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广域网(WAN)优化工具的工作原理和技术

原创 Linux操作系统 作者:无聊岁月 时间:2009-09-01 09:34:25 0 删除 编辑

WAN(广域网)优化控制器(WOC)可以为慢速的广域网连接注入新的活力,缓解堵塞,加快文件传输,提高应用程序的响应速度。那么Riverbed Technology,思科系统,Juniper Networks,Blue Coat Systems和Expand Networks等公司的广域网优化产品是如何运作的?

为了回答这个问题,我们要考虑WAN连接的两个基本问题:

广域网的带宽小,因此有时会堵塞; 和局域网连接相比,广域网传输距离长,因此延迟性高克服这两个问题的最好办法就是尽量避免使用广域网连接,并在无法避免使用广域网连接的时候尽量减少使用广域网连接。这就是所有WOC在优化广域网传输上所采用的基本策略。

最普遍使用的技术包括:

     ● 高速缓存

     ● 压缩

     ● 数据减缩

     ● 延迟减少

     ● 服务质量(QoS)

     ● 标签

     ● 数据包接合高速缓存

这是提高广域网性能的最明显的方法之一。当一份文件在广域网上传输的时候,比如说从总部到一个分支办公室,这个文件的副本被分支办公室的WOC所高速缓存。当分支办公室的其他用户请求同一份文件的时候,WOC会在该请求进入广域网连接之前就截获这个请求,然后该文件就从设备缓存那里开始本地传输。任何地址上对文件的修改都会在整个网络上传送给其他方,以便确保文件始终保持同步。

在使用高速缓存的时候,文件的第一次访问还是比较慢的,这是因为在被高速缓存之前,该文件仍然需要在广域网上传输;随后的访问将更加快速。为了加快第一次访问的速度,高速缓存可以在前一天晚上预先存储那些经常使用的文件,这样第二天就可以马上使用高速缓存中的这些文件。

压缩

这是另一个提高广域网性能的明显方法。它解决的是带宽有限的问题,应对的策略是通过利用各种数据压缩技术来减少需要在广域网上传输的数据量

一些WOC还包括数据包报头压缩,即减少数据包报头的大小。在数据包报头与数据包其他部分相比显得尤其大的时候,这种方法十分有效。

数据减缩

数据减缩方式看起来像是压缩与高速缓存的结合。鉴于最好的克服广域网问题的方法就是尽量不要使用广域网,因此使用数据减缩方式的WOC会在数据在广域网上传输的时候检验数据,并存储所收到的数据。如果WOC检测到在正在传输的文件中,已经有一部分数据此前曾传输过,那么这部分数据将从传输中移除,代之以一个指针。当远程办公室WOC收到指针的时候,它可以在自己的高速缓存中找出这个数据,然后将指针替换成这个数据。这种方式避免了广域网上传输重复数据--即使是完全不同的文件中的一部分数据。在一些情况下,通过使用数据减缩技术,广域网上的数据传输量可以被减少75%或更多。

延迟减少

就像前面所提到的,延迟性是广域网的一个问题。在处理"碎嘴"(Chatty)协议的时候,比如通用互联网文件协议(CIFS),这种问题尤其严重。在浏览远程磁盘和在广域网上传输文件的时候,CIFS(以及其他CIFS实施,比如Linux上的Samba)经常被使用,不过这个协议从来就是不是为了用于高延迟性连接。"碎嘴"这个术语指的是,为了传输数据(不超过61Kb的块),需要在广域网连接上来回传输大量背景信息。例如,下一个数据块只能在上一个数据块的回复已经收到之后才能在网络上传输。在广域网上传输一个文件,需要传送成百上千的通信信息,而且由于广域网的高延迟性,这意味着一个在局域网上很快就能访问的文件在广域网上可能要花数分钟才能访问。

WOC解决这个问题的方法就是尽快地预先将所有或部分文件传输到远程WOC。远程WOC截获方向为总部服务器的远程终端的协议通信,然后由该WOC产生合适的回复,这样广域网上实际上就不会有那么多协议"对话"--这些协议对话已经被WOC处理了,而且该WOC已经有该协议试图传输的文件。

只要WOC"理解"某个特定协议,就可以用于加速数据传输--无论是在TCP层面还是在应用程序层面。

服务质量(QoS)

QoS的基本思想很简单。先判断传输--通常是通过其应用程序,来源和目的地--然后给予在广域网上传输的优先级。这可能包括在广域网上传输的等待时长,或针对特定应用程序的可用的保留带宽。这种方式在传输繁忙的时候牺牲那些时间不敏感的数据包,确保时间敏感型数据包,比如VoIP(网络电话)数据包,可以尽快地传输。

数据包接合

数据包接合在数据包报头大小相对于传输数据主体来说比较大的时候很有用。这种方式通过将多个数据包整合成一个单一的(接合的)数据包,只保留一个报头,从而节约带宽。这种方式可以节约可观的带宽,特别是像VoIP这样的应用程序。

在这个数十亿美元的市场上,所有的WOC都结合了上面所述的部分技术。结果证明一切:应用程序速度有的提高50%,文件传输从原来需要数分钟变成只需要数秒钟,广域网带宽要求被减半。因此在过去几年中,广域网优化控制器市场非常强劲。

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