廣域網(wǎng)優(yōu)化的技術(shù)實(shí)現(xiàn)和展望

標(biāo)簽：廣域網(wǎng) 虛擬化

隨著IT基礎(chǔ)架構(gòu)的快速整合導(dǎo)致的數(shù)據(jù)相對集中、企業(yè)雇員全球化移動辦公逐漸成為潮流，越來越多的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)交付需要通過廣域網(wǎng)進(jìn)行傳輸訪問;而廣域網(wǎng)分支和總部數(shù)據(jù)中心之間的應(yīng)用交付性能及良好的用戶體驗(yàn)，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多元化服務(wù)提供方面提供保障。

隨著IT基礎(chǔ)架構(gòu)的快速整合導(dǎo)致的數(shù)據(jù)相對集中、企業(yè)雇員全球化移動辦公逐漸成為潮流，越來越多的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)交付需要通過廣域網(wǎng)進(jìn)行傳輸訪問;而廣域網(wǎng)分支和總部數(shù)據(jù)中心之間的應(yīng)用交付性能及良好的用戶體驗(yàn)，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)類型分析

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

1.企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

支撐企業(yè)分支正常運(yùn)轉(zhuǎn)的核心應(yīng)用，如企業(yè)集團(tuán)OA辦公系統(tǒng)、企業(yè)的財(cái)務(wù)系統(tǒng)、訂單管理系統(tǒng)、ERP企業(yè)資源系統(tǒng)、CRM客戶關(guān)系管理系統(tǒng)等，其數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸以小包居多，且一個應(yīng)用往往需要分支客戶端和總部服務(wù)器之間進(jìn)行多次的交互，實(shí)現(xiàn)諸如應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的查詢，數(shù)據(jù)輸入提交等行為。網(wǎng)絡(luò)的時延對于其客戶端的應(yīng)用體驗(yàn)有最直接的影響;。

2.大文件的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用

主要包括遠(yuǎn)程分支的文件共享(CIFS)、總部數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程緩存、數(shù)據(jù)同步(數(shù)據(jù)庫同步、災(zāi)難備份)、大數(shù)據(jù)包提交等應(yīng)用場景。數(shù)據(jù)傳輸以單方向?yàn)橹?，大多?shù)情況下都是從企業(yè)總部數(shù)據(jù)中心到遠(yuǎn)程分支，鏈路中傳輸?shù)囊源髷?shù)據(jù)包為主，單次傳輸容量達(dá)到數(shù)十兆甚至數(shù)G等。在這種情況下，廣域網(wǎng)的鏈路帶寬將直接影響用戶的傳輸結(jié)果，大容量、長時間、多頻次的數(shù)據(jù)下載將嚴(yán)重影響廣域網(wǎng)的帶寬利用。

3.以語音、視頻、QQ/MSN等即時消息為主的統(tǒng)一通信類業(yè)務(wù)

這類應(yīng)用盡管對企業(yè)的生成業(yè)務(wù)沒有直接的關(guān)聯(lián)，但是對于企業(yè)遠(yuǎn)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(yuǎn)程分支和總部的工作協(xié)同。常見的種類包括VoIP會議電話、Video視頻會議、QQ/MSN等即時聊天工具、網(wǎng)絡(luò)會議等。其數(shù)據(jù)傳輸以雙向交互為主，報(bào)文的長度不確定，大包小包都混合存在，對于網(wǎng)絡(luò)帶寬和時延RTT都有較高的要求。

4.Internet類業(yè)務(wù)應(yīng)用：

對于部分需要通過總部進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)訪問的遠(yuǎn)程分支而言，基于HTTP的web瀏覽業(yè)務(wù)和部分P2P類下載業(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，即時帶寬不足或者鏈路時延較大也是可以接受的。對于該類型業(yè)務(wù)最重要的是要防范大量工作無關(guān)業(yè)務(wù)對于帶寬的濫用。

可以看出，現(xiàn)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(jié)起來主要存在以下三個方面：

1) 應(yīng)用時延太大導(dǎo)致用戶體驗(yàn)差

對于C/S模式下的企業(yè)應(yīng)用，客戶端和服務(wù)器之間的一次操作需要進(jìn)行多達(dá)幾十次的協(xié)議握手交互，直接導(dǎo)致遠(yuǎn)程分支的響應(yīng)緩慢甚至不響應(yīng)，這是廣域網(wǎng)優(yōu)化面臨的關(guān)鍵問題。現(xiàn)階段除了廣域網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)外，沒有更合適的解決方案。

