Serviços e Disponibilidade da Rede

Duração: 75 minutos (explicação 20, prática guiada 45, verificação 10). Resultados dos TdR trabalhados: Diagnóstico, desempenho e disponibilidade.

Objectivos

• Explicar latência, variação de latência (jitter), perda e débito.
• Relacionar os requisitos de voz, vídeo e dados com esses indicadores.
• Observar o efeito de atraso e perda simulados com tc netem.

O que é qualidade para cada aplicação

Latência é o tempo de ida; jitter é a variação desse tempo; perda é a percentagem de pacotes que não chega; débito é a quantidade de dados por segundo. Transferências de ficheiros toleram latência mas querem débito. Voz tolera pouco débito mas é sensível a latência, jitter e perda: referências práticas usadas na indústria apontam para latência de ida até cerca de 150 ms e perda inferior a 1% para boa qualidade.

Qualidade de serviço (QoS) é o conjunto de técnicas para dar tratamento diferente a tráfego diferente quando há congestionamento: classificar, marcar, pôr em filas com prioridade e limitar. Não cria largura de banda: só decide quem espera. O módulo 10 aprofunda a marcação e o controlo de débito.

Caso fictício

Na delegação da DPE (fictícia), as videochamadas com a sede cortam à tarde, quando se enviam relatórios grandes.

Prática guiada em rede isolada

Rede de prática fictícia, criada dentro de um computador de prática com o script base (módulo 1, lição 1). Nunca use estes passos na rede de produção nem contra endereços reais. As saídas mostradas são exemplos didácticos, não resultados de uma execução.

Topologia (descrição em texto)

• pc-adm (10.10.10.10) — ligado a r1 pela VLAN 10.
• srv (10.10.20.53) — ligado a r1 pela VLAN 20.
• r1 (encaminhador da sede) — ligado a pc-adm, srv, r2 e isp.
• r2 (encaminhador da delegação) — ligado a r1 e a pc-del (10.20.10.10).
• isp (operador simulado) — ligado a r1 e ao servidor externo 198.51.100.10 (endereço dentro de isp).
• Rotas estáticas entre sede e delegação (módulo 3, lição 1).

Passos

1. Ponha as rotas e meça a latência de base.

   sudo ip -n r1 route add 10.20.10.0/24 via 10.255.0.2; sudo ip -n r2 route add 10.10.0.0/16 via 10.255.0.1
   sudo ip netns exec pc-del ping -c 10 -q 10.10.20.53

   Saída de exemplo (didáctica):

   10 packets transmitted, 10 received, 0% packet loss
   rtt min/avg/max/mdev = 0.041/0.060/0.090/0.014 ms

2. Simule a ligação da delegação: 80 ms de atraso com 20 ms de variação e 2% de perda.

   sudo ip netns exec r2 tc qdisc add dev r2-r1 root netem delay 80ms 20ms loss 2%
   sudo ip netns exec pc-del ping -c 50 -q 10.10.20.53

   Saída de exemplo (didáctica):

   50 packets transmitted, 49 received, 2% packet loss
   rtt min/avg/max/mdev = 61.2/80.9/101.7/11.4 ms

3. Interprete: com esta ligação, uma chamada de voz tem qualidade aceitável? Justifique com os três indicadores.

Critérios de sucesso

• O formando lê latência média, variação (mdev) e perda.
• Relaciona com os requisitos de voz e propõe QoS ou mais capacidade.

Como desfazer (reversão)

• sudo ip netns exec r2 tc qdisc del dev r2-r1 root
• sudo ip -n r1 route del 10.20.10.0/24; sudo ip -n r2 route del 10.10.0.0/16

Alternativa em papel: tarefas e respostas esperadas

Com a saída do passo 2, avalie a voz.

Latência de ida ~40 ms (metade de 80,9 ms de ida e volta), variação ~11 ms e 2% de perda: latência e variação razoáveis, perda acima do desejável. Qualidade degradada; tratar perda (congestionamento) e dar prioridade à voz.

Explique o caso da tarde.

Os relatórios enchem a ligação; as filas crescem, aumentando latência, jitter e perda para a videochamada. Solução: QoS (prioridade à voz/vídeo, limite às transferências) e/ou agendar envios.

QoS aumenta a largura de banda?

Não. Só reparte a existente quando há congestionamento.

Verifique o que aprendeu

Questão 1

Qual indicador é mais crítico para uma chamada de voz?

1. Débito máximo
2. Latência, jitter e perda
3. Tamanho do disco
4. Número de VLAN

Questão 2

O mdev no resultado do ping indica:

1. A perda
2. A variação da latência
3. O débito
4. O TTL

Em leitura fácil

• Atraso, variação e perda estragam as chamadas.
• Ficheiros grandes podem encher a ligação.
• QoS dá prioridade, não dá mais velocidade.

Fontes

• Linux iproute2 — páginas de manual ip(8), ip-netns(8), bridge(8), tc(8) (https://man7.org/linux/man-pages/man8/ip.8.html)
• IETF RFC 4594 — Configuration Guidelines for DiffServ Service Classes (https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc4594)
• IETF RFC 3550 — RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications (https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3550)