Zwiększanie wydajności sieci
- Krystian Ryłko,
- 05.02.2007
Co zrobić, gdy nasza sieć zaczyna się "zatykać"? Jaka jest najprostsza droga do poprawy sprawności sieci? Odpowiedź wydaje się prosta: zwiększyć liczbę łączy, przełączników, zamówić większą przepustowość u operatora. Jednak postępowanie takie, chociaż wydaje się naturalne, nie zawsze jest najlepszym rozwiązaniem problemu zapchanej sieci. Można wydać fortunę na infrastrukturę i większe pasmo, ale sama przepustowość nie rozwiąże kwestii sprawności sieci.
Co zrobić, gdy nasza sieć zaczyna się "zatykać"? Jaka jest najprostsza droga do poprawy sprawności sieci? Odpowiedź wydaje się prosta: zwiększyć liczbę łączy, przełączników, zamówić większą przepustowość u operatora. Jednak postępowanie takie, chociaż wydaje się naturalne, nie zawsze jest najlepszym rozwiązaniem problemu zapchanej sieci. Można wydać fortunę na infrastrukturę i większe pasmo, ale sama przepustowość nie rozwiąże kwestii sprawności sieci.
Umiejętna centralizacja
Działy IT stoją przed wyzwaniem centralizacji rozproszonych dotychczas zasobów serwerowych, aby zapewnić zgodność i aktualność danych, zwiększyć ich poufność oraz zmniejszyć koszty utrzymania usług sieciowych. Musi to być dokonane bez zmniejszenia produktywności i zmiany nawyków pracowników zdalnych oddziałów.
Dostęp do aplikacji bogatych w treści, takich jak e-mail, za pośrednictwem łączy WAN o dużych opóźnieniach i ograniczonej przepustowość potrafi być frustrujący. Dotychczas rozwiązaniem tego problemu było tworzenie rozproszonych, lokalnych kopii serwerów z danymi. Najnowszym trendem lansowanym przez producentów (np. Cisco, HP czy Nortel) jest centralizacja zasobów, przy jednoczesnym rozmieszczeniu w oddziałach urządzeń usprawniających wymianę danych centrala-oddział.
Optymalizacja pracy w sieci ma charakter dwuczęściowy. Opiera się na akceleracji obsługi danej aplikacji oraz technikach przyśpieszających wymianę danych w sieciach WAN. Pozwala to na centralizację aplikacji i redukcję kosztownych serwerów oraz pamięci rozproszonych dotychczas w oddziałach.
Trzy poziomy akceleracji
- Redukcja opóźnienia i zajmowanej przepustowości w warstwie 7 - poprzez optymalizację ukierunkowaną na aplikacje: usunięcie niepotrzebnych komunikatów, grupowanie wiadomości i operacji, zastosowanie technik buforowania minimalizujących ilość podróżujących w sieci danych.
- Zwiększenie możliwości przesyłowych przy tej samej szerokości pasma w warstwie 4 - dzięki mechanizmom Data Redundancy Elimination (DRE), kompresji LZ (Lempel-Ziv) oraz Transport Flow Optimization (TFO) opartemu na rozszerzeniu standardu TCP.
- Transparentna integracja sieci w warstwach 3 i 4, umożliwiająca wspólne stosowanie technik klasyfikacji ruchu, QoS, reguł routingu czy równoważenia obciążenia.
Część z rozwiązań przyśpieszających pracę sieci zawiera mechanizmy kompresji nagłówka TCP. Istnieje niebezpieczeństwo, że podczas tego zabiegu stracimy informacje związane z bezpieczeństwem, QoS czy wykorzystywane do monitorowania połączenia.
Czy to się opłaca?
Oczywistą wartością biznesową jest przyśpieszenie pracy naszej sieci. Po pierwsze zmniejsza to czas oczekiwania przy pracy ze zdalnymi plikami i aplikacjami, po drugie poprawia komfort pracy w sieci i zadowolenie użytkownika. Trzecią zaletą jest zmniejszenie pasma, za które należy płacić dostawcy Internetu - odchudzone są nie tylko protokoły sieciowe, ale również ograniczona zostaje wielokrotna transmisja tych samych danych. Ponieważ część serwerów można przenieść do centralnej lokalizacji, zmniejsza się liczba wymaganych dla nich licencji, a także można ograniczyć liczbę osób potrzebnych do obsługi systemu (co nie dla wszystkich jest dobrą wiadomością). Centralizacja zasobów likwiduje problem tworzenia backupów danych ze zdalnych oddziałów.
Jeżeli chcemy korzystać z dobrodziejstw akceleracji, niekoniecznie musimy inwestować od razu w dedykowane urządzenie. Coraz częściej mechanizmy akceleracyjne dostępne są jako moduły oprogramowania lub karty rozszerzeń.
Poczta na sterydach
Mechanizmy stosowane w rynkowych rozwiązaniach to: TFO, DRE i kompresja LZ.
TFO (Transport Flow Optimizations) - kończy lokalnie sesje TCP i transparentnie optymalizuje strumień przesyłany dalej do sieci WAN. TFO działa m.in. w taki sposób:
- ustawia duże, początkowe okno transmisyjne TCP (TCP Window size), dzięki czemu połączenia "rozpędzają" się szybciej do dostępnych w danych warunkach przepływności. W tradycyjnych sesjach TCP początkowe okno transmisyjne jest małe i zwiększane stopniowo powoli, dopóki w przesyłanej sekwencji pakietów nie zaczynają występować błędy lub straty pakietów. Mechanizm ten ma na celu dostosowywanie transmisji do możliwości sieci i unikanie zatorów;
- zwiększa rozmiar okna transmisyjnego, aby możliwe było przesyłanie jednocześnie większej ilości danych;
- zaawansowana obsługa zatorów, polegająca na odpowiednim sterowaniu ruchem, retransmisją straconych danych, dzięki czemu sieć powraca szybciej do stanu pełnej przepustowości.