Melhorando o Desempenho da Conexão Internet: TCP, QUIC e CDNs

Com o aumento da demanda por serviços online, é importante que os provedores de serviços da web analisem como as conexões de rede estão se saindo. Melhorar o desempenho da conexão pode resultar em experiências melhores para os usuários. Este artigo explora o impacto de diferentes técnicas para melhorar o desempenho da conexão, focando especificamente nas opções de TCP, QUIC e redes de entrega de conteúdo (CDNS).

#Importância do Desempenho da Conexão

O desempenho da conexão é fundamental para a satisfação dos usuários com os serviços da internet. Se as conexões forem lentas, os usuários provavelmente ficarão frustrados e podem procurar alternativas. Provedores de serviços e desenvolvedores de infraestrutura precisam avaliar a eficácia de vários métodos para melhorar a velocidade da conexão.

O TCP, que gerencia a maior parte do tráfego da internet, foi atualizado com opções para ajudar a melhorar seu desempenho. O QUIC, um novo protocolo de transporte, está surgindo como uma alternativa à combinação tradicional de TCP/HTTPS. Esses desenvolvimentos criam a necessidade de analisar como o TCP e o QUIC se comportam sob condições reais da internet.

#Abordagem de Medição Ativa

Este artigo discute um método para medir ativamente o desempenho das conexões de internet usando várias técnicas. O método envolve baixar arquivos de servidores web públicos enquanto aplica diferentes configurações. Ao examinar indicadores de desempenho como velocidade, tempo de ida e volta (RTT) e taxa de retransmissões, o estudo busca fornecer insights sobre como essas técnicas podem melhorar a velocidade da conexão.

#Opções de TCP

O estudo foca em algumas opções principais de TCP que podem melhorar o desempenho da conexão:

• Escalonamento de Janela (WS): Essa opção permite transmitir mais dados antes de esperar por um reconhecimento, o que pode levar a velocidades mais rápidas.

• Reconhecimentos Seletivos (SACK): Essa opção ajuda a evitar retransmissões permitindo que o receptor especifique quais pacotes foram recebidos com sucesso.

• Notificações Explícitas de Congestionamento (ECN): Essa opção ajuda a sinalizar congestionamento na rede para prevenir perda de pacotes.

#Protocolo QUIC

O QUIC é um protocolo de transporte que oferece várias vantagens ao usar pacotes UDP em vez de TCP. Ele facilita a transmissão de dados de forma confiável, permite que conexões sejam movidas mais facilmente e inclui criptografia. O QUIC também suporta reconhecimentos seletivos semelhantes ao TCP, mas permite faixas de reconhecimento mais extensas.

#Hospedagem CDN

As Redes de Entrega de Conteúdo (CDNs) desempenham um papel importante na melhoria do desempenho. As CDNs armazenam cópias do conteúdo mais perto dos usuários, ajudando a reduzir a latência e acelerar o acesso. O estudo investiga como as conexões com diferentes grandes CDNs se saem em comparação com aquelas que não usam CDNs.

#Alvos de Medição

Para medir o desempenho de forma eficaz, o estudo identifica servidores web e arquivos adequados. Um tamanho mínimo de arquivo foi escolhido para garantir que os resultados possam ser comparáveis entre os domínios. Diferentes grupos de servidores foram selecionados com base em seus arranjos de hospedagem, focando especificamente naqueles que utilizam as maiores CDNs e aqueles que não o fazem.

#Metodologia de Download

O processo de download envolve:

1. Rastreamento de Domínios: Métodos automatizados foram usados para encontrar arquivos adequados para download. O rastreador buscou arquivos que atendiam ao requisito de tamanho mínimo e garantiu que todos os domínios selecionados suportassem as opções de TCP.

2. Realização de Downloads: Os arquivos foram baixados com várias configurações de TCP um após o outro. Cada sessão de download começava com uma nova resolução DNS para se adaptar a quaisquer mudanças na rede e incluía uma execução de aquecimento para evitar efeitos de cache.

3. Análise de Desempenho: À medida que os downloads eram realizados, dados foram coletados sobre a taxa de transferência, RTT e taxas de retransmissão, permitindo uma análise detalhada de desempenho.

#Pontos de Vista

Para entender como o desempenho da conexão varia por localização, três pontos de vista diferentes foram usados para as medições:

1. Um servidor físico localizado em Munique, Alemanha.
2. Uma máquina virtual hospedada em São Francisco, EUA.
3. Outra máquina virtual em Cingapura.

O servidor físico estava conectado a uma rede de alta velocidade, enquanto as máquinas virtuais tinham acesso a uma infraestrutura de nuvem.

#Considerações Éticas

Como as medições foram feitas em infraestrutura pública, práticas éticas foram seguidas para garantir medições responsáveis. Isso incluiu ser transparente sobre as medições e responder a quaisquer preocupações do público.

#Resultados das Mediçõe

Os resultados das medições de desempenho mostram várias percepções:

1. Impacto das Opções de TCP: Habilitar o escalonamento de janela levou a aumentos significativos na taxa de transferência, confirmando sua importância para um melhor desempenho da conexão.

2. Desempenho do QUIC: O protocolo QUIC mostrou desempenho melhorado em relação às conexões TCP tradicionais, especialmente ao usar a implementação quiche, que superou outras versões na maior parte dos cenários.

3. Hospedagem CDN: Domínios hospedados por CDNs, especialmente Cloudflare e Akamai, ofereceram melhor taxa de transferência em comparação com aqueles não hospedados por nenhuma grande CDN. No entanto, o desempenho variou dependendo dos pontos de vista usados, indicando que a localização do usuário impacta sua experiência.

#Conclusão

O estudo confirma que melhorar o desempenho da conexão através do uso de opções de TCP, adotando novos protocolos como o QUIC e utilizando CDNs tem um impacto positivo nas velocidades da internet. Especificamente, habilitar o escalonamento de janela é crucial para melhorar a taxa de transferência. Além disso, usar QUIC pode levar a ganhos de desempenho notáveis em relação aos métodos tradicionais de TCP.

Para trabalhos futuros, há planos de refinar a abordagem de medição, considerar indicadores de desempenho adicionais e analisar mais a fundo o que limita a taxa de transferência. Esta pesquisa contínua é essencial para acompanhar a evolução das tecnologias da internet e continuar a melhorar a satisfação do usuário.