廣域網(wǎng)優(yōu)化的技術(shù)實(shí)現和展望

標簽：廣域網(wǎng) 虛擬化

隨著(zhù)IT基礎架構的快速整合導致的數據相對集中、企業(yè)雇員全球化移動(dòng)辦公逐漸成為潮流，越來(lái)越多的企業(yè)應用系統交付需要通過(guò)廣域網(wǎng)進(jìn)行傳輸訪(fǎng)問(wèn);而廣域網(wǎng)分支和總部數據中心之間的應用交付性能及良好的用戶(hù)體驗，不僅可以有效提升辦事處的工作效率，也可以在廣域分支對客戶(hù)多元化服務(wù)提供方面提供保障。

隨著(zhù)IT基礎架構的快速整合導致的數據相對集中、企業(yè)雇員全球化移動(dòng)辦公逐漸成為潮流，越來(lái)越多的企業(yè)應用系統交付需要通過(guò)廣域網(wǎng)進(jìn)行傳輸訪(fǎng)問(wèn);而廣域網(wǎng)分支和總部數據中心之間的應用交付性能及良好的用戶(hù)體驗，不僅可以有效提升辦事處的工作效率，也可以在廣域分支對客戶(hù)多元化服務(wù)提供方面提供保障。

第 I 章 廣域網(wǎng)業(yè)務(wù)類(lèi)型分析

廣域網(wǎng)分支辦事處作為企業(yè)覆蓋各區域市場(chǎng)交易活動(dòng)的主體，其業(yè)務(wù)承載的種類(lèi)比較多樣化,同時(shí)每種業(yè)務(wù)有其自身的特點(diǎn)及對網(wǎng)絡(luò )的要求,歸結起來(lái)主要有如下幾種。

1.企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)應用系統

支撐企業(yè)分支正常運轉的核心應用，如企業(yè)集團OA辦公系統、企業(yè)的財務(wù)系統、訂單管理系統、ERP企業(yè)資源系統、CRM客戶(hù)關(guān)系管理系統等，其數據報文傳輸以小包居多，且一個(gè)應用往往需要分支客戶(hù)端和總部服務(wù)器之間進(jìn)行多次的交互，實(shí)現諸如應用數據庫的查詢(xún)，數據輸入提交等行為。網(wǎng)絡(luò )的時(shí)延對于其客戶(hù)端的應用體驗有最直接的影響;。

2.大文件的數據傳輸應用

主要包括遠程分支的文件共享(CIFS)、總部數據的遠程緩存、數據同步(數據庫同步、災難備份)、大數據包提交等應用場(chǎng)景。數據傳輸以單方向為主，大多數情況下都是從企業(yè)總部數據中心到遠程分支，鏈路中傳輸的以大數據包為主，單次傳輸容量達到數十兆甚至數G等。在這種情況下，廣域網(wǎng)的鏈路帶寬將直接影響用戶(hù)的傳輸結果，大容量、長(cháng)時(shí)間、多頻次的數據下載將嚴重影響廣域網(wǎng)的帶寬利用。

3.以語(yǔ)音、視頻、QQ/MSN等即時(shí)消息為主的統一通信類(lèi)業(yè)務(wù)

這類(lèi)應用盡管對企業(yè)的生成業(yè)務(wù)沒(méi)有直接的關(guān)聯(lián)，但是對于企業(yè)遠程分支和總部的溝通效率有非常積極的影響，利用這些工具可以有效提升企業(yè)遠程分支和總部的工作協(xié)同。常見(jiàn)的種類(lèi)包括VoIP會(huì )議電話(huà)、Video視頻會(huì )議、QQ/MSN等即時(shí)聊天工具、網(wǎng)絡(luò )會(huì )議等。其數據傳輸以雙向交互為主，報文的長(cháng)度不確定，大包小包都混合存在，對于網(wǎng)絡(luò )帶寬和時(shí)延RTT都有較高的要求。

4.Internet類(lèi)業(yè)務(wù)應用：

對于部分需要通過(guò)總部進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)的遠程分支而言，基于HTTP的web瀏覽業(yè)務(wù)和部分P2P類(lèi)下載業(yè)務(wù)也是其組成部分之一。由于該業(yè)務(wù)的優(yōu)先級相對較低，即時(shí)帶寬不足或者鏈路時(shí)延較大也是可以接受的。對于該類(lèi)型業(yè)務(wù)最重要的是要防范大量工作無(wú)關(guān)業(yè)務(wù)對于帶寬的濫用。

可以看出，現階段的廣域網(wǎng)質(zhì)量相比與期望相比仍然有較大的差距，總結起來(lái)主要存在以下三個(gè)方面：

1) 應用時(shí)延太大導致用戶(hù)體驗差

對于C/S模式下的企業(yè)應用，客戶(hù)端和服務(wù)器之間的一次操作需要進(jìn)行多達幾十次的協(xié)議握手交互，直接導致遠程分支的響應緩慢甚至不響應，這是廣域網(wǎng)優(yōu)化面臨的關(guān)鍵問(wèn)題?，F階段除了廣域網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)外，沒(méi)有更合適的解決方案。

2) 帶寬利用率不足，部署及維護成本高

面對需要進(jìn)行大數據量傳輸、或者是頻繁進(jìn)行數據下載傳輸的應用(如FTP)等，安裝部署大容量的遠程服務(wù)器，用來(lái)充當本地的數據緩存，從而實(shí)現對大量常用應用的本地存取，避免占用廣域鏈路的資源，是一種相對有效的手段，遺憾的是除了需要較大的成本投資外，對于這些設備的日常維護管理也比較復雜;

