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O que é otimização de rede?
Publicado em: 8 de maio de 2024
Colaboradores: Gita Jackson, Michael Goodwin
A otimização de rede envolve um conjunto de estratégias, ferramentas, técnicas e melhores práticas para monitorar, gerenciar e melhorar o desempenho e a confiabilidade da rede.
A otimização de rede não é uma única estratégia ou plano, mas uma série contínua de ajustes e modificações que são constantemente atualizados e refinados à medida que a organização aprimora sua compreensão da rede e das necessidades dos usuários. É um processo iterativo que deve acompanhar as tecnologias mais recentes para garantir que as organizações mantenham-se competitivas. Para otimizar a rede de forma adequada, a empresa deve antecipar necessidades futuras e o que será necessário à medida que cresce.
Existem diversas maneiras de realizar a otimização de rede. Alguns aspectos são mais simples, como garantir que hardware e software estejam atualizados. Outras abordagens são mais técnicas, como otimizar as configurações da rede ou utilizar softwares de monitoramento para obter insights práticos.
A otimização da rede pode proporcionar inúmeros benefícios, como maior segurança, melhor experiência para o usuário final e aumento da produtividade dos funcionários, impactando toda a organização.
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Compreender o desempenho geral da rede significa entender o que está funcionando bem e o que pode ser aprimorado. Quando a rede precisa ser otimizada, pode apresentar sintomas como lentidão em aplicativos ou serviços web, quedas em chamadas de vídeo ou falhas na transferência de dados. Em outras situações, é necessário analisar métricas para identificar problemas menos evidentes, mas que afetam igualmente a experiência do cliente.
Identificar o motivo por trás dos problemas permite que a empresa saiba como resolvê-los. Existem várias métricas que ajudam a determinar o desempenho de uma rede e a identificar áreas que podem operar de forma mais eficiente.
A latência de rede é o tempo que um pacote de dados leva para ir de um ponto a outro na rede. Um aumento no número de usuários da rede pode elevar a latência e reduzir a velocidade de transmissão de dados.
A disponibilidade da rede mede o percentual de tempo em que a rede está acessível aos usuários. A disponibilidade é geralmente apresentada como uma porcentagem que representa o tempo de atividade em que a rede ficou operacional em um dado período. Muitas organizações buscam uma disponibilidade quase total, com uma meta de 99,999% de tempo de atividade.
A perda de pacotes ocorre quando um pacote de dados não chega ao destino. Embora seja normal ocorrer perda de pacotes, índices altos apontam para falhas na rede.
Jitter é a variação na latência dos fluxos de pacotes pela rede. Uma latência constante é preferível a um alto jitter, que pode causar perda de pacotes. O jitter também pode prejudicar chamadas de áudio e vídeo e outros usos da rede que requerem comunicação em tempo real.
Taxa de transferência é o volume médio de dados que realmente é transferido pela rede em um período definido. Frequentemente, é confundida com largura de banda.
A largura de banda representa a capacidade máxima de transferência de dados de uma rede em um dado momento. A largura de banda é semelhante a taxa de transferência, mas o rendimento mede a quantidade média de dados que passa por uma rede em vez de sua capacidade.
A taxa de erro mede o número de bits ou pacotes de dados com erros na rede. Embora erros sejam comuns, taxas altas sugerem que a rede está com falhas.
O tempo de resposta é o período que leva para uma solicitação ser enviada de um emissor, como um dispositivo cliente, para um receptor, como um servidor, e para o receptor processar a solicitação e retornar uma resposta.
O tempo de resposta e a latência são semelhantes, mas há uma diferença: o tempo de resposta mede não apenas quanto tempo leva para uma mensagem ser enviada, mas também quanto tempo é necessário para a solicitação ser processada e retornada. Ele reflete o tempo total de ida e volta.
A topologia física e lógica da sua rede pode influenciar o desempenho da rede, assim como a infraestrutura de rede e o hardware utilizado.
A topologia de rede se refere à forma como a rede é projetada física e logicamente. A topologia física refere-se a como os componentes do mundo real estão conectados entre si. A topologia lógica refere-se a como os dados realmente trafegam dentro da rede.
A configuração da topologia da rede pode afetar o desempenho de diferentes formas. Por exemplo, o número de dispositivos de rede que os dados precisam passar para alcançar seu destino aumenta a latência da rede. Diferentes configurações de dispositivos de rede podem acelerar ou desacelerar a transmissão de dados e impactar o desempenho geral da rede.
Quanto maior a distância que os dados precisam percorrer dentro de uma rede, maior será a latência experimentada pelo usuário. Embora a latência na transmissão de dados pelo país seja medida em milissegundos, esses milissegundos se acumulam e podem reduzir a velocidade e o desempenho da rede.
