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Reduzindo Custos de Videoconferência com Roteamento de Internet

Aprenda como mudar o tráfego para a internet pode reduzir os custos de videoconferências.

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Serviços de videoconferência em grande escala viraram essenciais na nossa vida diária. A demanda crescente por esses serviços resultou em custos mais altos, especialmente pelo uso da rede. Normalmente, esses serviços dependem de redes privadas para transmitir dados, o que pode ser caro. Este artigo discute maneiras de reduzir custos fazendo parte do tráfego passar pela Internet pública em vez de depender apenas de redes privadas.

O Problema com o Uso Atual da Rede

Os serviços de videoconferência costumam usar servidores dedicados em datacenters na nuvem. Esses servidores cuidam de tarefas como processar áudio, vídeo e compartilhamento de tela dos usuários. No entanto, quando os usuários se conectam a esses servidores, seus dados viajam por uma rede privada, que pode ser onerosa. Os dados entram e saem da rede mais próxima do usuário, em vez do servidor em si, levando a recursos desperdiçados e custos aumentados.

Os provedores de nuvem começaram a oferecer alternativas que permitem que os dados entrem e saiam mais próximo do servidor, o que pode reduzir significativamente os custos. Essa mudança oferece uma opção mais barata enquanto mantém a qualidade da Experiência do Usuário.

Medindo o Desempenho da Rede

Para avaliar se conseguimos mover tráfego para a Internet sem perder qualidade, fizemos um estudo em grande escala para medir Latências. Latência se refere ao tempo que os dados levam para viajar de um ponto a outro. Nosso estudo analisou milhões de dados coletados de vários locais de usuários para determinar se as rotas da Internet poderiam ter um desempenho igual ao das redes privadas.

Nossas descobertas mostraram que, em várias regiões como Europa e América do Norte, as rotas da Internet poderiam igualar ou até superar o desempenho das redes privadas. Essa descoberta abriu uma porta para potencialmente redirecionar parte do tráfego de videoconferência pela Internet.

Implementando Descarregamento de Tráfego

Depois de perceber que as rotas da Internet poderiam lidar bem com o tráfego, desenvolvemos um sistema para começar a mover parte do tráfego de conferência para essas rotas. O sistema moveu cuidadosamente uma fração do tráfego para garantir que a experiência do usuário não fosse afetada.

O sistema foca em monitorar o tráfego da Internet em tempo real e determinar quanto dado pode ser redirecionado com segurança. Esse processo envolve uma abordagem iterativa: aumentar gradualmente o tráfego na Internet e monitorar a latência e outras métricas. Se houver alguma degradação no desempenho, o sistema vai parar a mudança.

Fatores Chave para o Sucesso

Experiência do Usuário

Manter uma boa experiência do usuário é fundamental. Fatores como latência, perda e Jitter (variações na latência) são cruciais para os serviços de conferência. Um leve aumento na latência pode ser aceitável, mas picos significativos podem prejudicar a experiência do usuário. Portanto, nosso sistema é projetado para priorizar a segurança e garantir que qualquer movimento de tráfego não afete negativamente a qualidade.

Capacidade da Rede

Um desafio é entender a capacidade das rotas da Internet antes de direcionar o tráfego por elas. O sistema só move uma parte do tráfego para evitar congestionamento e garantir que o desempenho geral permaneça estável. Ao monitorar o desempenho de perto, conseguimos reagir rapidamente a quaisquer problemas.

Benefícios do Roteamento pela Internet

Redução de Custos

Mover parte do tráfego para a Internet oferece uma grande oportunidade de economia. As rotas da Internet podem ser significativamente mais baratas que redes privadas. Isso é especialmente verdadeiro quando picos de uso geram custos mais altos na rede privada.

Paridade de Desempenho

Nossas medições mostraram que o desempenho das rotas da Internet pode ser igual ou melhor que o das redes privadas em muitas áreas. Essa paridade permite que os provedores de serviços ofereçam preços mais baixos sem sacrificar a qualidade.

