que serão abordadas nas próximas seções.
Antes disso, vamos analisar as causas da latência na rede.
Quais são as causas da latência?
- A distância entre o utilizador que faz a solicitação e a localização do servidor.
- Erros de servidor, como o Error 50X, que podem afetar o desempenho das aplicações e impedir que os visitantes acessem o seu site.
- Otimização inadequada do banco de dados de back-end, causada por bancos de dados sobrecarregados, campos extensos, tabelas grandes, uso incorreto de índices e cálculos complexos.
- Problemas de hardware relacionados a routers, pontos de acesso Wi-Fi, switches, dispositivos de segurança, balanceadores de carga, firewalls, IPS, etc.
- Meios de transmissão como conexões sem fio, cabos de fibra ótica, entre outros, têm limitações.
- Devido à falta de espaço de memória, os sistemas operacionais têm dificuldade em manter os requisitos de RAM utilizados pelos programas, o que afeta o desempenho do sistema.
- Problemas do lado do utilizador, como CPU ou ciclo de memória baixos, necessários para obter a resposta dentro de prazos razoáveis.
Como medir ⏱️ latência?
Ao utilizar ferramentas de monitorização de rede de fornecedores como SolarWinds e Datadog, é possível analisar a latência da rede de forma automática.
Mas existe uma forma manual de fazer isso?
Sim, existe.
Basta abrir o prompt de comando do seu sistema operacional e digitar o seguinte: tracert, seguido do destino que pretende verificar.
Após executar o comando, será exibida uma lista com todos os routers no caminho da rede que levam a um endereço de site. Também será mostrado um cálculo de tempo em milissegundos.
Basta somar todas as medições para obter a latência associada à sua rede.
Existem alguns métodos para medir a latência:
Tempo até o primeiro byte (TTFB)
O tempo decorrido entre o momento em que uma solicitação é enviada do dispositivo de um utilizador até o momento em que chega ao destino com o ‘primeiro’ byte de dados é conhecido como Tempo Até o Primeiro Byte (TTFB).
O TTFB é uma medida crucial da latência da rede e da capacidade de resposta do servidor.
Tempo de ida e volta (RTT)
O tempo total que um pacote de dados leva para viajar da origem ao destino e depois retornar à origem é chamado de Tempo de Ida e Volta (RTT). Pode fornecer resultados precisos, mas os resultados podem ser menos claros quando os pacotes de dados seguem um caminho de retorno diferente.
Teste de ping
Geralmente, o administrador do sistema usa testes de ping para medir quanto tempo 32 bytes levam para chegar ao servidor e o tempo gasto para receber a resposta. Esses métodos podem verificar diferentes servidores em uma rede simultaneamente e podem fornecer informações sobre a latência e o desempenho geral.
Também é possível realizar um teste de ping online.
Como melhorar a latência da rede?
Otimizar o encaminhamento
Utilize ferramentas de otimização que resolvam de forma eficiente o congestionamento na sua rede para melhorar o encaminhamento.
Pode também usar amplificadores ou regeneradores para aumentar a velocidade da rede, caso os problemas se encontrem no meio de transmissão.
Compressão e cache
Os IPs altamente distribuídos percorrem grandes distâncias, o que aumenta o tempo de transmissão. Se você gerenciar um servidor de borda localizado perto dos seus utilizadores finais, o tempo de viagem será reduzido e a velocidade de carregamento da página aumentará.
Além disso, técnicas como otimização de imagens e compressão de arquivos também diminuem a largura de banda necessária para transferir grandes volumes de dados.
Peering
Peering significa permitir que duas ou mais redes se conectem e troquem tráfego diretamente, sem pagar terceiros pela transmissão de tráfego na web.
Portanto, garanta que a rede esteja adequadamente conectada, com vários caminhos de rede disponíveis na Internet.
Otimize os protocolos de rede
Cumpra os padrões regulamentares otimizando os protocolos de rede para garantir a interoperabilidade e reduzir a latência.
Usar HTTP/2
O HTTP/2 auxilia na redução da latência do servidor através de viagens de ida e volta e transferências paralelas. Além disso, deve assegurar um número mínimo de requisições HTTP externas, incluindo imagens e ficheiros JS e CSS.
Métodos de pré-busca
Embora possa não reduzir diretamente a latência da rede, essa técnica melhora o desempenho do seu site em termos de velocidade de carregamento da página.
Tempo até o primeiro byte (TTFB)
Como já foi mencionado, o TTFB é uma métrica para avaliar a capacidade de resposta do servidor. Vamos agora explorar outros aspetos relevantes.
