WAN加速——广域网优化技术与运用说明(1)

广域网（WAN）带宽昂贵，绝大多数用户也因此只能拥有有限的广域网带宽，而与之相反的是，广域网上的应用持续增多，速度成为广域网的最大杀手。在不增加广域网带宽的情况下，能否找到合理的方法把“速度过慢”这个杀手干掉？广域网优化技术承担起了重任。更可贵的是，广域网优化不仅仅停留在提速这个层面，流量管理、QoS等也一并因此得到了改善。看来，真的已经到用户请之落户的时候了。

陌生但炙手可热

广域网优化并不是新概念，当广域网存在的低带宽和高延迟暴露出来之时，广域网优化就应该大有用武之地了。但广域网优化的概念比较宽泛，不同人有不同的理解，广域网传输、Web加速、带宽管理都属于优化的范围。我们将探讨的主角定位在广域网传输，因为一方面它最受关注，另一方面解决了这个问题，其他的问题也会在一定程度上得到解决。正如F5公司市场渠道总监柯文先生所说的那样，一般讲到广域网优化，更多的是指广域网传输问题。

虽然广域网优化并不新鲜，但对于绝大多数用户来讲，用陌生和知之甚少最为恰当了。“听说过广域网优化，好像和网络缓存器有些类似，可以提高网络传输速度。”具有多年网络建设和管理经验的河北省沧州供电公司的梦海江先生的这一说法，代表了国内一些大用户对广域网优化的认识，而一些中小型用户多数都对广域网优化很陌生。“目前广域网优化存在的障碍是宣传太少，非常多的用户并不知道还有这样的技术存在。”专注于该领域的快沙科技副总裁张福国先生一语击中要害。

和国内用户对广域网优化的认识还很陌生所不同的是，在北美等信息化开展早的国家，这一概念已经炙手可热。去年，美国调研机构Merrill Lynch通过对100家大型企业的CIO进行调查，得出了企业网络建设的开支排名，广域网优化紧随网络安全、三层交换、VoIP之后，而前面三项大家已经再熟悉不过了。用户需求就是导向器，厂商们不可能对这一需求不给予足够的关注。抛开传统的应用加速、数据压缩、动态缓存、IP流量管理以及QoS等不说，本着创新才能够起家的原则，一些新兴厂商在广域网优化身上找到了爆发点，Actona、Peribit、Riverbed就是其中的代表。然而具备了排名“老四”的潜力不可能不吸引“大佬们”的注意，结果，早在2004年4月Cisco就收购了Actona；一年之后Peribit成为了Juniper的桌上餐。Riverbed大中华区总经理王国兴先生也表示，“很多公司找到我们，但我们拒绝卖掉。”

因解决问题而诞生

为什么广域网优化会受到如此青睐呢？原因是它的确能解决广域网目前存在的几大关键弊病。首先，带宽问题。广域网的带宽比局域网带宽差得太多，如一条T1线路的带宽只相当于千兆网的千分之一，许多帧中继线路的带宽只有256Kbps，并且广域网带宽的增加会带来成本大幅度上升。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显了。目前广域网应用剧增，除了语音、视频外，传输图形或图像文件、海量数据的处理，都是困扰用户的实际应用。再有，协议问题。一些目前采用的协议并不是为广域网而设计的（如TCP协议），协议效率低下，性能不够理想。

Gartner调研总监Joe Skorupa表示：“现在数据保护体系的分散特性和高性能要求，以及较为高昂的广域网费用，导致令人失望的应用性能或大笔的广域网开支。具备高容量网络环境的企业拥有大量用户或多种不同应用，它们需要一个广域网优化解决方案。”

张福国认为，很多用户在广域网优化传输方面确实存在非常迫切的需求，但对于这个互联网中新的细分行业并不熟悉，而被迫选用投入非常大的其他技术（比如卫星数据传输），从长远来看，广域网优化技术具有非常好的性价比，可以实现高带宽、稳定、廉价、高速的传输优势，前景明朗。