Desafios Técnicos e Soluções

Perda de Pacotes

Um problema observado é que as rotas da Internet às vezes têm uma perda de pacotes maior em comparação com as redes privadas. No entanto, a perda adicional pode ser gerenciada através de software na camada de aplicação, que ajuda a recuperar dados perdidos.

Jitter

As rotas da Internet também apresentaram um pouco mais de jitter do que as redes privadas. No entanto, a maioria das aplicações de conferência consegue absorver esse jitter adicional sem impactar o desempenho.

Atribuição Conjunta de Servidor e Opções de Roteamento

Para maximizar a eficiência do nosso sistema, implementamos um método que atribui de forma otimizada tanto o servidor quanto o caminho de roteamento para cada chamada. Essa otimização conjunta ajuda a minimizar os picos nas redes privadas enquanto ainda atende aos padrões de qualidade.

Ajustes em Tempo Real

O sistema é projetado para fazer ajustes em tempo real. Se a qualidade cair repentinamente, o tráfego pode ser redirecionado de volta para os caminhos privados instantaneamente para manter uma experiência do usuário sem interrupções. Esse nível de adaptabilidade é crucial, especialmente durante períodos de alto tráfego.

Descobertas da Produção

Padrões de Uso da Rede

Ao examinar nossos resultados de produção, descobrimos que as rotas da Internet podiam lidar com um volume significativo de tráfego sem degradação perceptível na qualidade. Os dados também mostraram que mesmo quando uma parte do tráfego foi movida para a Internet, isso não levou a aumentos marcantes na latência ou perda de pacotes.

Estabilidade a Longo Prazo

Nossas medições ao longo de vários meses demonstraram que o desempenho das rotas da Internet permaneceu estável e, em alguns casos, melhorou. Essa tendência incentiva uma exploração maior no uso de rotas da Internet para mais tráfego.

Considerações Futuras

Com o avanço da tecnologia, há oportunidades para melhorias contínuas em como gerenciamos o tráfego da rede. Com algoritmos melhores para roteamento e alocação de recursos, o potencial de economia de custos e melhoria da experiência do usuário só vai aumentar.

Conclusão

Este artigo explorou o potencial de descarregar o tráfego de videoconferência das redes privadas para a Internet. Ao avaliar o desempenho da rede, implementar um gerenciamento cuidadoso do tráfego e otimizar para a experiência do usuário, os serviços de conferência podem reduzir significativamente os custos enquanto mantêm um serviço de alta qualidade. As descobertas sugerem um futuro promissor para a integração de rotas da Internet em soluções de videoconferência em larga escala, com melhorias contínuas na tecnologia apoiando essa mudança.

Fonte original

Título: Saving Private WAN: Using Internet Paths to Offload WAN Traffic in Conferencing Services

Resumo: Large-scale video conferencing services incur significant network cost while serving surging global demands. Our work systematically explores the opportunity to offload a fraction of this traffic to the Internet, a cheaper routing option offered already by cloud providers, from WAN without drop in application performance. First, with a large-scale latency measurement study with 3.5 million data points per day spanning 241K source cities and 21 data centers across the globe, we demonstrate that Internet paths perform comparable to or better than the private WAN for parts of the world (e.g., Europe and North America). Next, we present Titan, a live (12+ months) production system that carefully moves a fraction of the conferencing traffic to the Internet using the above observation. Finally, we propose Titan-Next, a research prototype that jointly assigns the conferencing server and routing option (Internet or WAN) for individual calls. With 5 weeks of production data, we show Titan-Next reduces the sum of peak bandwidth on WAN links that defines the operational network cost by up to 61% compared to state-of-the-art baselines. We will open-source parts of the measurement data.

Autores: Bhaskar Kataria, Palak LNU, Rahul Bothra, Rohan Gandhi, Debopam Bhattacherjee, Venkata N. Padmanabhan, Irena Atov, Sriraam Ramakrishnan, Somesh Chaturmohta, Chakri Kotipalli, Rui Liang, Ken Sueda, Xin He, Kevin Hinton

Última atualização: 2024-07-02 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2407.02037

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.02037

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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