H3C OAA之WAN优化技术白皮书.docx

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1、H3COAA之WAN优化技术白皮书目表11 .概述51.1 背景51.2 广域网优化管介52 .广域网优化原理介招62.1 数据区箱原理介绍62.2 缓存原理62.2 .1根本原理62.3 .2数据块缓存原理72.3 ICP加速原理介1382.3.1 1窗口大小通令与滑动窗口82.3.2 慢自动92.3.3 拥塞防止92.3.4 窗口调节技术102.3.5 选择性确认102.3.6 Sp1.itTCP112.4 QoS原建介绍H2.4. 1馍型112.5. 2QoS技术介绍123.鳏决方案主蜃模块介绍133 .1多业务路由需上R134 .2HAAM模块131.1.1 1数据压缩131.1.2

2、应用加速171.1.3 TCP191.1.4 基于应用的QOS技术201.1.5 ACFP协议20231.1.6 例国1数据压缩原理6图2同类就据压缩原理6图3基于块的轨筑傻存7图4字节级数据馒存8图5拥各防止与慢肩动9图6Sp1.itTCP11E7IPCcmP和Rn(JS旭模式11图8VDA算法15图9SC算法15图IOAPC算法16国11压潴过程117图12压堵过程217图13InTP/FTP应用速18图14DNS应用速18图15CitriX应用加速19图16语音应用加速19E17OAA体系结构示意图21图18主机模式示意图22图19遗传模式示意图22B20穗像模式示意图23图21重定向模

3、式示恚出23OAAWAN优化解决方案技术白皮书1 .鬣述1.it*广域网的带宽比舄域网带宽至笈多,并且广域网带宽的用加会带来本钱大快度上升。与抡同时还会苓来一定影峋的网络延迟.广域网应用大根度增加，除了话音.视频外，传输文件、田片以及海量敖据的分析以及处理，这些茄是困扰用户正传使用的更要因盖.另外信息的集中化管理,对各分部和总部之同的高盛Jt信息转送也提出了越来越高的要求.这就箔重增加各地的分支机构.与此同时企业分支网络逐潮出现了数据集中趁势，一班情况下企业会将大局部共享数据建放到总部的数据中心，给每一个分支机构访问，但他寻分支机构的迅速增加且多数员工外出办公时的访问量也位上升，这种一对多的他

4、据效劳给企业总部的效劳器和令宽令来了巨大的压力,影晌了数据交换的速度,企业虽想也可以向运营商购置更高的芾宽,不过本钱费用较高并且效果不明显。广域网性能低下对于用户的影响主耍包挣以下几个方面： 大多数企业管理、应用软件均采用C/S结的进行埠写.虽逐步在进行B/S的更改,但是大局部企业的应用仍然基于C/S玷构.对于CZS到B/S错构的史改仍然是一个重住的课麓 增加带宽并不能解决时间及应用慢速的问题，问黑存在与TCP自身，TCP自身慢启动间题仍嫉是阻碍企业业务正常开展的主要问题 广域网行业姒.向用的分支机构众多,全部采用高带宽连接投资至常巨大.合作伙伴之间带宽一般采取的是佶时建立的违隹，帝真校低，又

5、要传输大量的徼耳，追成传为速度难以息殳 根本语音视频业务没有最正确QoS策略来ii行保证,造成质量不化，最终与致应用开嶷不起未：大量#法应用堵塞了现有正常应用开展,占据的带宽造成了正常令宽的缩；。1.2广域用优化简介广域网(WAN)带宽昂贵，地大多数用户也因此只能拥有花泯的广域网带宽，如何以最小的投入提高网络性能？何为远程用户提商访问速度和效劳效率？怎样潴保随时召开异地机兔会议而不被打断？一种方式是一忙出口买带宽.箕实有更合理的方法解决.就据压缩.动态缓存、IP流量管理以及0。S等楣可以一定程度上解决广域网传输枷连的问.但压缩仅仅解决了带宽费源的阿黑，对于延迟非常大的自路，仅旅压缩是无法完全解

