Mejoras en la optimización de TCP para una mejor experiencia móvil

F5

Según el Índice de redes visuales de Cisco de 2017, el tráfico de vídeo móvil representó el 60 % del tráfico total de datos móviles en 2016. En conjunto, se espera que el tráfico de vídeo móvil se multiplique por nueve entre 2016 y 2021, hasta representar el 78 % del tráfico total de datos móviles en 2021.

Dado el crecimiento previsto, está claro que ofrecer a los clientes una excelente experiencia de vídeo será fundamental para que los operadores móviles sigan siendo competitivos y rentables. Pero no será fácil.

El problema de TCP

El despliegue de WiFi, 3G, 4G y 5G en las redes móviles tiene como objetivo ofrecer a los abonados una experiencia de banda ancha móvil de mayor calidad, al tiempo que brinda a los operadores la oportunidad de crear y personalizar fuentes de ingresos. Sin embargo, para mantener una ventaja competitiva, los operadores móviles deberán adaptar sus prácticas de optimización del Protocolo de Control de Transmisión (TCP) para ofrecer servicios de red más rápidos a medida que aumente el tráfico de datos móviles.

Aunque la mayoría de las aplicaciones utilizan TCP para comunicarse con los servicios que necesitan, este protocolo se diseñó originalmente para establecer conexiones y transmitir datos entre clientes y servidores, no para admitir servicios como los de voz y vídeo. Además, TCP está optimizado para garantizar una entrega precisa, no puntual, y puede provocar retrasos de varios segundos mientras espera mensajes que llegan desordenados o la retransmisión de mensajes perdidos. Por tanto, TCP no es idóneo para aplicaciones en tiempo real, como las de voz y vídeo. La pérdida esporádica de paquetes causada por la congestión de la red puede reducir drásticamente las velocidades de transferencia. Para los usuarios, esto se traduce en velocidades de carga más lentas, una peor calidad de voz y una experiencia de reproducción de vídeo en streaming deficiente.

Qué hace realmente la optimización de TCP

Las soluciones de optimización de TCP deben ser lo suficientemente flexibles como para adaptarse a las distintas condiciones de red de WiFi, 3G, 4G y el futuro 5G, así como a los escenarios de traspaso entre estos tipos de redes. Las técnicas de optimización de TCP deben gestionar la congestión, reducir la latencia, integrarse con el conocimiento de las políticas y el control del usuario, y ofrecer una gran escalabilidad para acercarse a las previsiones de Cisco para 2021.

Para adaptarse a las distintas condiciones de red y superar las limitaciones inherentes del protocolo, la plataforma BIG-IP de F5 utiliza las siguientes funciones adaptativas específicas para la optimización de TCP:

• Regulación del ritmo de envío: Esta función controla el flujo de paquetes a través de la red para evitar saturar los búferes de los dispositivos posteriores. Sin esta regulación, los paquetes se envían de forma inmediata y consecutiva. Al conocer la velocidad a la que se envían y reciben los distintos flujos, la pila TCP puede controlar la rapidez con la que se envían nuevos paquetes, lo que mejora la distribución entre los flujos. Regular el ritmo del flujo permite que los búferes se adapten sin llenarse en exceso, lo que evita comportamientos irregulares del tráfico y la pérdida de paquetes debido a la congestión de la red. Los productos BIG-IP supervisan constantemente los búferes de red y envían paquetes a velocidades que evitan su saturación, ajustando de forma proactiva el ritmo de entrega durante los periodos de tráfico intenso para evitar la congestión. Cuando el tráfico vuelve a disminuir, los productos BIG-IP permiten aumentar la velocidad para aprovechar al máximo el ancho de banda disponible.
  
• Ajuste programable de TCP: Los operadores pueden modificar los parámetros de TCP en función de las condiciones de la red, como cuando un usuario cambia entre varios tipos de acceso por radio. Por ejemplo, cuando un UE pasa de 3G a 4G, el producto BIG-IP detecta el cambio de tipo de RAT y ajusta automáticamente el tamaño de las ventanas, aumentándolo o reduciéndolo, antes de responder.
  
• Ajuste automático dinámico: Los productos BIG-IP pueden modificar dinámicamente los parámetros TCP a medida que cambian las condiciones de la red. Los operadores establecen umbrales que, al alcanzarse, hacen que los productos BIG-IP actualicen automáticamente los tamaños de búfer correspondientes (por ejemplo, cuando un usuario cambia de una red 3G a una 4G).
  
• Recuperación agresiva ante pérdidas de TCP: En redes con un tiempo de ida y vuelta (RTT) bajo, recuperar la pérdida de paquetes mediante tiempos de espera de retransmisión (RTO) reduce considerablemente el rendimiento de la red. Los productos BIG-IP implementan un nuevo algoritmo de recuperación ante pérdidas de TCP más agresivo, capaz de retransmitir varias veces las PDU que faltan durante el periodo de recuperación. Este enfoque evita RTO prolongados y, por tanto, mejora el rendimiento.
  
• Malla completa y control de congestión de TCP multirruta (MPTCP): Esto permite que un dispositivo utilice varias rutas durante una sesión TCP, de modo que varios flujos del lado del cliente puedan conectarse a un único flujo del lado del servidor. Esto resulta especialmente relevante para los dispositivos móviles, ya que las conexiones se transfieren sin interrupciones entre redes WiFi y redes macro 3G/4G. Cuando una ruta falla, MPTCP permite que la sesión siga funcionando a través de una ruta alternativa, lo que reduce las interrupciones en las comunicaciones. MPTCP también mejora el uso de los recursos de red gracias a un mayor rendimiento y una mayor resiliencia de la red.
  

Resumen

Si se gestiona correctamente, la optimización de TCP garantiza una prestación fiable y uniforme de servicios y aplicaciones, al tiempo que mejora drásticamente el rendimiento en las redes para ofrecer una mejor experiencia de usuario. Los usuarios disfrutan de una navegación más rápida y un acceso más ágil al contenido, sin renunciar a la calidad del servicio.

Todo ello convierte la optimización de TCP en un medio eficaz (y necesario) para que los operadores móviles mantengan una sólida ventaja competitiva al reducir los tiempos de carga de las aplicaciones para los abonados. Gracias a las ventajas descritas anteriormente, la plataforma BIG-IP permite a los operadores adaptarse en tiempo real a las condiciones variables de las redes móviles —latencia, pérdida de paquetes, congestión, etc.—, aprovechando al máximo el ancho de banda disponible y acelerando el tráfico de las aplicaciones.

Lecturas adicionales

Para obtener más información sobre las funciones de optimización de TCP de F5, visite nuestra página de la solución de gestión del tráfico de datos.

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