Akceleracja WAN ułatwia replikację i backup danych

Akceleracja WAN jest szczególnie korzystna w centrach danych. Tworzenie kopii zapasowych i replikacja danych pomiędzy serwerami są głównymi metodami odzyskiwania danych po awarii i zapewnienia ciągłości biznesu. Wymaga to jednak przesyłania znacznych ilości danych pomiędzy zdalnymi lokalizacjami.

Aby zmniejszyć obciążenie sieci na okres replikacji i backupu, wybiera się zwykle godziny nocne. Jednak najwłaściwsze byłoby aktualizowanie danych w czasie rzeczywistym. Tymczasem ze względu na sporą ilość danych potrzebnych do przesłania, administratorzy często ograniczają częstotliwość przesyłania kopii zapasowych bądź replikacji.

Podczas synchronicznej replikacji danych pierwotny serwer nie może kontynuować zapisu dopóty, dopóki serwer wtórny nie skończy zapisywać i nie przyśle potwierdzenia. Czas synchronizacji jest uzależniony od opóźnień łącza WAN. Aby skrócić czas, niektóre narzędzia replikacji danych wykorzystują protokół UDP. Podczas synchronizacji danych wiele przesyłanych informacji się powtarza, dlatego wybierane są jedynie bloki danych, w których dane zostały zmienione.

Akceleratory WAN pomagają zachować ciągłość biznesu poprzez skrócenie czasu transferu. Rozpoznają one dublowane informacje i dostarczają je z lokalnego centrum danych. Stosowana jest również optymalizacja TCP i CIFS: selektywne potwierdzenia, odczyt z wyprzedzeniem, zapis z opóźnieniem.

Eliminacja duplikowanych danych realizowana na poziomie bajtów może zmniejszyć ruch aż o 99%.

W niektórych rozwiązaniach zaimplementowano także korekcję błędów FEC (Forward Error Correction), pozwalającą zaoszczędzić na ilości retransmisji przekłamanych pakietów.

Redukcja ilości wymienianych danych

Najnowszym pomysłem na akcelerację aplikacji jest mechanizm ograniczania ilości danych przesyłanych przez WAN, poprzez ich lokalne gromadzenie. Pomysłodawcy tego rozwiązania wyszli z założenia, że znaczny procent ruchu sieciowego jest zdublowany. Akceleratory znajdujące się w punktach styku sieci WAN i LAN analizują wszystkie informacje przesyłane do i z sieci WAN, obliczają ich skrót (odcisk palca) i gromadzą kopie danych na lokalnych dyskach twardych.

Porównywanie próbek danych pozwala stwierdzić czy dane przeznaczone do wysłania odpowiadają danym przechowywanym na dysku w miejscu docelowym. Jeżeli dane są zgodne, wówczas nie ma potrzeby przesyłania ich przez łącza rozległe, a wysyłane jest jedynie polecenie lokalnego dostarczenia danych przez appliance. Procesy te zachodzą niezależnie od normalnej komunikacji klient-serwer, gwarantując dostarczanie zawsze aktualnych danych.

Redukcja danych może być stosowana na poziomie bloków danych lub szczegółowo na poziomie bajtów. Możliwe jest wówczas wykrycie tego samego pliku, lecz ze zmienioną datą lub nazwą pliku. Można osiągnąć redukcje do 99% ruchu w sieci.

Przykład: pracownicy firmy przesyłają sobie prezentacje. Obecnie każdorazowo przesyłany jest ten sam załącznik pocztowy. Akcelerator rozpozna próbę przesłania tego samego pliku i dostarczy go lokalnie z dysku.

Rozwiązania firmowe

Akceleratory F5

Firma F5 wprowadziła na rynek dwa akceleratory WANJet 200 i 400 (2U) o przepustowościach odpowiednio 2 i 622 Mb/s. Zaimplementowano w nich technologię WAFS. Przyspieszają one również komunikację pomiędzy aplikacjami Oracle. Część zastosowanych rozwiązań to technologie przejęte po zakupie Swan Labs. Specyfiką rozwiązań F5 jest to, że zawierają one obsługę specyficznych aplikacji (np. Oracle, Microsoft). Sercem systemu jest F5 Session Matrix operująca na warstwie 5 OSI, co dostarcza informacji o rodzaju wykorzystywanej aplikacji. W urządzeniu zintegrowano transparentną redukcję nadmiarowych danych, adaptacyjną optymalizację TCP (kontrola warstwy sesji, selektywne potwierdzenia ACK, trwałe tunele połączeń, korekcja błędów, optymalizacja okna TCP), redukcję komunikatów CIFS, szyfrowanie SSL oraz polityki QoS dla poszczególnych strumieni aplikacji (VoIP). Graficzny interfejs zarządzania HTTPS ułatwia konfigurację i nadzór nad urządzeniami.

Firma oferuje także oprogramowanie WebAccelerator 5.2 przeznaczone dla przełączników F5 Big-IP 6400, 6800, 8400, 8800, a także sprzętowy WebAccelerator 4500. Narzędzia te dedykowane są do obsługi aplikacji HTTP. Zawierają akcelerację SSL, dynamiczne buforowanie, kompresję oraz redukcję komunikatów HTTP i TCP.

Propozycje Cisco

Pierwsza propozycja Cisco nosi nazwę AVS (Application Velocity System). Zajmuje się on głównie akceleracją aplikacji webowych, opartych na HTML i XML, pozwalając zmniejszyć obciążenie serwerów i gadatliwość aplikacji podczas wymiany danych. Są to dwa urządzenia: AVS 3120 oraz AVS 3180. Urządzenie AVS 3120 jest właściwym akceleratorem, a AVS 3180 to stacja zarządzająca, która monitoruje sieć i czasy odpowiedzi.