技术以巧破千斤

数据压缩、动态缓存、IP流量管理以及QoS等都可以一定程度上解决广域网传输加速的问题。但压缩仅仅解决了带宽资源的问题，对于延迟非常大的链路，仅靠压缩是无法完全解决问题的。因此一些新的技术已经唱起了主角。领先的几家厂商，如Juniper、F5、Riverbed采用的技术都能够解决带宽和延迟两方面的问题。

Juniper大中华区新兴技术经理吴若松先生讲，Juniper对Peribit的收购，获得了理想的广域网优化技术。在Juniper的广域网优化技术体系中，首先是压缩技术，包括分子序列压缩和网络序列缓存。但仅有这些还不够，应用加速是方案的特色，包括基于TCP层的加速和基于应用层的加速。柯文表示，F5采用的是新技术，重点解决应用层问题，其中TDR（透明数据压缩）技术可以显著降低许多应用的带宽消耗，有些应用可将传输数据量减少95%。

王国兴表示，“Steelhead系列设备结合Riverbed的多种技术（如数据压缩、TCP优化、应用级吞吐优化、远程办公室文件管理功能等），可以为众多应用提供一套完整而又强大的广域网优化解决方案。”其中可扩展数据引用（SDR）技术可支持所有TCP应用，包括Microsoft Office、Lotus Notes、CAD、ERP、FTP和HTTP等，它能保证同一份数据在广域网上绝对不需要重复传送。

下面，通过尽可能简单的方式来解释一下技术的本质。在广域网中传输的是数据包，优化技术是把数据包拆分成很多“碎片”，并对“碎片”分配唯一指针，将指针分别存储在本地设备和目的地接收设备中，当具有相同指针内容再次需要传输时，只传输指针到目的地，接收设备根据指针便在本地的设备中提取出内容。只要“碎片”足够小，传递内容相同的概率就会足够大。对于同一个用户而言，往往需要频繁传输相同或相似信息，效果非常明显。举一个简单的例子，如对于PPT文件来讲，所有页码中Logo、表头、表尾内容都是相同的，不需要重传，并且对再次更改的PPT，往往只是更改了非常少的内容，再次传送则实际上仅需要传送更改的内容即可。

除了前面提到的几家在该领域有着很大知名度的跨国公司外，记者欣喜地发现，国内也有公司在这方面有着不错的技术，快沙科技就是其一。该公司副总裁张福国表示，目前很多技术都或多或少地解决延迟过大的问题，但目前在广域网中普遍存在丢包率高的问题也非常突出，尤其是在跨ISP、跨国网络数据传输时，传输丢包率往往超过30%以上，单纯依靠优化延迟的效果非常有限，必须要对丢包率过高的问题进行优化。针对传输丢包率过高的问题，快沙科技开发出了广域网传输的全面优化技术—Quickfirer高速传输技术，该技术不但可以解决延迟过大的问题，同时对传输过程中丢包率过高问题也进行了有效解决。

除了以上谈到的一些技术外，更理想的TCP协议——高速TCP（HS-TCP）已经在测试之中。TCP常常会遭到非议，因为它控制拥塞的算法并不是很合理，HS-TCP能够解决这一问题。HS-TCP是TCP的一种升级版本，它在高带宽、高延迟网络环境中对付大型拥塞窗口的响应能力更加强大。

几分钟完成实施

广域网优化技术最适合的用户群体是哪些？王国兴认为，任何用WAN连接的公司（特别是跨国公司）；任何有低带宽、高延迟、大数据传输的企业；任何想进行服务器集中（数据大集中）项目的企业都适合采用广域网优化技术。换句话说，任何感觉远程办公室应用很慢或者想要增加带宽的用户都可以成为广域网优化的受益者。

的确，正如梦海江所讲，随着电力行业四级数据网（国家、省、市、县）的建设，将来县一级的数据要集中到省一级，这将会有大量的数据需要在广域网上传输，将来很可能需要这样的设备和技术。事实上，这种数据大集中在很多行业都有类似之处，如记者的一个在税务系统的朋友介绍说，目前一些中小的营业网点连到上一级单位还是采用的帧中继，如果数据量再大一些，对传输速度是一个考验。显然，广域网优化技术大有用武之地。