O TTFB pode ajudar a identificar pontos fracos no seu processo de conexão. Ao determinar onde ocorrem os atrasos, pode ajustar os seus serviços para um desempenho mais rápido e fiável.
Além disso, o TTFB também afeta o SEO, sendo, portanto, crucial para a visibilidade online.
Quais fatores afetam o TTFB?
Três ações impactam o TTFB:
Envio de uma solicitação ao servidor
Após um utilizador fazer uma solicitação, o servidor recebe-a com base em fatores como o tempo gasto na pesquisa de DNS, a velocidade da rede, a distância do servidor e outros. É nesse momento que o TTFB começa.
Processamento da solicitação
Ao receber a solicitação, o servidor deve processá-la e gerar uma resposta. O processo começa com chamadas à base de dados, comunicação com outros sistemas na rede, execução de scripts, entre outros.
Resposta
Em seguida, o servidor envia a resposta gerada de volta para o utilizador que fez a solicitação. Nesse ponto, a velocidade de conexão do utilizador e da rede da empresa é determinante.
O TTFB é a medida de tempo que um utilizador começa a receber a resposta a partir do primeiro byte.
Como melhorar o TTFB?
Reduzir a latência
A latência pode ocorrer tanto no servidor quanto no lado do utilizador. Embora não seja possível controlar a velocidade de conexão dos utilizadores, é possível trabalhar na velocidade do seu servidor. Tente reduzir a carga do servidor usando CDNs, que podem colocar conteúdo estático perto dos utilizadores, aumentando a velocidade de carregamento da página.
Resolução rápida de DNS
Uma resolução de DNS não deve demorar mais de 100 milissegundos. Se demorar mais, considere otimizar as configurações de DNS. Também pode mudar o fornecedor de DNS, caso os problemas persistam.
Atualizar o alojamento do seu site
Um TTFB superior a 200 ms não é bom para o seu site. A lentidão do TTFB pode ser causada pelo fornecedor de alojamento do seu site devido à rede congestionada e aos servidores sobrecarregados.
Se for esse o caso, pode falar com o fornecedor de alojamento ou atualizar o seu plano. Caso contrário, pode mover o seu site para outro fornecedor. Se usar o WordPress, verifique estas plataformas de alojamento premium.
Melhorar o desempenho do seu back-end
Se as bases de dados não estiverem normalizadas ou indexadas corretamente, o tempo de resposta pode diminuir. Portanto, normalize e indexe as bases de dados para consultas rápidas. Isso orientará a sua base de dados a localizar rapidamente as colunas da tabela, em vez de examinar cada uma delas.
Cache do lado do servidor
Reduza a carga do processador e as consultas à base de dados, mantendo arquivos e dados que são frequentemente solicitados em cache no servidor.
Monitorização externa
Se otimizou o seu TTFB com sucesso, ótimo!
É importante manter a otimização. Mudanças em atualizações de software, hardware, atualizações de sites e outros aspetos podem causar um aumento no TTFB. Portanto, monitorize esses aspetos antes que seja tarde demais.
Pode implementar ferramentas de monitorização do desempenho do site. Isso ajudará a corrigir problemas rapidamente se o desempenho for insatisfatório.
O que é largura de banda?
A capacidade máxima de uma rede, incluindo o tamanho da rede e a capacidade de processamento do servidor, é denominada largura de banda.
Simplificando, é a medida da quantidade de dados que podem ser enviados e/ou recebidos num determinado período de tempo. É medida em bits/segundo, megabits/segundo ou gigabits/segundo.
Fatores que afetam a largura de banda
Uma conexão com a Internet tem uma largura de banda máxima específica. Alguns fatores podem limitar a largura de banda de um dispositivo específico, resultando numa conexão mais lenta. Esses fatores podem ter origem na natureza da conexão ou no computador do utilizador.
Uso da Internet
A largura de banda é afetada pelo número total de tarefas que executa no seu dispositivo. Ao aumentar o número de tarefas simultaneamente, a velocidade diminui. Portanto, considere serializar as suas tarefas.
Largura de banda upstream e downstream
Os dados que fluem DE um dispositivo são upstream, enquanto os dados que fluem PARA um dispositivo são downstream.
Geralmente, os processos na Internet envolvem mais uso downstream do que upstream. Portanto, as conexões de Internet enfatizam mais a largura de banda downstream.
Dessa forma, a largura de banda é afetada quando há necessidade de um aumento de upstream durante grandes transmissões de dados, chats de vídeo, acesso remoto, chamadas IP de voz, etc.