As redes de comunicação são compostas por cabos físicos, e os materiais de que são feitos afetam a velocidade e a eficiência da rede. Em geral, redes cabeadas que usam materiais como cabos de fibra óptica apresentam menos latência do que redes sem fio.
Além disso, pacotes de dados que passam por múltiplos dispositivos de rede, como roteadores, experimentarão maior latência. Cada vez que os dados precisam passar por um dispositivo de rede para mover-se de um segmento para outro (saltos de rede), a latência aumenta.
Pacotes de dados maiores levam mais tempo para serem transmitidos através de uma rede de comunicação. Com o tempo, os pacotes de dados podem acumular-se e causar congestionamento para os próximos pacotes, o que, por sua vez, desacelera o desempenho.
Hardware desatualizado, como roteadores, servidores ou cabos antigos ou não atualizados, pode desacelerar o desempenho da rede.
Manter uma rede de alto desempenho é essencial por várias razões, incluindo produtividade e experiências positivas para os clientes, e existem diversas maneiras de otimizar uma rede. Em alguns casos, basta atualizar o hardware e usar ferramentas de otimização de rede. Outras vezes, uma organização pode precisar repensar completamente como a rede está configurada, como é utilizada e quais aplicações e serviços têm prioridade.
Provavelmente, uma organização deve usar uma combinação de técnicas de otimização de rede para atingir o nível necessário de desempenho da rede. Aqui estão algumas das estratégias mais populares para solucionar problemas em uma rede e melhorar o desempenho da rede.
Otimização baseada em dados
Com o uso de software de monitoramento em tempo real, as organizações conseguem identificar e resolver gargalos e outros problemas na rede à medida que acontecem. As equipes de TI frequentemente utilizam ferramentas de monitoramento de desempenho de rede para obter uma compreensão mais aprofundada de como uma rede está funcionando. Essas métricas são usadas para avaliar se a rede atende às necessidades da organização. Também é comparado com os indicadores-chave de desempenho (KPI) que a organização estabeleceu para o desempenho da rede, a fim de determinar se a organização está cumprindo os acordos de nível de serviço (SLAs) com os clientes.
Com esses dados, uma organização consegue entender e administrar o desempenho da rede de ponta a ponta, atender aos acordos com os clientes e prever problemas futuros. A otimização baseada em dados é um processo contínuo que é refinado e melhorado à medida que o modelo de otimização amadurece e a organização ou a rede evolui.
Otimização das configurações de rede
Os ajustes nas configurações de rede podem facilitar os esforços de melhoria da otimização. Essas configurações ajudam a alocar dados e recursos de acordo com as prioridades da rede.
Uma abordagem é chamada de “qualidade de serviço” (QoS). Isso significa que, dentro da rede, uma organização prioriza o tráfego para garantir o desempenho dos serviços mais necessários. A ideia é otimizar para necessidades e operações empresariais específicas, em vez de um padrão arbitrário. Um exemplo de otimização de QoS é a priorização de chamadas de voz e vídeo sobre outros tipos de dados.
A alocação eficiente de recursos de rede é uma parte essencial para melhorar o desempenho. O desempenho da rede sofre se ela não possui os recursos adequados para processar os dados que estão trafegando nela. Adicionar mais capacidade geral à rede é frequentemente uma solução rápida para problemas de alocação de recursos, mas pode não ser adequada a longo prazo, pois pode levar ao excesso de provisionamento e gastos desnecessários.
O provisionamento de uma rede com os recursos corretos às vezes envolve a redistribuição baseada em dados dos recursos existentes, como fornecer mais largura de banda para uma parte da rede enquanto a restringe em outra. Isso é particularmente vantajoso para aplicações que dependem de servidores em um ambiente de computação na nuvem.
Entender quais aplicações requerem mais largura de banda faz parte do monitoramento da rede e é essencial para que sua rede funcione de forma eficiente. No entanto, tentar monitorar o desempenho e obter insights manualmente em uma rede moderna e complicada é frequentemente uma tarefa inútil.
As soluções de gerenciamento de recursos de aplicações e de desempenho de rede podem monitorar continuamente o desempenho das aplicações e a utilização de recursos. Essas soluções fornecem insights sobre o desempenho da rede e o contexto em torno de quaisquer problemas e podem provisionar recursos automaticamente da maneira mais eficaz. Isso permite que uma empresa provisionar recursos de rede automaticamente para as partes mais demandadas ou de alta prioridade da rede, ou mesmo mais aplicações para servidores menos congestionados, promovendo o desempenho máximo.