3) 關(guān)鍵業(yè)務(wù)帶寬質(zhì)量無(wú)法保證

網(wǎng)絡(luò )承載internet類(lèi)互聯(lián)網(wǎng)應用的時(shí)候，帶寬搶占的現象會(huì )非常嚴重。盡管通過(guò)擴充帶寬的方式，或者是利用交換機/路由器的ACL/QoS技術(shù)能夠實(shí)現簡(jiǎn)單的帶寬管理，但是由于交換機路由器本身對于業(yè)務(wù)的識別能力有限，單純依靠ACL無(wú)法準確區分業(yè)務(wù)種類(lèi)，且在業(yè)務(wù)帶寬占用情況發(fā)生變化時(shí)，預先配置的ACL也無(wú)法實(shí)現主動(dòng)的策略調整。因此對整個(gè)廣域網(wǎng)的可視化管控將無(wú)法保證。

在這樣的背景下，廣域網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)隨之產(chǎn)生。

[導讀]隨著(zhù)IT基礎架構的快速整合導致的數據相對集中、企業(yè)雇員全球化移動(dòng)辦公逐漸成為潮流，越來(lái)越多的企業(yè)應用系統交付需要通過(guò)廣域網(wǎng)進(jìn)行傳輸訪(fǎng)問(wèn);而廣域網(wǎng)分支和總部數據中心之間的應用交付性能及良好的用戶(hù)體驗，不僅可以有效提升辦事處的工作效率，也可以在廣域分支對客戶(hù)多元化服務(wù)提供方面提供保障。

第 II 章 廣域網(wǎng)優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現

根據權威咨詢(xún)機構Gartner的描述和定義，廣域網(wǎng)優(yōu)化是在總部匯聚點(diǎn)和各廣域分支之間對稱(chēng)部署，通過(guò)消除網(wǎng)絡(luò )延遲、數據包丟失和帶寬限制所帶來(lái)的影響，提升應用的交付質(zhì)量。其核心技術(shù)主要是QoS業(yè)務(wù)識別和流量控制、TCP的協(xié)議優(yōu)化、數據緩存壓縮等。

(i) QOS業(yè)務(wù)識別和流量控制

在有限的鏈路帶寬下，面對廣域網(wǎng)分支承載多種業(yè)務(wù)類(lèi)型，實(shí)現對廣域網(wǎng)分支業(yè)務(wù)的精細化識別和帶寬管理，是廣域網(wǎng)優(yōu)化設備的關(guān)鍵功能之一，也是用戶(hù)在實(shí)際使用中感受最為直觀(guān)的功能。，廣域網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)需要重點(diǎn)考慮四個(gè)方面的問(wèn)題：

1)識別企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)類(lèi)型，并為關(guān)鍵業(yè)務(wù)提供QoS服務(wù)質(zhì)量保證。

2)發(fā)現企業(yè)工作無(wú)關(guān)業(yè)務(wù)，實(shí)現對這些垃圾流量的及時(shí)清理，避免對帶寬的濫用。

3)對于企業(yè)其他一般性業(yè)務(wù)，基于時(shí)間段、帶寬、用戶(hù)群組靈活定義QoS訪(fǎng)策略。

4)提供可視化的管理工具，實(shí)現對分支業(yè)務(wù)的多維度報表監控、應用情況分析、QoS策略配置調整、多設備的批量管理等功能，提升整個(gè)業(yè)務(wù)管理平面的可操作性及簡(jiǎn)易化使用。

涉及到的技術(shù)實(shí)現主要包括DPI(Deep Packet Inspection)深度報文檢測技術(shù)和QOS流量管理。DPI深度報文檢測是目前比較前沿的技術(shù)，其對業(yè)務(wù)的識別不再依靠簡(jiǎn)單的報文頭信息，而是通過(guò)對報文內容的逐包分析來(lái)定義業(yè)務(wù)類(lèi)型。典型技術(shù)手段如通過(guò)對報文的固定端口號進(jìn)行業(yè)務(wù)識別、對報文負載中包含的關(guān)鍵字特征進(jìn)行識別、通過(guò)對協(xié)議報文的控制通道分析數據通道的狀態(tài)信息進(jìn)行識別、或者是通過(guò)對業(yè)務(wù)的連接行為分析進(jìn)行識別等。同時(shí)，在對企業(yè)業(yè)務(wù)精確識別之后，可以通過(guò)QoS流量管理技術(shù)實(shí)現流量管理和帶寬保證。在這個(gè)方面，除了常見(jiàn)的DSCP優(yōu)先級標記、端口隊列調度、端口擁塞避免等技術(shù)外，廣域網(wǎng)優(yōu)化設備還包括層次化的QoS技術(shù)，利用這種技術(shù)，可以基于用戶(hù)組、用戶(hù)、協(xié)議大類(lèi)、協(xié)議小類(lèi)和時(shí)間等多個(gè)維度進(jìn)行組合，實(shí)現對帶寬的精細化管理。只有這樣，廣域網(wǎng)鏈路承載的各種業(yè)務(wù)才能夠合理的利用帶寬資源，提升廣域鏈路的帶寬利用效率。