2) 帶寬利用率不足，部署及維護(hù)成本高

面對需要進(jìn)行大數(shù)據(jù)量傳輸、或者是頻繁進(jìn)行數(shù)據(jù)下載傳輸?shù)膽?yīng)用(如FTP)等，安裝部署大容量的遠(yuǎn)程服務(wù)器，用來充當(dāng)本地的數(shù)據(jù)緩存，從而實(shí)現(xiàn)對大量常用應(yīng)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(shè)備的日常維護(hù)管理也比較復(fù)雜;

3) 關(guān)鍵業(yè)務(wù)帶寬質(zhì)量無法保證

網(wǎng)絡(luò)承載internet類互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的時候，帶寬搶占的現(xiàn)象會非常嚴(yán)重。盡管通過擴(kuò)充帶寬的方式，或者是利用交換機(jī)/路由器的ACL/QoS技術(shù)能夠實(shí)現(xiàn)簡單的帶寬管理，但是由于交換機(jī)路由器本身對于業(yè)務(wù)的識別能力有限，單純依靠ACL無法準(zhǔn)確區(qū)分業(yè)務(wù)種類，且在業(yè)務(wù)帶寬占用情況發(fā)生變化時，預(yù)先配置的ACL也無法實(shí)現(xiàn)主動的策略調(diào)整。因此對整個廣域網(wǎng)的可視化管控將無法保證。

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

[導(dǎo)讀]隨著IT基礎(chǔ)架構(gòu)的快速整合導(dǎo)致的數(shù)據(jù)相對集中、企業(yè)雇員全球化移動辦公逐漸成為潮流，越來越多的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)交付需要通過廣域網(wǎng)進(jìn)行傳輸訪問;而廣域網(wǎng)分支和總部數(shù)據(jù)中心之間的應(yīng)用交付性能及良好的用戶體驗(yàn)，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(xiàn)

根據(jù)權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)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部署，通過消除網(wǎng)絡(luò)延遲、數(shù)據(jù)包丟失和帶寬限制所帶來的影響，提升應(yīng)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(shù)據(jù)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)類型，實(shí)現(xiàn)對廣域網(wǎng)分支業(yè)務(wù)的精細(xì)化識別和帶寬管理，是廣域網(wǎng)優(yōu)化設(shè)備的關(guān)鍵功能之一，也是用戶在實(shí)際使用中感受最為直觀的功能。，廣域網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)需要重點(diǎn)考慮四個方面的問題：

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

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

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

4)提供可視化的管理工具，實(shí)現(xiàn)對分支業(yè)務(wù)的多維度報(bào)表監(jiān)控、應(yīng)用情況分析、QoS策略配置調(diào)整、多設(shè)備的批量管理等功能，提升整個業(yè)務(wù)管理平面的可操作性及簡易化使用。

涉及到的技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要包括DPI(Deep Packet Inspection)深度報(bào)文檢測技術(shù)和QOS流量管理。DPI深度報(bào)文檢測是目前比較前沿的技術(shù)，其對業(yè)務(wù)的識別不再依靠簡單的報(bào)文頭信息，而是通過對報(bào)文內(nèi)容的逐包分析來定義業(yè)務(wù)類型。典型技術(shù)手段如通過對報(bào)文的固定端口號進(jìn)行業(yè)務(wù)識別、對報(bào)文負(fù)載中包含的關(guān)鍵字特征進(jìn)行識別、通過對協(xié)議報(bào)文的控制通道分析數(shù)據(jù)通道的狀態(tài)信息進(jìn)行識別、或者是通過對業(yè)務(wù)的連接行為分析進(jìn)行識別等。同時，在對企業(yè)業(yè)務(wù)精確識別之后，可以通過QoS流量管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)流量管理和帶寬保證。在這個方面，除了常見的DSCP優(yōu)先級標(biāo)記、端口隊(duì)列調(diào)度、端口擁塞避免等技術(shù)外，廣域網(wǎng)優(yōu)化設(shè)備還包括層次化的QoS技術(shù)，利用這種技術(shù)，可以基于用戶組、用戶、協(xié)議大類、協(xié)議小類和時間等多個維度進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)對帶寬的精細(xì)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。