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Throughput ou taxa de transferência de sistemas computacionais

Empresas, funcionários e clientes não podem esperar. O desperdício de tempo é um mal que precisa ser combatido em todos os níveis da organização, sob pena de piora nos processos e o aumento da ineficiência.

Servidores e storages lentos geralmente prejudicam a produtividade, causam prejuízos financeiros e até a interrupção dos serviços, por isso devem estar sempre atualizados e respondendo na velocidade necessária.

Como conclusão, a tarefa de controlar o throughput da rede, servidores e sistemas de informação é essencial para qualquer organização.

O que é Throughput?

O que é throughput?

Throught ou taxa de transferência são os termos usados para registrar as métricas de desempenho de um sistema. No processamento de dados, a taxa de transferência serve para quantificar quantas unidades de informação um sistema computacional pode processar em um determinado período de tempo.

Na transmissão de dados, a taxa de transferência de uma rede é quantificada pelos dados movidos com sucesso de um sistema para outro em um determinado período de tempo.

Como os dados transmitidos são expressos em bits, as respectivas taxas normalmente são grafadas em unidades como bits por segundo (bps), megabits por segundo (Mbps) ou gigabits por segundo (Gbps).

Da mesma forma, em servidores e storages, a taxa de transferência refere-se ao volume de dados que podem ser recebidos, gravados ou lidos nos sistemas de armazenamento e devolvidos ao sistema solicitante, e é medida em bytes ou Megabytes por segundo (b/s ou MB/s).

Essas métricas relacionadas à produtividade podem ainda incluir a velocidade com que uma carga de trabalho de um sistema pode ser concluída ou o tempo gasto entre uma solicitação específica de um usuário e o respectivo recebimento da resposta.

Taxa de transferência em storages e servidores

A largura de banda da rede

Enquanto a taxa de transferência dimensiona a capacidade de um sistema especifico, a largura de banda é a capacidade máxima teórica que um link de comunicação de rede pode trafegar.

Sinônimo de capacidade máxima suportada por cada tipo de tecnologia, a especificação de largura de banda não descreve a taxa real de transferência de dados de uma rede.

Assim, a taxa de transferência real SEMPRE é necessariamente menor que a banda disponível, uma vez que a largura de banda informa os recursos máximos de uma determinada tecnologia ao invés da taxa efetiva obtida.

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A latência

Latência é a expressão usada para mensurar quanto tempo um pacote de dados demora para ir de um ponto para outro após receber a requisição.

Além disso, sistemas de armazenamento utilizam esse termo para medir o tempo gasto entre o início de funcionamento de um hard disk e a resposta efetiva do sistema.

Em alguns ambientes, a latência é medida pelo envio de um pacote que é devolvido ao remetente, ou seja, o tempo de ida e volta é considerado a latência.

Seja em links de transmissão, servidores ou sistemas de armazenamento, quanto mais próximo de zero for a latência, melhor será o funcionamento de um sistema.

Taxa de transferência, largura de banda e latência

A taxa de taxa de transferência, largura de banda e a latência são termos relacionados, mas não possuem o mesmo significado.

Em poucas palavras, o termo largura de banda refere-se à capacidade teórica que uma rede dispõe para transmitir dados entre dois pontos.

Já a taxa de transferência expressa a quantidade de dados que cada sistema pode transferir dentro de uma determinada situação.

A latência de uma rede ou dispositivo é a diferença de tempo entre o início de um evento como uma requisição de dados e o momento efetivo em que acontece a resposta.

Juntas, a taxa de transferência e de latência refletem o desempenho de um sistema ou rede.

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Como é calculada a taxa de transferência?

Qualquer dispositivo computacional apresenta uma taxa de transferência interna para realizar suas transações.

Além disso, outros elementos da infraestrutura de comunicação também possuem propriedades relacionadas ao desempenho, que afetam diretamente a capacidade de atender as requisições de usuários.

Servidores, unidades de armazenamento e outros dispositivos dependem de componentes como processadores, memórias, hard disks, portas de comunicação e links de transmissão para ter o desempenho corretamente aferido.

Essas taxas podem variar de acordo com a aplicação que está sendo executada, do número de usuários que estão acessando o sistema e da velocidade dos links de comunicação utilizados.

O elemento com menor capacidade de entrega, seja ele interno ou externo, geralmente é o causador dos gargalos que penalizam a taxa de transferência.

Uma das funções do profissional de TI é selecionar a arquitetura correta para cada situação e testar o sistema implantado, evitando gargalos e melhorando o desempenho da solução.

Na maioria dos casos, softwares para benchmark são utilizados para testar o que cada sistema ou rede é capaz e aferir o throughput máximo de cada sistema.

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O que compromete a taxa de transferência?

Problemas de hardware: Servidores, sistemas de armazenamento, roteadores e outros dispositivos obsoletos ou com problemas técnicos;

Tráfego: Se o tráfego da rede for intenso ou os recursos estiverem mal configurados podem resultar na perda de pacotes e a consequente diminuição da taxa de transferência de dados.

Atrasos na propagação: A transmissão de dados é feita através da transmissão, propagação ou processamento de dados, na forma de ondas eletromagnéticas, luz, ondas ou tensão elétrica, que podem sofrer atrasos na ordem de milissegundos.

Elementos de transmissão: O próprio meio físico (cabo ethernet, fibra óptica, WiFi, etc..) introduz algum atraso, que varia de um meio para outro.

Atrasos de hardware: A entrega de um pacote de dados pode estar sujeita a atrasos devido aos servidores e sistemas de armazenamento, além de dispositivos como routers, switches e bridges.

Verificação dos pacotes: Cada gateway leva tempo para examinar e possivelmente alterar o cabeçalho em um pacote em trânsito (por exemplo, ao alterar a contagem de saltos no campo time-to-live).

O monitoramento da taxa de transferência

Várias ferramentas estão disponíveis para medir o tráfego de rede.

Essas ferramentas incluem softwares e protocolos como o Simple Network Management Protocol (SNMP), Windows Management Instrumentation (WMI), Tcpdump e outros.

O SNMP fornece uma linguagem comum para que os dispositivos de rede possam retransmitir informações de gerenciamento em ambientes com diferentes fornecedores em uma rede local ou de longa distância (WAN).

Já o WMI é um conjunto de especificações da Microsoft para consolidar o gerenciamento de dispositivos e aplicativos em uma rede a partir de sistemas Windows.

O WMI fornece aos usuários informações sobre o status de sistemas de servidores e computadores locais ou remotos.

Finalizando, o Tcpdump é uma ferramenta de código aberto para monitorar o tráfego de rede.

O software captura e exibe os cabeçalhos dos pacotes e os compara com um conjunto de critérios, como o horário em que a transmissão aconteceu, o endereço IP de origem, de destino, o protocolo e o tamanho do pacote em bytes.

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