广域网优化技术适合的用户群体足够庞大，部署问题值得关注。一般来讲，这类设备并不复杂，最典型的是和路由器“结伴而行”（典型部署方式如下图所示）。在每个远程节点，只需直接和路由器相连即可，对于原有网络和应用无须进行任何修改，并且对服务器和终端都是透明的，也不会有单点故障。

这样的设备单独存在并没有意义，一般都需要“成对出现”，即在所有需要提速的分支机构都要部署这样的设备。当然，对于存在疑虑的用户来讲，一种好方法是先在总部和一个分支机构安装这样的设备进行试用，效果满意再推而广之。因为这类设备安装非常简单，如Juniper的产品，使用了基于Web的安装向导，只需10分钟便可完成部署与配置。

是独立存在还是合而为一

既然更多的是和路由器“结伴而行”，那么如果这类设备作为路由器的一个模块出现又会如何呢？

王国兴认为，由于广域网优化设备没有统一的标准，可以有不同的实现方法。对于简单的优化处理（如仅仅为压缩）可以和网络设备、安全设备进行集成；对于复杂的处理，由于对CPU、内存、硬盘有极大的要求，因此还是单独存在比较合理。张福国则认为，广域网优化设备还是单独存在的好。首先，单独存在的设备可以更加灵活地配置在用户的现有网络环境中，在设备集成过程中，对用户的现有网络改动性可以做到最小。其次，单独存在还可以节省用户不必要的投资，因为大多数用户都已经购买了多种网络设备和安全设备，用户需要的只是广域网优化产品。

与此同时，我们从市场上刚刚获得了一条消息，McData将把Riverbed的Steelhead专用设备贴牌为McData SpectraNet WDS（广域网数据服务），配合其导向器使用，允许远程分支机构以局域网速度访问位于中心站点的应用和文件。

编看编想

酒香也怕巷子深

急着需要的邮件却迟迟收不到，而对方告之早已发出；打跨国IP电话时，你说完话后，对方的回音总是过一小段时间才能听到。诸如此类的现象都是延迟惹的祸。延迟是广域网最大的杀手，并且增加有限的带宽并不能根本解决问题。技术问题难不倒人，广域网优化技术正是解决低带宽和高延时的“灵丹妙药”，有了它，或许能让你的广域网获得和局域网类似的性能。

然而，和一个朋友聊起这个话题，他并不看好广域网优化技术在国内的发展，理由很简单：很多大用户有足够的专线带宽，因为这些用户“不怕花钱”，并且往往会从购买专线带宽中获得“实惠”；小用户应用并没有那么复杂，同时，即使有应用需求，添置这类设备所需的费用也是这些用户的一大障碍。之所以在国外应用需求很强劲，因为这些用户应用比较复杂，并且对“投入产出”非常在意。谁能说这位老兄分析的没有道理？

市场的大环境告诉我们，分支机构已经越来越多（有数据表明，67%的员工在总部以外地方工作）；相反，数据大集中已经是大势所趋。在这种情况下，在应用复杂到“增加几倍带宽”依然解决不了延迟问题之时，并且在广域网优化同三层交换、VoIP一样被大家熟悉时，很多用户选择这一技术也就顺理成章了。试想一想，当代表“碎片”的指针在广域网中大量存在之时，那将是多么美妙的事情。

当前，最主要的是，让广大用户迅速了解广域网优化，对于主流的几家厂商，如果能够携起手来，共同拓展，并建立起与业界的广泛合作，相信远远胜过“强调谁的技术比谁的好”更重要。道理很简单，不知道、不了解，还谈什么技术和应用。

