Dificuldades em Medir a Experiência do Usuários
Os métodos tradicionais de avaliação de desempenho de redes foram herdados da análise de redes que utilizam comutação por circuito e não são ideais para redes de dados, como, por exemplo, redes 4G e 5G. Apesar destes métodos poderem detectar alguns tipos de falhas, não são capazes de expressar o nível de satisfação dos usuários com a rede.
Os dois principais motivos pelos quais métodos tradicionais não conseguem avaliar a experiência do usuário (customer experience) quando se trata de uma rede de dados são:
- O ajuste de limites de transmissão de dados (throttling) é uma característica intrínseca de redes de dados devido às características de seus protocolos. Uma rede de dados precisa limitar o tráfego dos usuários ao total de tráfego que a rede é capaz de transmitir; quer dizer, o usuário pode querer utilizar um aplicativo muito mais rapidamente mas a rede tem que restringir a quantidade de dados que pode ser transmitida dentro de um certo tempo pois não tem capacidade de transportar mais.
- A capacidade de auto-reparo (self-healing) das redes sem fio das novas gerações (4G e 5G) que é possível devido aos múltiplos esquemas de modulação e codificação disponíveis (MCS – Modulation and Coding Schemes). Cada um destes esquemas apresenta um balanço entre requerimento de relação sinal ruído (SNR – Signal to Noise Ratio) e eficiência espectral. Quanto mais baixo o sinal-ruído requerido, maior é a quantidade de recursos utilizada (por exemplo, através do uso de bits extras para correção de erros). Este balanceamento é necessário pois permite que a rede compense problemas de interferência através do sacrifício da capacidade de tráfego. Entretanto, esta facilidade de auto-reparo tem uma possível consequência problemática: conforme o número de recursos utilizados aumenta (seja devido a tráfego real ou, por exemplo, correção de erros), a interferência com outras células também aumenta, criando, assim, um efeito cascata.
A figura a seguir mostra como o tráfego total de uma rede de Dados Sem Fio é afetado por essas duas características. Uma rede de dados IP limita o tráfego do usuário a sua capacidade disponível, como ilustrado pelas barras vermelhas e amarelas respectivamente. O overhead do aplicativo e de IP/TCP é adicionado ao tráfego cursado do usuário resultando na real demanda de dados (throughput). Essa demanda em uma rede sem fio é ainda maior devido à correção adaptativa de erros e protocolos adicionais (barra verde).
Testando a Velocidade da Rede
Os usuários de hoje esperam que a internet em seus telefones celulares tenha o mesmo desempenho que em sua casa ou escritório; quando isso não acontece, a satisfação do usuário com a rede é impactada. Um dos grandes problemas é que a demanda de tráfego gerada por um usuário não é a única coisa transmitida pela rede, o overhead do aplicativo e de IP/TCP, bem como correção d adaptativa de erros e protocolos adicionais da interface aérea são adicionados à demanda inicial. Os usuários, entretanto, não estão cientes disto, tudo o que eles percebem é o quão rapidamente a rede é capaz de transmitir seus dados.
Um dos parâmetros mais mal representado hoje é o desempenho da Internet (dados) em telefones sem fio. Quando o desempenho da Internet era medido inicialmente, descobriu-se que ele variava com o tamanho dos pacotes sendo transmitidos. Existia um tamanho ideal diferente de pacote que dava o melhor desempenho para cada protocolo utilizado e, por isso, não se conseguia chegar a um consenso quanto ao tamanho a ser utilizado para medidas porque existiam muitos protocolos diferentes em uso nas redes.
Definiu-se então que o desempenho da rede seria analisado para o tamanho de pacote que desse o melhor resultado. Para encontrar esse tamanho de pacote, entretanto, era necessário fazer uma busca progressiva para encontrar esse ponto ideal de desempenho máximo. Uma vez encontrado esse ponto para cada rede, a rede com o valor mais alto era considerada como sendo a mais rápida.
Isto talvez até fosse válido há muito anos, quando a única atividade destas redes era a transferência de arquivos, permitindo que o tamanho do pacote fosse pré-definido. Esse critério de avaliação persistiu até hoje e é utilizado em testes de velocidade (speed tests) feitos por centenas de aplicativos. O problema é que este tipo de medida é ilusória pois não representa o desempenho da rede para o tamanho de pacote utilizado hoje.
A IETF (Internet Engineering Task Force) lançou, em 2011 a RFC 6349; nela se define a Unidade de Transmissão Máxima (MTU – Maximum Transmit Unit), que é a maior quantidade de dados que pode ser transmitida em uma conexão TCP/IP sem fragmentação.
O Tempo de Ida-e-Volta (RTT – Round Trip Time) é então calculado para essa MTU e, com base nestes dois parâmetros, o throughput máximo de TCP é obtido. Logo notou-se que essa medida também não representava o desempenho real da rede do ponto de vista do usuário, pois, entre outras razões, os aplicativos utilizam quantidades de transmissão de dados bem menores do que a MTU. A indústria ligada à Internet definiu então, em 2004, o iMIX, que seria um pacote de tamanho médio que passa pela Internet, e utiliza isso para testar roteadores e outro equipamento.
