Mbps en enlaces punto a punto: la importancia de los PPS
Entienda por qué los Mbps teóricos no reflejan el rendimiento real en enlaces inalámbricos y cómo los paquetes por segundo (PPS) determinan la capacidad efectiva de la red.
Cuando hablamos de un enlace punto a punto, la mayoría buscamos pasar la mayor cantidad de Mbps posibles. Sin embargo, no todos los Mbps son iguales. Para entenderlo mejor, podemos usar una analogía: los Mbps pueden equivaler a la velocidad máxima que un automóvil puede lograr. Pero, ¿cómo sabemos la velocidad máxima real? ¿Es el número más alto que aparece en el velocímetro o es la velocidad que realmente podemos alcanzar en el mundo real con el acelerador a fondo?
Para muchos, la velocidad máxima es aquella que se logra en una autopista nivelada, es decir, en un escenario real. Si los km/h son equivalentes a los Mbps, ¿por qué seguimos creyendo que la velocidad máxima de un enlace PtP es aquella que vemos en el dashboard de nuestros equipos? Para comprender esto, es importante entender qué son los paquetes por segundo (PPS) y su importancia.
¿Qué son los Paquetes por Segundo (PPS)?
Los paquetes por segundo, como su nombre lo indica, es la cantidad de paquetes de datos que un enlace puede mover por cada segundo. Estos contienen información diversa como audio, video, texto o archivos, y cada uno tiene un tamaño diferente. Existen paquetes pequeños de 64 bytes, usados por ICMP (Ping), VoIP y mensajería instantánea, hasta paquetes más grandes de 1500 bytes o más.
La analogía del periódico
Una buena forma de entender lo anterior es con una analogía simple: el periódico. Si se quiere recibir esta publicación todo el año, hay dos maneras de hacerlo:
- Recibir un periódico diario (paquete) durante 365 días.
- Recibir un gran paquete con 365 diarios al final del año.
Si bien ambas formas transmiten la misma cantidad de información, la primera, donde se envían 365 paquetes diferentes (uno cada día), es mucho más útil. El momento (timing) lo es todo; por eso existen los paquetes pequeños. El lado "complejo" de estos paquetes pequeños es que se requiere un gran número de ellos para enviar una determinada cantidad de información.
Por ejemplo: para mover 1 MB de datos se deben enviar 15,625 paquetes de 64 bytes. En cambio, al usar paquetes de 1,500 bytes, solo se deben enviar 667 paquetes.
Como vimos en el ejemplo, hay información que no puede almacenarse por mucho tiempo para esperar un único gran paquete de 1,500 bytes. Si llega fuera de tiempo, ya no es útil. Por lo tanto, se debe enviar forzosamente paquetes pequeños para que la información llegue en el momento justo.
El impacto real en el ancho de banda
Lo interesante surge cuando queremos mover 100 Mbps. En cada segundo se transferirán 12.5 MB (1 byte es igual a 8 bits), lo que se puede hacer de dos maneras:
- Dividir estos 12.5 MB en paquetes de 1,500 bytes, lo que nos da 8,333 paquetes (en realidad algo así como 10,000+ paquetes debido al overhead del protocolo TCP).
- Dividir estos 12.5 MB en paquetes de 64 bytes, lo que nos da 195,313 paquetes (en realidad algo así como 230,000+ paquetes debido al overhead del protocolo TCP).
Los equipos basados en 802.11n/ac (WiFi) deben pasar todo el tráfico por el CPU, lo que limita la cantidad de paquetes por segundo a solo 25,000 PPS en equipos airMAX® M y alrededor de 50,000 PPS en equipos airMAX® ac. Esto significa que los equipos basados en 802.11ac solo pueden mover hasta 25 Mbps usando paquetes de 64 bytes.
Para quienes no lo puedan creer y estén pensando "pero mi equipo dice 400+ Mbps de velocidad y en el speedtest me da un valor cercano", ustedes mismos pueden calcularlo: 50,000 PPS * 64 bytes = 3,200,000 bytes = 25 Mbps. Es importante recordar que la mayoría de los speedtest usan UDP y paquetes de 1,500 bytes.
Velocidad teórica vs. Escenarios reales
Los productos suelen anunciar 400+ Mbps. Para lograrlo, se asume que se usan anchos de canal de 80 MHz de espectro y que solo se mueven paquetes de 1,500 bytes. Pero como acabamos de revisar, esto es sumamente poco realista, ya que la mayoría de los paquetes son de 64, 128 o 256 bytes.
Por lo tanto, esos 400 Mbps son equivalentes a decir que la velocidad máxima de un automóvil es de 400 km/h. Si bien es cierto que el velocímetro marca esa velocidad, no quiere decir que sea una velocidad alcanzable en escenarios reales.
La mejor manera de probar nuestros enlaces punto a punto es en un escenario real, donde los paquetes no son de 1,500 bytes, sino que hay muchos de 64 o 128 bytes. La solución a esto es airFiber®, que puede mover hasta 2,000,000 de paquetes por segundo.
Sí, leyó bien: 2 millones. Esto se logra debido a que el tráfico no pasa por el CPU, sino que es manejado por el FPGA, por lo que no existe cuello de botella. Como ventaja adicional, tiene una latencia mínima y estable. ¿En qué se traducen estos 2 millones de PPS? Es simple: al multiplicar 2,000,000 * 64 bytes = 128 MB = 1024 Mbps. Esto representa 40 veces más capacidad que los 25 Mbps de los equipos 802.11ac, gracias a la nueva tecnología airFiber® HD.
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