# PERF05-BP05 Escolher os protocolos de rede para melhorar o desempenho
Avalie os requisitos de desempenho da workload e escolha os protocolos de rede que otimizam o desempenho geral da workload.
Há uma relação entre latência e largura de banda para alcançar o throughput. Por exemplo, se a transferência de arquivos estiver usando TCP (Protocolo de Controle de Transmissão), latências mais altas reduzirão o throughput geral. Existem abordagens para corrigir isso com ajuste de TCP e protocolos de transferência otimizados (algumas abordagens usam UDP (protocolo de datagrama de usuário)).
O protocolo [SRD (datagrama confiável escalável)](https://ieeexplore.ieee.org/document/9167399) é um protocolo de transporte de rede criado pela AWS para Elastic Fabric Adapters que oferecem a entrega de datagramas confiáveis. Ao contrário do protocolo TCP, o SRD pode reordenar os pacotes e entregá-los fora de ordem. Esse mecanismo de entrega fora de ordem de SRD entrega pacotes em paralelo sobre caminhos alternativos, aumentando o throughput.
**Antipadrões comuns:**
+ Usar o TCP para todas as workloads, independentemente dos requisitos de desempenho.
**Benefícios do estabelecimento desta prática recomendada:**
+ Selecionar o protocolo apropriado para comunicação entre os componentes da carga de trabalho garante que você esteja obtendo a melhor performance para essa carga de trabalho.
+ Verificar se um protocolo apropriado é usado para comunicação entre usuários e componentes da workload ajuda a melhorar a experiência geral do usuário para as aplicações. Por exemplo, ao usar os protocolos TCP e UDP, as workloads de VDI podem aproveitar a confiabilidade de TCP para dados críticos e a velocidade da UDP para dados em tempo real.
**Nível de risco exposto caso essa prática recomendada não seja estabelecida:** médio (usar um protocolo de rede pode resultar em um desempenho insatisfatório, como tempo de resposta lento, alta latência e escalabilidade insatisfatória)
## Orientação de implementação
Uma consideração primária para melhorar o desempenho da workload é entender os requisitos de latência e throughput e escolher os protocolos de rede que otimizam o desempenho.
**Quando considerar o uso do TCP**
O TCP oferece entrega de dados confiável e pode ser usado para comunicação entre componentes da workload em que a confiabilidade e a entrega garantida de dados é importante. Muitas aplicações baseadas na web dependem de protocolos baseados em TCP, como HTTP e HTTPS, para abrir soquetes TCP para comunicação com servidores na AWS. E-mail e transferência de dados de arquivo são aplicações que também utilizam o TCP devido à capacidade dele de controlar a taxa de troca de dados e congestionamento de rede. Usar TLS com TCP pode adicionar uma sobrecarga à comunicação, o que pode resultar em maior latência e menor throughput. A sobrecarga vem principalmente da sobrecarga adicionada do processo de handshake, que pode levar várias idas e voltas para ser concluído. Quando o handshake for concluído, a sobrecarga da criptografia e descriptografia de dados será relativamente pequena.
**Quando considerar o uso do UDP**
O UDP é um protocolo sem conexão e, portanto, é adequado para aplicações que precisam de uma transmissão rápida e eficiente, como log, monitoramento e dados de VoIP. Além disso, considere usar UDP se você tiver componentes da workload que respondam a pequenas consultas de grandes números de clientes para garantir um desempenho ideal da workload. DTLS (Segurança da camada de transporte do datagrama) é o UDP equivalente do TLS. Ao usar DTLS com UDP, a sobrecarga vem da criptografia e descriptografia de dados, já que o processo de handshake é simplificado. O DTLS também adiciona uma pequena quantidade de sobrecarga aos pacotes de UDP, já que inclui campos adicionais para indicar os parâmetros de segurança e detectar violações.
**Quando considerar o uso do SRD**
O SRD (datagrama confiável escalável) é um protocolo de transporte de rede otimizado para workloads de alto throughput devido à sua capacidade de fazer o balanceamento de carga do tráfego em vários caminhos e de se recuperar rapidamente de quedas de pacote ou falhas no link. Assim, o SRD é melhor nos casos de workloads de computação de alta performance (HPC) que exigem comunicação de alto throughput e baixa latência entre os nós de computação. Isso pode incluir tarefas de processamento paralelas, como simulação, modelagem e análise de dados que envolvem uma grande quantidade de transferência de dados entre os nós.
**Etapas da implementação**
1. Use os serviços [AWS Global Accelerator](https://aws.amazon.com/global-accelerator/) e [AWS Transfer Family](https://aws.amazon.com/aws-transfer-family/) para melhorar o throughput de suas aplicações de transferência de arquivos online. O serviço AWS Global Accelerator ajuda você a obter baixa latência entre os dispositivos cliente e a workload na AWS. Com o AWS Transfer Family, é possível usar protocolos baseados em TCP como SFTP (Protocolo de transferência de arquivos de shell seguro) e FTPS (Protocolo de transferência de arquivos por SSL) para escalar e gerenciar com segurança as transferências de arquivo para os serviços de armazenamento da AWS.
