Korekcja błędów w sieciach WAN

Technologie FEC (Forward Error Correction; korekcja błędów) w połączeniu z zaawansowanymi schematami kodowania są od dawna stosowane do eliminowania błędów występujących w fizycznych warstwach połączeń sieciowych. Są to techniki, które sprawdzają poprawność transmitowanych danych na poziomie bitów. Technologie takie dają pewność, że protokoły operujące w górnych warstwach OSI odbierają datagramy, w których nie ma błędów.

Technologie FEC (Forward Error Correction; korekcja błędów) w połączeniu z zaawansowanymi schematami kodowania są od dawna stosowane do eliminowania błędów występujących w fizycznych warstwach połączeń sieciowych. Są to techniki, które sprawdzają poprawność transmitowanych danych na poziomie bitów. Technologie takie dają pewność, że protokoły operujące w górnych warstwach OSI odbierają datagramy, w których nie ma błędów.

Ale nawet wtedy, gdy w warstwie fizycznej połączenia nie ma przekłamań na poziomie pojedynczych bitów, to problem pozostaje. Chodzi o to, że w połączeniach WAN dochodzi często do gubienia pakietów. Dzieje się tak np. z powodu przepełnienia buforów, w których aplikacje WAN przechowują pakiety. Szacuje się, że w połączeniach internetowych od 2 do 3% pakietów jest permanentnie gubionych.

FEC zwiększa wydajność połączeń WAN

FEC zwiększa wydajność połączeń WAN

Błędom takim może zapobiec technologia FEC operująca na poziomie pakietów. Pracuje ona w ten sposób, że dodaje do każdej wysyłanej w sieć WAN paczki pakietów dodatkowy pakiet kontrolny. Jest to pakiet FEC zawierający informacje, które mogą przywrócić do oryginalnej postaci każdy pakiet wchodzący w skład określonej paczki pakietów. Jeśli jeden z pakietów wchodzących w skład takiej paczki zostanie podczas przesyłania przez połączenie WAN zgubiony, technologia FEC może go odzyskać. Nie trzeba wtedy retransmitować takiego pakietu przez połączenie WAN, co zwiększa realną przepustowość połączenia.

Technologia FEC jest bardzo często wprowadzana do urządzeń sieciowych (akceleratory), które zwiększają wydajność aplikacji WAN. Urządzenia takie są instalowane po obu stronach połączenia WAN i pełnią rolę swoistego "dopalacza", dzięki któremu przepustowość połączenia znacznie wzrasta.

Technologia FEC spisuje się dobrze w tych środowiskach sieciowych, w których mamy do czynienia z agregowaniem ruchu. Są to np. połączenia WAN, w których dane są przesyłane przez wiele tuneli. Warto w tym momencie zwrócić uwagę na tzw. adaptacyjną technologię FEC. Rzecz polega na tym, że jeśli w określonym tunelu nie dochodzi przez określony czas do utraty pakietów, funkcja FEC jest automatycznie wyłączana i pakiety kontrolne nie obciążają niepotrzebnie połączenia WAN. Gdy tylko jakość połączenia pogarsza się i pakiety zaczynają być gubione, funkcja FEC znowu automatycznie wkracza do akcji.

Po prawidłowym wdrożeniu operująca na poziomie pakietów technologia FEC pozwala znacznie zwiększyć wydajność każdego połączenia WAN. Posłużmy się przykładem. Użytkownik przesyła przez połączenie WAN 10 Mb/s bardzo duży plik i zajmuje mu to 34 s. Z praktyki wiadomo, że w połączeniach takich dochodzi do utraty przeciętnie 3% pakietów. Po zaimplementowaniu w takim środowisku adaptacyjnej technologii FEC (oraz założeniu, że wszystkie parametry połączenia pozostały takie same), przesłanie pliku zajmie użytkownikowi tylko 2 s. A więc dzięki technologii FEC czas odpowiedzi aplikacji WAN zmniejszył się w tym przypadku aż siedemnastokrotnie! To bardzo dużo i dowodzi, że technologia FEC może odegrać w środowiskach WAN nieocenioną rolę.