Largura de Banda NÃO é Velocidade! Entenda a Diferença das Métricas Throughput e Latência…

O UniFi Security Gateway (USG) é o roteador/firewall da família UniFi que habilita as estatísticas do tráfego do link de Internet no software UniFi Controller, através dos gráficos do throughput (capacidade) e da latência (velocidade) observados na figura abaixo e que integram a tela principal do dashboard. Assim como ocorre com todos os demais dispositivos UniFi na infraestrutura da rede (switches e APs), o USG também é gerenciado de maneira centralizada através do UniFi Controller.

Observação: Leia este artigo para saber mais sobre as características do UniFi Security Gateway(USG) e recursos suportados. A simples conexão do link na porta WAN1 do USG já é suficiente para o equipamento fazer automaticamente as configurações de compartilhamento da Internet (NAT) com as máquinas da rede interna (LAN) e iniciar o monitoramento do consumo da Internet.

Você sabia que largura de banda (throughput) e latência são duas métricas que representam características totalmente diferentes? Antes de aprofundar essa discussão é importante entender que a métrica largura de banda (throughput) é medida em bits por segundo (bps), sendo comum utilizar os prefixos mega (M) e giga (G) para representar, respectivamente, milhões e bilhões de bps. Dessa forma um link de 50 Mbps tem capacidade para trafegar 50 milhões de bits por segundo.

Fica evidente que a métrica largura de banda representa a capacidade de bits que podem ser trafegados em um determinado canal durante um tempo, ou seja, a capacidade máxima da taxa de transmissão do link.

Observação: É comum utilizar os termos largura de banda (nominal) e throughput (real) como se fossem sinônimos porque ambos representam a capacidade de bits por segundo, mas existe uma diferença conceitual entre eles. O termo largura de banda representa a capacidade máxima teórica do canal, enquanto que o throughput representa a capacidade máxima real levando em consideração o poder de processamento do(s) equipamento(s).

Repare que capacidade ou taxa de transmissão não é uma métrica de velocidade propriamente dita. É a latência que representa velocidade, já que mede o tempo real que leva para uma transmissão da origem A chegar até o destino B. Por isso a latência é uma métrica mais impactante no desempenho da conexão do que a largura de banda propriamente dita, embora ambas estejam diretamente relacionadas.

A gente aprendeu equivocadamente que a métrica largura de banda é sinônimo de velocidade, principalmente quando vamos contratar planos de Internet, justamente porque essa é a abordagem comercial adotada pelas operadoras e provedores. Por isso temos o hábito de dizer que uma conexão de 15M é mais rápida do que outra de 10M, quando na realidade essa afirmação isoladamente não faz muito sentido. Seria como dizer que um carro com tanque de combustível de 60 litros é mais rápido do que outro com um tanque de 40 litros. É fácil enxergar que a quantidade de combustível (litros) que cabe no tanque de um veículo mede capacidade de armazenamento.

Seguindo o mesmo raciocínio, é importante ter clareza que largura de banda é uma métrica de capacidade de bits que podem trafegar no link ao mesmo tempo, não de velocidade. A métrica real que permite mensurar a velocidade de uma conexão é a latência, medida em segundos (s). Em redes de computadores a latência é precedida pelo prefixo mili (ms) porque a velocidade real varia de 1ms até 1000ms (1 segundo). Do ponto de vista de boas práticas qualquer velocidade (latência) superior a 500ms é considerada inaceitável, sendo que o limite recomendado para aplicações multimídia de tempo real é no máximo 150ms, por exemplo para VoIP.

Se essas duas métricas representam características tão diferentes, então por que aprendemos a fazer essa confusão e associamos a taxa de transmissão em bps com velocidade?

Na verdade há uma razão para essa "confusão", afinal existe sim uma relação direta entre essas duas métricas! Apesar da largura de banda dizer respeito à capacidade de um link, ocorre que quando a demanda por largura de banda é maior do que a oferta disponível na conexão, então um dos efeitos na prática será a lentidão da conexão, ou seja, o aumento na latência.

Por exemplo, se precisamos de 30 Mbps de download, mas temos apenas 10 Mbps, então não será possível trafegar 30 milhões de bits em um canal com capacidade para apenas 1/3 disso, logo será necessário enfileirar todos aqueles 2/3 de bits remanescentes, ou seja, haverá espera na fila.

Uma analogia que ajuda a entender esse conceito seriam os caixas de um supermercado. Em um supermercado que possui dez caixas, somente dez clientes podem ser atendidos simultaneamente. Se em um determinado horário não há muito movimento e existem apenas cinco clientes querendo pagar suas compras, então todos serão atendidos simultaneamente e os caixas remanescentes estarão ociosos. Em outro horário podem existir 50 clientes querendo pagar suas compras, mas não há caixas suficientes para atender todos ao mesmo tempo, por isso será necessário formar filas, o que resultará em maior tempo de espera para aqueles clientes enfileirados!

É comum as pessoas testarem a velocidade da conexão de Internet preocupadas apenas com a taxa de transmissão (em bps), no entanto tão importante quanto a largura de banda é observar a latência. Em muitos casos, para não dizer na maioria, a demanda por banda de um usuário médio não passa de 10M, por isso a latência será mais impactante na percepção do usuário em relação à qualidade do link.

Por exemplo, vamos analisar os dois cenários abaixo:

Cenário 1 > Plano de 50M (Ana)
Taxa de Transmissão: 43Mbps
Latência: 60ms

Cenário 2 > Plano de 30M (Beto)
Taxa de Transmissão: 29Mbps
Latência: 15ms

Na sua opinião, qual das duas conexões é mais rápida? 
A resposta correta seria a conexão do Beto.

Acontece que mesmo a Ana tendo mais largura de banda para acessar mais informação simultaneamente, o estado do link está MUITO pior do que o do Beto que possui menos largura de banda. Por outro lado, o retorno das requisições de Beto será muito mais rápido do que da Ana. É isso que explica porque um link de apenas 10M na empresa em que você trabalha tende a ter desempenho melhor do que a Internet de 100M da sua casa!!! A latência dos links dedicados é muito menor porque nestes casos existem níveis de serviço (SLA) estabelecidos em contrato que devem ser rigorosamente cumpridos, diferente das conexões residenciais.

É claro que isso é verdade apenas se a Ana e o Beto tiverem uma demanda de tráfego simultâneo que seja menor do que 30M. Caso a necessidade de banda do Beto fosse de 50M de tráfego simultaneamente, então certamente o resultado da latência seria muito maior porque os pacotes teriam que ser enfileirados e ficariam aguardando por disponibilidade de banda para serem entregues, afinal seu link é de apenas 30M.

Percebem a diferença? Em síntese podemos dizer que largura de banda é uma métrica de capacidade que determina a quantidade de informação, enquanto que latência é uma métrica de velocidade que representa o tempo de resposta! Ambas são características diferentes que refletem a qualidade do link, por isso é fundamental monitorá-las constantemente.


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Samuel Henrique Bucke Brito
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