6、决问题的.为解决系观性健和应用系统数据传输爻WAX通信泯界的问题，相关技术开始导出水面，并逐乖形成一小细分的市场一达就是NAN优化技术市场。其中包括：应用加速.数据压缩.动态蝮存.IP流量管理、QOS保障、带宽管理.延时解；.序列续存.路径优化和应用管理可视化等.鬟解决的核心问题是应用和广域网之何的矛盾,因为传统的网络资源限制了多种应用的性能.地着网络先化技术的开屐,诂如控利网络应用(控制8、MSN.IM.限(P2P(眼制BT、eMu1.e.PP1.ive4eDonkey)软件占用带宽.通过QOS合理分配带范.Web统存.数据压缩.动态缓存等网络加速方法和解决方常巳经能笏漏足多数用户的鬻要了。

7、为什么广域网优化会受到如此青朦先？原因是它确实能解决广域网目前存在的几大关说外柄.首先，带宽同照.广域网的为宽出局城网带宽是僻大多，如一条TI段路的带宽只相当于千光网的千分之一，许多帧中继发路的带宽只有256Kbps.并且广域网带宽的婚加会带来本饯大幅度上升.其次，延迟问题。打过跨国IP电话的人或许都有这样的体验，当你说完话后.对方的回音总是过一小段时间才能听到，这就是延迟的最好例子.在进行视频通话时就更明星了目前广域网应用剧中，涉了语音、视疑外,传输图形或图傀文件、海量数抠的处理，加是阻扰用户的实际应用.再有，ttt三m.一堂目前采用的协出并不是为广域网而设计的,济议效率低下，性能不够理想.

8、2 .广域同优化原理介绍厂域网优化的技无布很多,但核心的技术主爰包若：切据压缩.动态级存、TCP如速、应用加速、QOS等几个方面。2.1 数霜压嬉原介貂迄今为止大多数网络压缩系观都是法于他据包.基于数据短的压境系烧圾冲数据包都通过?压器引导至远程网络.此后，用户可一次压婚一个效据包.或一次压爆多个数据也，然后再发送至在其中反向逐行该流程的解压券.图】致先压港觇理基于数据包压缩应用的主要问题是压缩时它将多种致据美皇迎合在一起.所有压缩例程在处理同类数据时将荻律更大的压箱比。在处理界质数据时（例如.多种协议的大量数据包）,压缩出率会大大降低。基于数据也的R缩系统会存在其它问鹿。压缩数据包闿，这些系

9、铳必须在网络中编写小数据包.并进行其它工作以集合并封装多个影据包.仅有其中一项操作不可能到达最正确效果.在网络中端写小数据包会增加tcp/ip标头的开精。另外,集合并封袋数据包会为该数据流弊加封装仔头。先进的压缩算法文持在处理所市应用类型时能够在完全司类的数据之间进行压爆.掩之而来的结果是.与同类法于数据包的系统相比，压缩比更高.UOv.图2同突敦据压能原理2.2 IhHK2.2.1根本原理所有压谛例桎共同存在的局限性是存桶空何有限.许多例程，例如RZip,只能存储64Kb的数据.其它技术.例如基于磁身的压缩桑统，可以存储1TB的新据.为了理解字典大小的作用，带要对高速统在管理内容行一个根本的

10、了解.请求wb站力类似,并非所有网珞中传场的字节先在同一个竺军下重复。有时系统会通过高频率传输一些字节.因为这些字节是常用文件或通用网络协议中的一马部.其它字节只会出现一次并且不会重复上现.压缩和推积定律(Zipfs1.awandHeaps*1.a)中描述了独繁重复字节序列和中S繁重复字节序列之但的关系.所有基于当前字典的压境系魂会通边存储负繁访问的数据并肥除非欠繁访问的他据以进行不均等的分配。通过这种优化方式，有借少于IOV的所有字节方式会使件中率超过50.这种字节方式的不均等分布效果充分证明了公共压缩程序的效率.Gzip仅存曲64kb的历史记录，但平均能第压缩近6代的内容.Bzip2能够存

