4. Métricas de Performance e Perfil de Link Wireless
4.3 Métricas
As métricas definidas para avaliação de performance e elaboração do relatório de perfil do link wireless serão abordadas a seguir, visando proporcionar uma base conceitual dos parâmetros envolvidos na análise do enlace.
4.3.1 Vazão
A vazão é o parâmetro mais básico de qualidade de serviço e para operação adequada de qualquer aplicação. Em termos práticos, as aplicações geram vazões que devem ser atendidas pela rede. O atendimento a este requisito é um dos aspectos levados em conta no projeto da rede. A Tabela 2 ilustra a vazão típica de algumas aplicações [MAR99]:
Aplicação Vazão (Típica)
Aplicações transacionais 1 kbps a 50 kbps Quadro branco (Whiteboard) 10 kbps a 100 kbps
Voz 10 kbps a 120 kbps
Aplicações web 10 kbps a 500 kbps
Transferências de arquivos (grandes) 10 kbps a 1 Mbps Vídeo (streaming) 100 kbps a 1 Mbps Aplicação conferência 500 kbps a 1 Mbps
Vídeo MPEG 1 Mbps a 10 Mbps
Aplicação imagens médicas 10 Mbps a 100 Mbps Aplicação realidade virtual 80 Mbps a 150 Mbps
Tabela 2 – Vazão Típica de Algumas Aplicações
4.3.2 Atraso Fim-a-Fim (Latência)
A latência e o atraso são parâmetros importantes a serem observados. Ambos os termos podem ser utilizados, embora a terminologia “latência” seja convencionalmente mais utilizada para equipamentos e o termo “atraso” seja mais utilizado com as transmissões de dados.
De maneira geral, a latência de rede pode ser entendida como o somatório dos atrasos impostos pela rede e equipamentos utilizados na comunicação. Do ponto de vista da aplicação, a latência resulta de um tempo de resposta, ou seja, o tempo de entrega de informação para aplicação. Os principais fatores que influenciam na latência de uma rede são:
• Atraso de propagação (propagation delay);
• Velocidade de transmissão e
O atraso de propagação corresponde ao tempo necessário para a propagação do sinal elétrico ou propagação do sinal óptico no meio utilizado (fibra, satélite, cabo coaxial etc) e é um parâmetro imutável, isto é não sofre nenhuma influência humana.
A velocidade de transmissão é um parâmetro controlado que objetiva adequação da rede às exigências solicitadas. Em se tratando de redes locais, as velocidades de transmissão são bastante elevadas. Já para redes de longa distância, as velocidades de transmissão são dependentes da escolha da tecnologia.
O terceiro fator que contribui para a latência da rede é a contribuição do atraso referente ao processamento realizado nos equipamentos, como, por exemplo, roteadores, switches, firewalls, etc.
Considerando-se que latência é um parâmetro fim-a-fim, os equipamentos finais também têm sua parcela de contribuição para o atraso.
O atraso fim-a-fim (One-way Delay) é formalmente definido no RFC 2679. Esta métrica é obtida pelo tempo em que pacote chega ao canal de comunicação observado pelo emissor e a observação do último bit do pacote observado pelo receptor. A diferença entre estes dois valores medidos é o atraso fim-a-fim. Neste trabalho, as medições foram realizadas por software.
4.3.3 Variação do Atraso (IPDV-Jitter)
O jitter é outra métrica não menos importante neste estudo. A variação do atraso é de extrema importância para as aplicações sendo executadas em rede, cuja operação adequada depende de alguma forma da garantia de que as informações sejam processadas em período de tempo bem definido. Este é o caso, por exemplo, de aplicações de voz e fax sobre IP (VoIP), aplicações de tempo real, etc.
Do ponto de vista de uma rede, o jitter pode ser entendido como a variação no tempo e na seqüência de entrega das informações devido à variação na latência (atrasos) na rede. A variação do atraso ou IPDV-Jitter (Instantaneous Packet Delay Variation) é formalmente definida pelo grupo de trabalho do IPPM (Instanteneous Packet Delay
4.3.4 Taxa de Perda de Pacotes
As taxas de perdas de pacotes em um sentido são calculadas no lado do receptor como a razão entre a quantidade de pacotes perdidos e a quantidade de pacotes transmitidos, em cada intervalo de tempo considerado [RFC 2680]. Protocolos como o TCP se recuperam desta situação através da detecção e reenvio dos pacotes perdidos. Por outro lado, o protocolo UDP, normalmente utilizado para transmissões de vídeo e áudio, não retransmite pacotes, logo estas perdas são irrecuperáveis.
As perdas de pacotes, em redes IP ocorrem principalmente em função de fatores como:
• Descarte de pacotes nos roteadores e switch routers (erros, congestionamentos etc.);
• Perdas de pacotes devido à erros ocorridos na camada 2 (PPP, Ethernet, frame relay etc).
4.3.5 Taxa de Erros Wireless
A taxa de erros no meio sem fio, é um bom parâmetro para caracterizar o estado de um enlace wireless. O valor de referência para a taxa de erros wireless em um ambiente sem interferências e com tráfego bi-direcional deve ser inferior a 6%. São admitidas taxas de erros de até 10%. Porém, nesse caso, configura-se um enlace degradado. Taxas de erros superiores a 10% representam um link inadequado para operação e que deve ser reavaliado.
A taxa de erros é obtida através de dois contadores, o número de frames transmitidos para o meio wireless e o número de retransmissões. O número de frames transmitidos inclui dados, controle, gerenciamento dos frames e o número de frames de dados retransmitidos. O número de retransmissões representa efetivamente a quantidade de frames retransmitidos. Esses valores são facilmente obtidos através software de gerência de rede, com o monitoramento via SNMP, utilizando a MIB padrão 802.11 [MIB IEEE].
4.3.6 RSSI (Received Signal Strength Indicator)
Indica o nível de potência do sinal recebido. O RSSI é representado por uma unidade arbitrária, correlacionada com o nível do sinal de radiofreqüência. Através do RSSI, é possível visualizar a qualidade do sinal das associações.
4.4 Resumo do Capítulo
Este capítulo proporcionou uma visão sobre os métodos de medição que podemos empregar para avaliação dos parâmetros de performance. A abordagem enalteceu o emprego do método ativo de medição, pois este permite precisão e um melhor conhecimento da capacidade do link. Também foram exploradas definições sobre as métricas que serão utilizadas no experimento. No capítulo seguinte, será abordada a metodologia proposta para caracterizar perfil e avaliar comportamento de link sem fio em ambiente aberto.