1. Use a latência de rede para determinar se o TCP é adequado para comunicação entre os componentes da workload. Se a latência de rede entre a aplicação cliente e o servidor for alta, o handshake de três vias do TCP pode levar um tempo, afetando, assim, a capacidade de resposta da aplicação. Métricas como tempo até o primeiro byte (TTFB) e tempo de ida e volta (RTT) podem ser usadas para medir a latência da rede. Se a workload fornecer conteúdo dinâmico aos usuários, considere usar o [Amazon CloudFront](https://aws.amazon.com/cloudfront/), que estabelece uma conexão persistente com cada origem para conteúdo dinâmico visando eliminar o tempo de configuração da conexão que, de outra forma, atrasaria cada solicitação de cliente.
1. Usar TLS com TCP ou UDP pode resultar em maior latência e menor throughput para a workload devido ao impacto da criptografia e descriptografia. Para essas workloads, considere o descarregamento de SSL/TLS no [Elastic Load Balancing](https://aws.amazon.com/elasticloadbalancing/) para melhorar o desempenho da workload, permitindo que o balanceador de carga lide com o processo de criptografia e descriptografia de SSL/TLS em vez de deixar que as instâncias de back-end façam isso. Isso pode ajudar a reduzir a utilização da CPU nas instâncias de back-end, o que pode melhorar o desempenho e aumentar a capacidade.
1. Use o [Network Load Balancer (NLB)](https://aws.amazon.com/elasticloadbalancing/network-load-balancer/) para implantar serviços que dependem do protocolo UDP, como autenticação e autorização, registro, DNS, IoT e streaming de mídia, visando a melhorar o desempenho e a confiabilidade da workload. O NLB distribui o tráfego de UDP de entrada em vários destinos, permitindo escalar a workload horizontalmente, aumentar a capacidade e reduzir a sobrecarga a um único destino.
1. Para workloads de computação de alta performance (HPC), considere usar a funcionalidade [Adaptador de Rede Elástica (ENA) Expresso](https://aws.amazon.com/about-aws/whats-new/2022/11/elastic-network-adapter-ena-express-amazon-ec2-instances/) que usa o protocolo SRD para melhorar o desempenho da rede fornecendo uma largura de banda maior de fluxo único (25 Gbps) e menor latência da cauda (99,9%) para o tráfego de rede entre as instâncias do EC2.
1. Use o [Application Load Balancer (ALB)](https://docs.aws.amazon.com/elasticloadbalancing/latest/application/introduction.html) para rotear e balancear a carga do tráfego de gRPC (Chamadas de procedimento remoto) entre os componentes da workload ou entre os serviços e clientes com gRPC habilitadas. As gRPC usam o protocolo HTTP/2 baseado em TCP para transporte e oferece benefícios de desempenho como pegada de rede mais leve, compactação, serialização binária eficiente, suporte para várias linguagens e streaming bidirecional.
## Recursos
**Documentos relacionados:**
+ [Instâncias otimizadas para Amazon EBS](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/ebs-optimized.html)
+ [Application Load Balancer](https://docs.aws.amazon.com/elasticloadbalancing/latest/application/introduction.html)
+ [Rede avançada do EC2 no Linux](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/enhanced-networking.html)
+ [Rede avançada do EC2 no Windows](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/WindowsGuide/enhanced-networking.html)
+ [Grupos de posicionamento do EC2](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/placement-groups.html)
+ [Como habilitar a rede avançada com o Elastic Network Adapter (ENA) em instâncias Linux](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/enhanced-networking-ena.html)
+ [Network Load Balancer](https://docs.aws.amazon.com/elasticloadbalancing/latest/network/introduction.html)
+ [Produtos de redes com a AWS](https://aws.amazon.com/products/networking/)
+ [Transit Gateway](https://docs.aws.amazon.com/vpc/latest/tgw)
+ [Fazer a transição para o encaminhamento por latência no Amazon Route 53](https://docs.aws.amazon.com/Route53/latest/DeveloperGuide/TutorialTransitionToLBR.html)
+ [VPC Endpoints](https://docs.aws.amazon.com/vpc/latest/userguide/vpc-endpoints.html)
+ [Logs de fluxo da VPC](https://docs.aws.amazon.com/vpc/latest/userguide/flow-logs.html)
**Vídeos relacionados:**
+ [Conectividade com a AWS e arquiteturas de rede híbrida da AWS (NET317-R1)](https://www.youtube.com/watch?v=eqW6CPb58gs)
+ [Otimização do desempenho da rede para instâncias do Amazon EC2 (CMP308-R1)](https://www.youtube.com/watch?v=DWiwuYtIgu0)
+ [ Ajuste da nuvem: melhore o desempenho da rede global para aplicações ](https://www.youtube.com/watch?v=00ukhVcgWrs)
+ [ Escalabilidade de aplicações com EFA e SRD ](https://pages.awscloud.com/HPC-Application-Scaling-with-Elastic-Fabric-Adapter-EFA-and-Scalable-Reliable-Datagram-SRD_2020_0004-CMP_OD.html)
**Exemplos relacionados:**
+ [AWS Transit Gateway e soluções de segurança escaláveis](https://github.com/aws-samples/aws-transit-gateway-and-scalable-security-solutions)
+ [AWS Networking Workshops](https://networking.workshop.aws/) (Workshops de redes da AWS)