O que é largura de banda?

Você provavelmente já viu a largura de banda anunciada se já comprou uma nova conexão com a Internet. Você provavelmente já viu sua largura de banda medida real se tiver realizado um teste de velocidade da Internet. Embora seja evidente que números mais altos são melhores, pode não estar claro exatamente qual é a largura de banda se você não estiver familiarizado com a terminologia.

O que é largura de banda?

Largura de banda é uma medida da taxa de transmissão máxima possível de uma conexão. Em alguns casos extremos, como com larguras de banda de conexão à Internet, a largura de banda anunciada pode não ser um limite rígido, pois alguns países têm legislação que exige que os ISPs atendam pelo menos às velocidades anunciadas para um determinado. Geralmente grande, a proporção da base de clientes. Os ISPs normalmente fornecem um pouco mais do que o anunciado para evitar possíveis ações judiciais, se for o caso. A largura de banda é o limite superior absoluto de dados transmitidos em termos de largura de banda real de um cabo ou tecnologia de transmissão sem fio.

Como em qualquer medida de dados, a largura de banda é medida em bits ou bytes. Um bit é uma única unidade de dados binários, 1 ou 0. Um byte é composto de oito bits, o número padrão de um grupo de bits. Felizmente, a largura de banda moderna é muito alta. Nos milhões ou bilhões de bits por segundo, isso geralmente é exibido como megabits por segundo ou gigabits por segundo e megabytes por segundo ou gigabytes por segundo. A contração de unidade padrão para eles é Mbps, Gbps, MBps e GBps, respectivamente. No entanto, estes podem, em algum momento, ter o “p” substituído por um “/” como em outras unidades ao longo do tempo, como Mb/s.

Observação: as unidades medidas em bits sempre usam um “b” minúsculo, ou seja, Gb/s. Os bytes são sempre representados com “B” maiúsculo, ou seja, MB/s.

É importante lembrar que qualquer coisa medida em bytes parecerá oito vezes menor do que a mesma coisa medida em bits. Por exemplo, uma conexão de fibra de 1 gigabit por segundo fornece 125 megabytes por segundo. Essa taxa de conversão é essencial, pois as larguras de banda, como a velocidade da Internet, geralmente são listadas em múltiplos de bits por segundo. Embora os tamanhos dos arquivos sejam geralmente listados em múltiplos de bytes por segundo.

Latência

Embora a largura de banda seja a medida mais conhecida de velocidade de conexão, ela está longe de ser a única. A latência é outra medida importante a ter em conta. A latência muitas vezes não é sentida pelo usuário para conexões internas ao seu computador ou rede local. No entanto, isso não significa que não tenha efeito. O efeito da latência é sentido com mais frequência na internet, embora também seja chamado de “ping”.

A latência é a medida de atraso entre uma solicitação sendo enviada e o destinatário começando a recebê-la. Na internet, a latência pode variar de acordo com a distância até o servidor com o qual você está se comunicando. Por exemplo, um ping padrão do Reino Unido para os EUA é de cerca de 100 milissegundos. Em alguns casos, se você mora perto do local do servidor, pode chegar a 10 ou até 8 milissegundos. A latência abaixo disso não acontece realmente na Internet, pois seu sinal ainda precisa viajar por várias redes. Em redes locais, você pode obter pings de milissegundos ou submilissegundos. Em dispositivos de memória conectados localmente, a latência pode ser baixa o suficiente para ser medida em nanossegundos.

Não importa quão boa seja sua largura de banda. Se você tiver uma grande latência, terá uma experiência ruim. Veja Marte, por exemplo. Mesmo se você tivesse uma conexão de internet de gigabit com a Terra, ainda levaria pelo menos seis minutos para o sinal chegar à Terra e pelo menos outros seis minutos para obter uma resposta. Isso não é bom para navegar na web ou tentar dirigir rovers de Marte.

Taxa de transferência

A taxa de transferência é outra medida. É muito semelhante à largura de banda, mas mede a largura de banda de dados útil que está sendo usada atualmente. Ele considera qualquer sobrecarga de sinalização e o fato de que alguns dispositivos podem não ser capazes de saturar uma conexão de alta largura de banda.

Por exemplo, pegue um cabo SATA. Tem uma largura de banda de 6 Gb/s ou 750 MB/s. SATA é tradicionalmente usado para conectar HDDs. Um HDD, no entanto, normalmente só pode ler dados em torno de 230 MB/s. Essa é a medida real dos dados transmitidos, e não a largura de banda de pico teórica da conexão. A taxa de transferência é crítica quando a largura de banda de uma conexão não é o fator limitante.

Este diagrama explica claramente a diferença entre largura de banda, taxa de transferência e latência. Fonte: DNSstuff

Um Exemplo Clássico

Um grande problema com a largura de banda pode ser visto ao tentar fazer grandes transferências. Imagine uma empresa que sofreu um desastre que corrompeu vários discos rígidos críticos. Digamos, uma oscilação de energia fritou as unidades. Felizmente, eles tinham unidades sobressalentes em mãos que podiam simplesmente trocar e backups dos quais podiam restaurar.

Agora, porém, é quando eles percebem o problema da largura de banda. Eles armazenam dados em SSDs PCIe Gen3 velozes, mas o backup é armazenado remotamente. O site remoto tem uma conexão ethernet gigabit. Isso parece ótimo para usuários domésticos, mas 1 Gb/s é apenas 125 MB/s, o que é mais lento do que um HDD pode transferir dados. Com um backup na faixa de 100 TB e utilizando a largura de banda total da conexão, levará mais de nove dias para concluir a transferência. Isso, claro, é ruim.

É aqui que um engenheiro oferece uma solução. Eles farão a viagem de três horas até o outro data center, coletarão e rotularão cuidadosamente todas as unidades necessárias e voltarão com elas no carro. O plano é que, depois de concluírem a viagem de ida e volta, eles possam conectar as unidades localmente e concluir o processo de restauração em velocidades de transferência locais muito mais rápidas.

Embora esse plano possa ter uma terrível latência de três horas e um tempo mínimo de ida e volta de seis horas, mover as unidades manualmente oferece excelente largura de banda, permitindo que todo o processo seja concluído em menos de um dia. Isso leva à frase clássica em cenários de planejamento de recuperação de desastres: “nunca subestime a largura de banda de um caminhão cheio de discos rígidos”.

Nota: O método “caminhão cheio de discos rígidos” é frequentemente usado para transferir conjuntos de dados científicos substanciais do local. Onde os dados foram coletados para o supercomputador que irá processá-los.

Conclusão

Largura de banda é uma medida da velocidade máxima de transferência possível de uma conexão. É uma medida importante da velocidade de conexão, mas geralmente apenas se for o fator limitante. É importante estar ciente de quando a largura de banda é um importante fator limitante e quando não é. Outras medidas de velocidade de conexão, como latência e taxa de transferência, também podem ser importantes fatores limitantes. Idealmente, você não deseja que nenhum grande gargalo e velocidades de transferência correspondam, ao mesmo tempo em que fornece uma conexão útil para seus casos de uso.

Alguns sistemas de servidor, principalmente painéis de uso de servidores em nuvem, geralmente se referem à largura de banda. Nesse caso, eles geralmente não significam taxa de transferência máxima. Em vez disso, eles se referem à quantidade total de dados transferidos ao longo do tempo, normalmente um dia, semana, mês ou ano. Tecnicamente, isso não deve ser referido como largura de banda. Um nome melhor para isso seria “dados mensais transferidos” ou similar, já que esta é uma medida de uso real, não de pico teórico de transferência de dados.