Protocolos de rede
A configuração dos protocolos de rede também afeta o desempenho da rede. As configurações de TCP/IP da rede podem ser ajustadas para determinar o tamanho dos pacotes e os mecanismos de controle de congestionamento que podem reduzir a latência e aumentar a confiabilidade da rede. A otimização de TCP/IP também envolve o redimensionamento de janelas. O protocolo TCP é projetado para garantir que um remetente rápido de dados não ultrapasse um receptor mais lento. Para isso, o remetente transmite dados em um ou mais segmentos para o receptor, que reconhece esses segmentos. Quando o receptor envia esse reconhecimento, ele informa ao remetente quanto dado deve ser transmitido; esse é o tamanho da janela. Ajustar o tamanho da janela de forma apropriada para evitar a sobrecarga dos dispositivos de rede pode melhorar o desempenho geral da rede.
Enquanto o protocolo de controle de transmissão (TCP) é usado principalmente na internet, também existe o protocolo de datagrama de usuário (UDP). O TCP é um protocolo baseado em conexão e UDP é sem conexão. Comparativamente, UDP é mais rápido que TCP, mas UDP não permite a retransmissão de pacotes de dados perdidos. TCP é geralmente um protocolo mais confiável.
Uma organização também pode considerar mudar seu IP de IPv4 para IPv6. O IPv4 utiliza um endereço de 32 bits, enquanto IPv6 utiliza um endereço de 128 bits. Isso permite que mais endereços acompanhem o crescente número de endereços IP únicos necessários na internet atual.
O IPv6 apresenta outras melhorias em comparação ao IPv4. Por exemplo, o IPv6 permite nativamente o multicasting, enviando pacotes de dados para múltiplos dispositivos ao mesmo tempo, e possui uma camada integrada de segurança de rede ao usar IPsec para criptografia nativa de ponta a ponta.
Otimização da largura de banda
Este método de otimização de rede consiste em aumentar a capacidade máxima para transferir dados em uma rede. Largura de banda aumentada permite a transmissão de uma quantidade maior de pacotes de dados. Isso ajuda a aumentar a velocidade geral da rede e melhorar o desempenho. A modelagem de tráfego é uma parte da otimização de banda larga que aplica limites de largura de banda para aplicações que não são essenciais para a sua organização.
Um método comum para utilizar a largura de banda de forma eficiente é a compressão. A compactação reduz o tamanho dos pacotes de dados antes que eles sejam transmitidos na rede. Pense nisso como um arquivo .zip file. Caso precise enviar uma série de arquivos grandes por e-mail, às vezes é mais simples compactá-los em um .zip arquivo, o que reduz o tamanho total dos dados enviados.
Outro método para otimização de largura de banda é chamado caching. Isso ocorre quando dados frequentemente acessados são armazenados em servidores ou dispositivos locais, em vez de na rede. Se você usa um navegador web, então possui arquivos em cache que o navegador armazena localmente, como imagens de sites que você visita frequentemente. Uma desvantagem do treinamento é que, se o seu cache de arquivos se tornar muito grande, pode desacelerar o desempenho de alguns programas.
Balanceamento de Carga
Balanceamento de carga é o processo de distribuir o tráfego de rede entre múltiplos servidores para otimizar a disponibilidade das aplicações. Os servidores podem receber milhões de requisições diárias, criando uma situação onde um servidor é mais afetado pelo tráfego de rede do que os demais. O balanceamento de carga é uma técnica onde esse tráfego é distribuído entre múltiplos servidores diferentes para que o impacto seja compartilhado, em vez de sobrecarregar um único servidor.
Promova a segurança de rede
As ameaças de cibersegurança, como distributed denial-of-service (DDoS), podem derrubar uma rede empresarial. Promover uma segurança de rede robusta ajuda a proteger as funções da sua rede contra interrupções indesejadas. Existem múltiplas abordagens para a segurança da rede. Assim como na otimização de rede, é provável que uma organização utilize uma combinação de vários métodos.
Firewalls de rede são sistemas de segurança que restringem o tráfego de entrada e saída de uma rede. Isso ajuda a proteger contra agentes mal-intencionados. Os sistemas de detecção de intrusão (IDS) monitoram o tráfego da rede em busca de atividades suspeitas e alertam as equipes de segurança sobre ameaças conhecidas ou potenciais. A criptografia pode ser usada para proteger dados sensíveis, especialmente nas áreas da rede mais propensas a serem alvo. Quando usadas juntas, essas ferramentas podem ajudar a garantir a segurança da rede e otimizar sua disponibilidade.
Use CDNs e sub-redes
Content Delivery Network (CDNs) e sub-rede são métodos usados para diminuir a distância que os pacotes de dados devem percorrer e reduzir a latência.