Consumo em segundo plano
A largura de banda é impactada pelo número de downloads e uploads simultâneos que ocorrem no seu dispositivo.
Conexão única, vários utilizadores
À medida que o número de utilizadores aumenta numa única rede, aumenta a carga do servidor, resultando numa transmissão de dados mais lenta.
Distância do router
Se o seu dispositivo estiver mais perto do router, terá uma largura de banda maior do que se estiver mais longe.
Como melhorar a largura de banda?
Usar configurações de QoS
As configurações de Qualidade de Serviço (QoS) ajudam as redes a suportar aplicações importantes e definem as regras de tráfego para priorizar alguns tipos de tráfego. Assim, as aplicações necessárias não precisam disputar a largura de banda.
Aplicações baseadas na nuvem podem ajudar
Migre para a nuvem para melhorar o desempenho da rede. Tente terceirizar partes do seu tráfego para redes de nuvem públicas e privadas e diminua a pressão na sua rede.
Elimine tráfego não essencial
Pode bloquear o tráfego não essencial que não agrega valor à sua produtividade durante o horário de trabalho. Dessa forma, sua largura de banda pode ser usada apenas para executar operações essenciais.
Atualizações periódicas e cópias de segurança
Atualizações e backups dos seus dados e software são cruciais para o desempenho e para a segurança. No entanto, esses processos ocupam uma grande quantidade de largura de banda da rede.
Por isso, programe-os estrategicamente, de preferência fora do horário normal de trabalho.
O que é taxa de transferência?
A taxa de transferência da rede é a medida da quantidade total de dados que podem ser transmitidos de uma origem para um destino em um período de tempo específico.
Em outras palavras, a taxa de transferência mede o número de pacotes que chegam com sucesso a um destino. É calculada em bits/segundo ou dados/segundo.
Fatores que afetam o rendimento
Limitação de um meio de transmissão
A largura de banda ou a capacidade teórica associada a um meio de transmissão limita a taxa de transferência.
Por exemplo, se a taxa de largura de banda for de 100 Mbps, ela não aumentará mais do que isso, aconteça o que acontecer. Na prática, os dados enviados estariam em torno de 95%, mais ou menos.
Congestionamento da rede 🚸
Numa rede altamente congestionada, a taxa de transferência é reduzida.
Latência
Se a latência numa rede específica for maior, a taxa de transferência será prejudicada.
Operação do protocolo
O protocolo que transporta e entrega os pacotes de dados numa rede também pode afetar a taxa de transferência.
Perda de pacotes ou erros
Em alguns tipos de tráfego, erros e perda de pacotes podem afetar a taxa de transferência. Isso ocorre porque esses pacotes precisam ser retransmitidos, o que reduz ainda mais a taxa de transferência.
Os pacotes podem ser comprometidos devido a ataques de segurança, dispositivos danificados, entre outros.
Para medir a taxa de transferência, pode usar algumas ferramentas como SolarWinds, iPerf, Pingb etc.
Como melhorar o rendimento?
Minimizar a latência
Uma das primeiras ações a tomar é tentar minimizar a latência da rede, pois ela afeta significativamente o desempenho da rede e resulta numa má experiência para o utilizador.
Pode consultar as seções mencionadas anteriormente para resolver esse problema.
Eliminar gargalos na rede
Evite gargalos na rede atualizando routers e reduzindo o número total de nós para encurtar a distância percorrida pelos pacotes. Isso pode reduzir o congestionamento e melhorar a taxa de transferência.
Monitorize aplicações que consomem muita largura de banda
Se a sua conexão com a Internet estiver a ser muito usada, a taxa de transferência será reduzida. Portanto, feche as aplicações que usam muita largura de banda, a menos que sejam necessárias.
Reiniciar a rede
Programe a reinicialização periódica dos seus sistemas de rede, como modem, routers, etc. Ao retomarem o funcionamento, poderão apresentar um ótimo desempenho.
Verifique o hardware
Não deixe que um hardware defeituoso comprometa a taxa de transferência. Portanto, verifique o hardware da sua rede para identificar quaisquer discrepâncias nessa extremidade.
Contacte o seu ISP
Se já fez tudo e ainda observa uma baixa taxa de transferência, considere contactar o seu fornecedor de serviços de Internet (ISP). O problema pode estar do lado deles.
Conclusão
Espero que agora tenha uma compreensão mais clara sobre latência, TTFB, largura de banda e taxa de transferência. Implemente as dicas e os truques mencionados acima para melhorar o desempenho da sua rede.
E você se tornará um excelente administrador de rede!