IPPM e o Papel do IETF na Evolução das Técnicas de Medição de Qualidade nas Redes e na Internet

A qualidade das redes e da Internet que utilizamos diariamente não é fruto do acaso. Ela é resultado de um trabalho constante de medição, aprimoramento e busca por padrões cada vez mais eficientes. Medir a qualidade da rede é um elemento central para que possamos garantir uma boa experiência ao usuário, solucionar problemas de desempenho e otimizar os recursos de maneira inteligente e justa. É nesse contexto que surge o papel fundamental do grupo de trabalho IPPM (IP Performance Measurement) do IETF (Internet Engineering Task Force).

O IPPM é o grupo de trabalho responsável pelo desenvolvimento de métricas e metodologias padronizadas para medição de qualidade, desempenho e confiabilidade das redes de dados e dos serviços de Internet [1]. Sua missão é criar bases concretas para medições que possam ser usadas amplamente, por operadores de redes, desenvolvedores de aplicações, usuários finais e também por grupos de pesquisa e desenvolvedores de políticas públicas. As metas do IPPM incluem a criação de novas métricas que traduzam com precisão o comportamento das redes, avançando as métricas existentes para que se tornem padrões cada vez mais aplicáveis e promovendo a comunalidade e a comparabilidade dos dados obtidos.

Muitas das técnicas tradicionais de medição, como o uso de ferramentas como Ping e SNMP (Simple Network Management Protocol), foram largamente adotadas desde as primeiras fases da Internet. No entanto, essas abordagens, embora sejam valiosas, são limitadas quando se trata de obter uma visão detalhada e representativa do que acontece dentro da rede. Ferramentas como o Ping medem apenas a latência de forma pontual, utilizando pacotes de teste, e o SNMP coleta dados de forma esparsa e com frequência limitada, sem levar em conta as experiências de uso dos pacotes reais. Já as técnicas mais modernas desenvolvidas pelo IPPM se concentram em abordar essas limitações e fornecer uma visão muito mais representativa e precisa do desempenho das redes. Exemplos são as medições ativas, como o STAMP (Simple Two-way Active Measurement Protocol), que envia pacotes de teste para medir parâmetros como perda e latência, mas de forma mais configurável e completa do que as técnicas tradicionais. Além disso, temos as medições no caminho (ou telemetria on-path), como o IOAM (In Situ Operations, Administration, and Maintenance), que embute nos próprios pacotes de tráfego informações sobre o percurso e as condições da rede, proporcionando uma visão direta e precisa do comportamento real do tráfego.

Recentemente, durante a reunião do grupo de trabalho IPPM, foram discutidos diversos drafts que representam avanços importantes nessas áreas [2]. Podemos dividi-los em algumas categorias, conforme os temas abordados:

1. Telemetria e Medida de Desempenho: Nesta categoria, foram discutidos temas como medições ativas diretamente no caminho e protocolos como o STAMP (Simple Two-way Active Measurement Protocol), que é um método utilizado para realizar medições de latência e perda de pacotes através do envio de pacotes de teste. O STAMP oferece uma visão mais precisa e configurável da qualidade da rede, proporcionando uma base sólida para análise de desempenho (draft-ietf-ippm-hybrid-two-step, draft-ietf-ippm-capacity-protocol, draft-fioccola-ippm-on-path-active-measurements, draft-ietf-ippm-stamp-ext-hdr) [3, 4, 5, 6].
2. Telemetria In-Band e IOAM: Drafts que tratam da coleta de informações diretamente nos pacotes de dados, com técnicas como o IOAM (In Situ Operations, Administration, and Maintenance). O IOAM embute dados de telemetria diretamente nos pacotes em trânsito, permitindo medições contínuas e detalhadas do comportamento da rede sem a necessidade de gerar tráfego adicional. Isso possibilita uma melhor visibilidade do estado da rede em tempo real (draft-ietf-ippm-ioam-data-integrity, draft-iuzh-ippm-ioam-integrity-yang, draft-xiao-ippm-ioam-trace-extensions, draft-he-ippm-ioam-extensions-incorporating-am, draft-he-ippm-ioam-dex-extensions-incorporating-am) [7, 8, 9, 10, 11].
3. Modelos de Configuração com YANG: Vários drafts propuseram modelos baseados na linguagem YANG, que é uma linguagem usada para modelagem de dados de configuração e estado operacional em dispositivos de rede. YANG permite a automação da configuração e gestão de elementos de rede, facilitando a interoperabilidade entre dispositivos de diferentes fabricantes e promovendo consistência e eficiência operacional (draft-ydt-ippm-alt-mark-yang, draft-iuzh-ippm-ioam-integrity-yang, draft-fz-ippm-on-path-telemetry-yang) [12, 8, 13].
4. Marcação Alternativa e Medida Passiva: Foi discutida a Marcação Alternativa, que é uma técnica usada para marcar pacotes de tráfego real com o objetivo de medir métricas como perda e latência de maneira menos invasiva, sem a necessidade de gerar pacotes adicionais. A Marcação Alternativa permite que a medição ocorra de forma passiva, minimizando o impacto no desempenho da rede e proporcionando resultados representativos das condições reais (draft-ietf-ippm-alt-mark-deployment, draft-he-ippm-ioam-extensions-incorporating-am) [14, 10].
5. Qualidade da Experiência e Percepção do Usuário: Novas métricas como o Customer Experience Indicator (CEI) foram propostas para medir a qualidade da experiência do usuário. O CEI correlaciona dados técnicos de desempenho da rede com a percepção subjetiva dos usuários, permitindo uma avaliação mais abrangente da qualidade do serviço, indo além das métricas técnicas tradicionais (draft-hz-ippm-cei, draft-olden-ippm-qoo) [15, 16].
6. Extensões Específicas para Medições Complexas: Alguns drafts abordaram medições em cenários mais complexos, como redes multi-caminho e pacotes assimétricos, utilizando técnicas que permitem medir o desempenho de diferentes caminhos de tráfego. Essas técnicas são importantes para otimizar o comportamento da rede de forma mais precisa, especialmente em cenários onde o tráfego pode seguir diferentes rotas, como acontece em redes que utilizam balanceamento de carga (draft-ietf-ippm-asymmetrical-pkts, draft-zhang-ippm-stamp-mp) [17, 18].