As CDNs utilizam uma rede de servidores distribuídos em várias localidades diferentes, mais próximos dos usuários. Em vez de terem que acessar servidores distantes, os usuários podem acessar os dados em um servidor distribuído que está muito mais próximo de sua localização. Da mesma forma, a sub-rede cria uma rede menor de endpoints frequentemente acessados que se comunicam entre si. Ao agrupar esses endpoints, a distância que a maioria dos pacotes de dados percorre em uma rede pode ser reduzida.
Mantenha a infraestrutura atualizada; realize manutenção regular da rede
A infraestrutura de rede, como os componentes físicos usados para construir a rede, desempenha um papel importante no desempenho da rede. É importante garantir que os dispositivos e equipamentos de rede, como roteadores, switches e cabos, estejam atualizados e em boas condições de funcionamento. Também é importante que as equipes de TI empresariais realizem verificações de manutenção regulares, instalem patches nos dispositivos de rede e atualizem ou aprimorem hardware e software de rede obsoletos.
A otimização de rede pode envolver ajustar a topologia da rede para que os pacotes de dados fluam de forma mais eficiente e com menos interrupções. Diferentes topologias de rede influenciam como os dados fluem dentro de uma rede, e nem toda topologia funciona para todas as empresas. Por exemplo, topologias com um único ponto de falha, como redes em barramento, representam um risco de segurança para empresas que lidam com dados sensíveis; topologias de rede mais complexas, como redes em malha, podem ser caras para instalar Selecionar a topologia mais adequada pode fazer com que uma rede seja mais rápida e eficiente.
As redes definidas por software (SDN) são uma abordagem de gerenciamento de rede que busca simplificar a administração de uma grande infraestrutura de rede. A abordagem básica possui três componentes: aplicações que monitoram informações de rede e alocação de recursos; controladores que determinam o destino dos pacotes de dados para equilibrar a carga da rede; e dispositivos de rede que se comunicam com os controladores e encaminham os pacotes. Na SDN, o software é utilizado para controlar o tráfego da rede em vez de hardware tradicional como roteadores e switches.
SDN é uma técnica de gerenciamento de rede desenvolvida especificamente para redes de área local. A rede de longa distância definida por software (SD-WAN) oferece os benefícios da rede definida por software para redes de ampla área, que estão em locais geograficamente distantes. A SD-WAN também conecta os locais de rede, permitindo que uma empresa envie dados entre eles.
No caso de a rede falhar por qualquer motivo, as redundâncias e proteções de failover podem manter tudo funcionando. Redundância de rede é a estratégia de utilizar vários caminhos diferentes para que os pacotes de dados alcancem seu destino. Desenvolver uma rede pensando nas redundâncias implica que, se uma seção da rede falhar, o tráfego ainda alcançará seu destino durante a reparação da rede.
"Failover" é o mecanismo que se ativa quando são detectados problemas na rede, acionando suas redundâncias de rede. A SD-WAN oferece a capacidade de desviar automaticamente o fluxo de tráfego das partes da rede que estão inoperantes, como parte das proteções de failover estabelecidas. O software de gerenciamento do Domain Name System (DNS) também pode ajudar a desviar o tráfego de um servidor que precisa de reparo e direcioná-lo para um servidor saudável.
Congestionamento de rede e outros problemas de desempenho podem criar situações em que clientes internos ou externos não conseguem acessar as aplicações que precisam quando precisam. Se uma rede não consegue suportar a carga de tráfego ou outras demandas de rede, os clientes procurarão outras opções e os negócios sofrerão.
Agentes maliciosos usam vulnerabilidades da rede para roubar informações, extorquir pagamentos de resgate ou derrubar redes completamente. Um plano de otimização de rede que foca em desempenho e segurança ajuda a impedir ataques maliciosos.
Uma rede devidamente otimizada é parte essencial para o funcionamento de qualquer organização. Se os funcionários não conseguirem acessar facilmente as ferramentas necessárias, a produtividade diminui. Seja garantindo acesso rápido a aplicações baseadas em nuvem ou assegurando que os serviços de Voice over Internet Protocol (VoIP) usados para chamadas de conferência estejam disponíveis, as organizações devem alinhar o desempenho da rede com as necessidades dos funcionários.
Se você já tentou comprar um produto de edição limitada online, como ingressos para shows, sabe que uma rede otimizada é a chave para uma experiência positiva do cliente. Os serviços de e-commerce que ficam fora do ar enquanto o usuário tenta realizar uma compra podem facilmente perder vendas.
Seja clientes externos tentando comprar ou acessar um produto ou serviço, ou clientes internos acessando aplicações ou plataformas para o trabalho, o desempenho da rede impacta diretamente a experiência do usuário. Se o desempenho da rede for lento ou insatisfatório de alguma forma, os clientes procurarão opções em outros lugares e a produtividade dos funcionários diminuirá.
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