W tych appliance zaimplementowano wiele mechanizmów: multipleksacja połączeń TCP, kompresja gzip (typu deflate - dostosowująca się do rodzaju danych), akceleracja SSL, buforowanie statyczne lub dynamiczne, mechanizm Single Sign-on, monitorowanie czasu odpowiedzi. Cisco wdrożyło też wiele własnych pomysłów: optymalizacja pobierania plików PDF, agregacja żądań/zarządzanie buforem przeglądarki, dynamiczna optymalizacja grafiki (JPG, PNG, GIF), ochrona na warstwie 7, dynamiczne sterowanie buforem przeglądarki. Produkt oferuje również optymalizację komunikacji aplikacji SAP, Oracle.

AVS przeznaczony jest głównie do zastosowań w data center.

Innym rozwiązaniem Cisco, które ma służyć do przyśpieszania aplikacji w sieciach WAN, są usługi Wide-Area Application Services (WAAS). Umiejscawiane są one w punktach brzegowych sieci, a odpowiadają za sterowanie przepływem danych, inteligentne buforowanie treści i aplikacji na lokalne potrzeby, eliminujące potrzebę wymiany redundantnych danych.

Rozwiązania sprzętowe Wide-Area Application Engine (WAE) oparte są na dwóch machanizmach: Application and Content Networking System (ACNS) oraz Wide-Area File System (WAFS). ACNS ma za zadanie poprawić wydajność protokołu HTTP, FTP oraz protokołów sterujących strumieniami wideo. Z kolei WAFS zwiększa wydajność protokołów odpowiedzialnych za transport plików (CIFS, NFS). Urządzenia WAE-511, WAE-611 oraz WAE-7326 buforują dane i aplikacje na brzegach sieci, prowadzą priorytetyzację ruchu, QoS oraz usprawniają działanie aplikacji klient-serwer.

Cisco zaimplementowało rozwiązanie WAFS także w modułach WAE do routerów IRS (Integrated Services Routers).

Dwie platformy Juniper Networks

Juniper Networks oferuje dwa rodzaje platform: DX - skraca czas pobierania stron WWW, zwiększa wydajność serwerów i dostępność centrów danych oraz WX - redukuje wymaganą przepustowość łącza, skraca czas odpowiedzi oraz zwiększa kontrolę nad wykorzystaniem sieci przez aplikacje.

DX 3200 oferuje funkcje bezpieczeństwa, usprawnia działanie i dostępność aplikacji Web. W DX 3600 procesor sieciowy przyśpiesza pobieranie statycznych, dynamicznych lub zaszyfrowanych treści. Platformy WX 15, WX 20, WX 50, WX 60 oraz WX 100 oferują kompresję, buforowanie, akcelerację TCP i przepływu pakietów, alokacje i zarządzanie przepustowością, optymalizację ścieżek, QoS oraz usprawnienie protokołów http, CIFS, MAPI. Wymienione urządzenia obsługują przepustowości od 64 Kb/s do 155 Mb/s.

Rozwiązaniem autorskim Juniper stosowanym w WX i WXC jest kompresja oparta na metodzie Molecular Sequence Reduction. MSR rozpoznaje powtarzające się wzorce danych i zastępuje je etykietami, zmniejszając ilość transmitowanych danych. Funkcjonuje w pamięci urządzenia i może przechowywać setki megabajtów wzorców.

Seria WXC składa się z WXC 250, WXC 500 oraz WXC Stack przeznaczonych do obsługi od 128 Kb/s od 155 Mb/s. Oprócz mechanizmów znanych z modeli WX urządzenia te oferują technikę Network Sequence Caching. Polega ona na buforowaniu wzorców danych na warstwie IP w sposób podobny do MSR. Różnica polega na tym, że szablony te nie są przechowywane w pamięci, lecz na dyskach lokalnych, gdzie mogą być gromadzone dane z kilku dni, a rozpatrywane wzorce są większych rozmiarów.

NetScaler z Citrix

Oferta Citrix to tak naprawdę rozwiązanie przejętej firmy NetScaler. NetScaler Application Delivery System oferuje kompresję, multipleksację TCP oraz przełączanie na warstwie aplikacji. Po stronie przeglądarki klienta instalowany jest aplet Java lub agent Active-X, który rozpakowuje skompresowane dane.

Niedawno Citrix ogłosił przejęcie firmy Orbital Data, specjalizującej się w narzędziach akceleracji WAN. Kontrola wykorzystania sieci WAN może być realizowana między dwoma appliance lub pomiędzy urządzeniem a maszyną z oprogramowaniem klienckim OrbitalEdge.

Produkty Orbital Data będą sprzedawane pod nazwą Citrix WANScaler.

Programowa wersja OrbitalEdge działa tak, jakby po obu stronach łącza znajdowały się akceleratory sprzętowe, lecz ich funkcje realizowane są przez procesor komputera, zamiast dedykowanego układu. Wydajność akceleracji jest jednak mniejsza.

Oferowane urządzenia to Orbital 6500 (155 Mb/s) przeznaczony dla zdalnych biur i Orbital 6800 (500 Mb/s) dla centrów danych. Zaimplementowano w nich mechanizmy akceleracji baz danych (Oracle), CRM (SAP, PeopleSoft, Siebel), a także poczty, FTP, VoIP i portali WWW. Przeprowadzana jest wielopoziomowa kompresja, zdefiniowano klasy obsługi oraz optymalizację CIFS.

Inne firmy oferujące akceleracje aplikacji to mało znane na polskim rynku firmy Array Networks, Certeon, Exinda Networks, Expand Networks, Riverbed Technology, Packeteer oraz Silver Peak Systems.