Cada uma dessas categorias reflete uma parte importante do esforço do grupo de trabalho IPPM em desenvolver padrões modernos e eficientes que endereçam as limitações das técnicas mais tradicionais. Esses avanços têm o potencial de proporcionar uma Internet de melhor qualidade, mais robusta e, sobretudo, mais significativa para todos os usuários.

É interessante lembrar que os drafts do IETF são documentos que descrevem padrões propostos ou modificações para padrões existentes. Eles podem estar em diferentes estados de desenvolvimento, alguns já quase prontos para se tornarem padrões ou guias para boas práticas, enquanto outros estão em fases iniciais de discussão e aprimoramento. Alguns desses drafts podem até ser rejeitados e abandonados, se considerados ideias ruins. A participação da comunidade técnica, incluindo academia, fabricantes de equipamentos e operadores de redes, bem como outros atores, é crucial para garantir que os resultados sejam os esperados. Cada um tem uma contribuição única e importante no processo.

A participação ativa da equipe de medições do NIC.br, responsável pelo SIMET e outras iniciativas de medição de qualidade, nesse grupo de trabalho, é crucial para garantir que as técnicas mais recentes e precisas sejam incorporadas às ferramentas que utilizamos no Brasil. Com essas melhorias, poderemos continuar a medir a qualidade da rede com precisão e responsabilidade, garantindo que todos os usuários tenham acesso a uma Internet com qualidade e de forma significativa. Acompanhe esses avanços e vamos juntos construir uma Internet mais eficiente e acessível!

Referências:

1. Sobre o grupo de trabalho IPPM: IPPM IETF Overview – https://datatracker.ietf.org/group/ippm/about/
2. Reunião do grupo de trabalho IPPM e drafts discutidos: IETF 121 IPPM Agenda e Materiais – https://datatracker.ietf.org/meeting/121/materials/agenda-121-ippm-04
3. Draft Hybrid Two-Step – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-ietf-ippm-hybrid-two-step
4. Draft Capacity Protocol – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-ietf-ippm-capacity-protocol
5. Draft On-Path Active Measurements – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-fioccola-ippm-on-path-active-measurements
6. Draft STAMP Extensions Header – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-ietf-ippm-stamp-ext-hdr
7. Draft IOAM Data Integrity – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-ietf-ippm-ioam-data-integrity
8. Draft IOAM Integrity YANG – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-iuzh-ippm-ioam-integrity-yang
9. Draft IOAM Trace Extensions – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-xiao-ippm-ioam-trace-extensions
10. Draft IOAM Extensions Incorporating Alternate Marking – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-he-ippm-ioam-extensions-incorporating-am
11. Draft IOAM DEX Extensions – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-he-ippm-ioam-dex-extensions-incorporating-am
12. Draft Alt Mark YANG – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-ydt-ippm-alt-mark-yang
13. Draft On-Path Telemetry YANG – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-fz-ippm-on-path-telemetry-yang
14. Draft Alt Mark Deployment – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-ietf-ippm-alt-mark-deployment
15. Draft CEI – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-hz-ippm-cei
16. Draft QoO – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-olden-ippm-qoo
17. Draft Asymmetrical Packets – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-ietf-ippm-asymmetrical-pkts
18. Draft STAMP Multipath – IETF – https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-zhang-ippm-stamp-mp