相关链接一

案例剖析

从点到面来部署

松下电工（中国）有限公司在中国有很多分支机构，IT系统采用DDN专线组成企业内部专网。大多数分支节点与北京总部之间采用256Kbps链路连接，但随着业务增长，各地之间的业务变得非常繁忙，并且新应用又不断产生和升级，从而导致带宽紧张，响应速度放慢。为此，该公司曾考虑增加带宽或采用服务质量保障的方法来解决问题。但如果增加带宽，成本会急剧增加；如果采用单一的服务质量方法，虽然关键应用可以保证，但其他应用在运行性能上会不尽人意。

事实上，松下电工希望寻求一种广域网优化解决方案，在现有的带宽条件下解决问题。最后采用了Juniper的方案，利用WX15和WX50对网络进行了优化。在2004年，对北京总部和广州工厂之间进行了试点，优化结果非常明显。于是在北京总部、北京工厂、上海办事处和广州工厂4个节点都部署了WX产品，在北京总部安装了WX50，其他3处分别安装了WX15。松下电工对实施WX产品前后的ERP的一个子系统做了对比评测，应用响应时间的改善见下表。

类似松下电工的案例还有很多，LG电子也是一例。LG电子采用了Riverbed的产品，安装在总部和分支机构，也收到了非常好的效果。客户评价说，和增加带宽比，每个月可节省非常多费用。图形处理技术的专业厂商NVIDIA网络工程部的主管Dennis Wong表示，“我们公司有超过2000位员工遍布世界各地，从早些时候在我们的大型远程办公室中安装部署了Steelhead设备时开始，远程办公室就已经感觉到了下载速度比以往快多了，用户再也不用为慢如蜗牛的网络问题所困扰。”

相关链接二

F5 WANJet

WANJet是一种基于设备的解决方案，能够在广域网中实现像局域网一样的应用性能。WANJet 能够提供很好的应用性能并可降低 IT 成本。WANJet 的核心是 F5 Session Matrix，对广域网的应用性能而言，这是一项十分必要的网络技术。Session Matrix在OSI参考模型的第5层运行，该模块能够提供WANJet的全部应用，综合了主要的性能技术，包括透明数据压缩 (Transparent Data Reduction，TDR)、适应性TCP优化、加密以及用于应用流的服务质量。WANJet单一设备上的吞吐量可扩展至622Mbps，并发优化连接可达10000个。

Juniper WX应用加速平台

Juniper WX应用加速平台为分布式企业提供经济高效的方法，用于加速WAN上的应用交付。WX平台集成了优化应用性能所需的全部组件，可以持续通信，为整个网络提供分布式智能，以交换拓扑、可到达性和路径性能评估标准等关键信息。WX平台还与Juniper WXC应用加速平台互操作，提供完整的、集成的WAN优化解决方案。WX产品家族包括WX15、WX20、WX50、WX60、WX 100和WX Stack。这些平台提供从64Kbps到155Mbps的压缩输出，支持2～2000个远程站点。

Riverbed Steelhead系列

通过部署Steelhead设备，可以将原先分布于各地的服务器、存储和备份等IT设施集中整合起来，可以使广域网上所有应用的性能得到提升，例如通过广域网进行安全备份只需要几分钟时间而不再是以前的几个小时。另外，Steelhead设备可以满足不同规模的用户要求，包括从只有几个站点的小企业到拥有成百上千个站点的大型企业，也不管用户网络是全网状拓扑结构还是星型拓扑结构。还有，在数据中心也可以对Steelhead进行集群配置以保证服务的高可靠性和更强大的远程站点数据输出能力。

快沙科技Quickfirer高速传输网关

快沙科技的广域网优化产品主要有两类，一类是提供点到点的高速传输网关（Quickfirer高速传输网关）；一类是客户服务器模式的软件系统。

Quickfirer高速传输网关是将高速传输技术固化到硬件设备上，使用与路由器类似的专用服务器，可靠性高，使用和维护非常方便。产品不但稳定性好，而且处理能力非常高，其最大稳定传输能力可以达到800Mbps，在同样条件下比FTP传输速度要快10~1500倍以上（延迟越大，丢包率越高，优势越明显），并且可以根据不同用户的需求进行针对性的定制。