11、住100kb至900kb的历史记录，平均压缩了66%的内容.尽管数据存储空何般乏，但GZiP和Bzip2仍能出色运行的原因在于频繁出现的字节序列能够表示网络中的大多数字节。2.2.2数据块缓存版理基于块的系笠可存储以前在广域网中传柏航据流局部.再次遇到这些块时，其参考数据会传送到远程设善中，该远程设备继而会史坦原始数据。基于块的系统主要缺点是反复出现的数孤相块的长度永远不会完全相同.因此.匹配仅是局部匹里.还会留下一些重灵数据不被压缩.以下图详细拓迹了使用256字节块大小压蛇512字书数据时的情笈.B1.ockBasedDataReduction512ByteSOfNetworkDau392B

12、ytesofPrevious1.yTransferredDaU256ByteCachedB1.ock2XtoCk1B1.ockMatched=256BytesSaved图3基子线的敷据馒存为了提存娱存效率,字节线粒度的缓存技术出现了。匹配并发送带有字节级粒度(byte1.eve1.granu1.arity)的数据。以下图说明了处理数据的过程。TransparentDataReduction512BywsofNworkDaua392ByteSofPrevious1.yTrawfenedDauJJ1JJI1.JJ矽2ByteSegmeneMaxched392BytesMatched=392Byte

13、sSavedff1.1.字节圾数据it存与基于块的系统相比，字节粒度圾别无论对于文档汪是对于应用层协议标头，为能提高其压缩级别.2.310加境及理介超TCP协仪原理皎为复杂，影响TCP性能的因素很多，但有一个关徒的因泰是TCP会降低带宽的利用率，这对于带宽校具有限的广域网来说是非常致命的.影响TCp带宽利用率的主要因素包括以下几个方面： 窗口大小通告与滑动童口 拥塞防止 慢启动 窗口巡节技术除了提高带宽利用率之外，或少确认重传次数，缩短TCP违接的握手过程时何等也是TCPiV速的重要技术点. 选祥性确认 3次握手过程的优化下面简单介绍这几个方面的原理.2.3.1窗口大小通告与滑动窗口通信双方捶

14、收模块皆要依据各自的陵冲区大小，相互通告迁能推受对方数抠的尺寸.双方发送模块则必须槌据对方逋的接收窗口大小,进行数据发送.这种机制称之谓滑动窗D,它是TDp接收方的流量控制方法.它允许发廷方在停止并等待确认前可以连统发送多个分组（依据滑动窗口的大小，由于发送方不必每发一个分组就停下来等待确认.因此可以加速蜿据的传筠。滑动出口在楙序数据潼上不时的向右移动，窗口两个边沿的相对运动增加或Z少了窗口的大小，关于窗口边沿的运动有三个术语：窗D合拢（者左边沿向右边沿窜近）.窗口张开（当右边沿向右移动）.曹口牧绐（当右边沿向左移动）。当遇到快的发送方与慢的捶收方的情况时，隹收方的货口会很怏被发送方的数帝就满

15、，此时施收方将通告出口大小为0.发送方则停止发送效据.直到接收方用户程序取走数据后更新窗口大小,发送方可以缝馍发廷数据：另外，S为ACK报文段有可能丧失，发送方可能没有成功接收到更新的Irc1.大小，因此发送方杵启动一个坚持定时叁，当坚持这时器履时，发愁方将发送一个字节的敛据到接收方，笑试检查窗口大小的更新.2.3.2慢启动如果发送方一开始便向网络发送多小报文段，直至到达隹收方通舍Sf大小为止.当发送方与接收方在同一局城闲时.这种方式是可以的。但如果在发送方与接收方之间存存多个路由器和速率较慢的斑路时,就可能出现间通。一些中回路由器必须缓存分组,并有可能耗尽存储葬的空间,将来程降低TCP连接的吞吐量，于是富要一种叫“慢启动”的拥筌控制算法。慢启动为发送方增加一个拥塞窗口，记为Znd.当与另一个网络的主机赛立连接时，施室窗口被初始化为1个报文段.每收到一个ACK,搠塞SfD就炳枷一个报文段（CWM以字节为单位,但慢启动以报文段大小为单位进行指加）。发送方取拥塞亩n与