Den klassiska lösningen när wan-förbindelsen inte håller måttet är att bita i det sura äpplet och köpa mer kapacitet. Användarna klagar på att det går för långsamt att skicka data mellan exempelvis huvudkontoret och lokalkontoren och något måste göras snabbt.
Fördelen med den lösningen är att den är enkel. Nackdelen är att feta linor är dyra linor. Dessutom blir förbättringen inte alltid så stor att den motiverar det höga priset.
Ur användarnas synvinkel är det också helt ointressant hur mycket kapacitet det finns i wan-länken. De är bara intresserade av vilka svarstider de får och det beror i sin tur på hur stora fördröjningar (latency) det finns i nätet.
”Fördelen är att det är
enkelt. Nackdelen är att feta
linor är dyra linor.”
Fördröjningarna kan bero på en mängd olika saker, förutom den tillgängliga bandbredden. Stora avstånd mellan sändare och mottagare, många routrar som ska passeras på vägen, dålig kvaliteten på linorna och ”pratiga” protokoll som skickar massor med småpaket är några saker som kan påverka fördröjningen i nätet och därmed även svarstiderna.
Optimera trafiken
I stället för att vräka på med mer kapacitet så fort det börjar gå litet segt i nätet kan det vara bättre att försöka optimera trafikflödet. Det är här wan-optimering kommer in i bilden.
Frågar vi leverantörerna vad wan-optimering är blir svaret ofta någon variant av ”det är vad vi än råkar sälja som wan-optimering”. Analysföretaget Gartner definierar wan-optimering som tekniker som kan åtgärda prestandaproblem som beror på fördröjning, brist på bandbredd och pratiga protokoll.
Om vi utvecklar Gartners definition kan vi säga att wan-optimering bygger på tekniker som komprimering, accelerering, mellanlagring, datareducering och trafikstyrning.
Komprimering
Olika typer av komprimering har använts nästan lika länge som det har funnits datorer. Det handlar helt enkelt om att ersätta en bitsekvens som upprepas med en kortare sekvens. Ett enkelt exempel kan vara att ersätta strängen 123333333 med 12[7]3, där sex av treorna ersätts av koden [7].Det finns mängder av komprimeringsalgoritmer och hur mycket det går att tjäna på komprimering beror på vilka algoritmer som används och framför allt vilka typer av data som sänds. Textdokument och kalkylark kan säkert göras två till fem gånger så små, medan trafik som redan har komprimerats inte påverkas alls.
Före. Utan wan-optimering skickas trafiken precis som den är. Eftersom tcp-protokollet bara ökar fönsterstorleken stegvis och går ner i storlek om svarstiderna blir för dåliga blir överföringen ”hackig” och kapaciteten utnyttjas inte fullt ut.
Efter. Med wan-optimering komprimeras trafikströmmarna så att mindre trafik skickas på nätet. En del data hämtas också från mellanlagringen. Med tcp-accelerering blir fönsterstorleken inte något hinder och kapaciteten hos wan-länken kan utnyttjas fullt ut.
Mellanlagring&datareducering
Mellanlagring eller datareducering syftar precis som komprimering till att förbättra prestanda genom att helt enkelt skicka mindre data över wan-länken.
Den vanligaste metoden är att mellanlagra (cacha) data som anropas ofta. Filer och data lagras då på en lokal server så att man inte behöver anropa en server över wan-länken varje gång de behövs. Det vanligaste är att man lagrar hela objekt, som exempelvis text- och kalkyldokument.
Det går också att använda så kallad byte caching, dictonary compression eller network sequence caching. Exakt hur det fungerar kan skilja lite beroende på leverantör, men generellt går det till så här:
När data skickas mellan två wan-optimeringsenheter skapar de ett bibliotek med information om de data som överförs. Trafiken analyseras och olika trafikströmmar eller paket förses med etiketter så att de får en unik identitet.
I takt med att biblioteket fylls på med etiketter börjar enheterna kunna känna igen trafikströmmar och paket som har skickats förr. I stället för att skicka hela dataströmmen kan avsändaren då skicka endast etiketten som identifierar den och den andra enheten kan återskapa alla nödvändiga data från sin mellanlagring. På så sätt kan man minska mängden data som behöver färdas över nätet.
Ett exempel på hur det kan fungera i praktiken är när flera användare använder samma centrala kalkylark som nås över wan-nätet. Med byte caching kan en wan-optimeringsenhet se att det mesta av dataströmmen är densamma som har skickats tidigare. I stället för att skicka om hela strömmen skickas då bara en etikett som identifierar de data som är desamma samt information om den ändring som har utförts. Den mottagande enheten tar fram kalkylarket och lägger in ändringen. I stället för en fil på kanske en megabyte blir det inte mer än några hundra byte, om ens det, som behöver färdas i nätet.
Den som har sysslat med datalagring i större format kanske tycker sig känna igen det här som deduplicering. Tekniken kallas också mycket riktigt ibland för wan-deduplicering och principen är densamma.
Accelerering
Komprimering och datareducering gör att det blir mindre data att sända över länken, men det påverkar inte fördröjningen. Här kommer accelerering eller protokolloptimering in.
Många vanliga protokoll som tcp, cifs och mapi är pratiga. De skickar en massa trafik som inte är nyttotrafik, vilket gör att det tar onödigt lång tid att få fram den viktiga trafiken.
I exempelvis tcp finns det två saker som kan förbättras med wan-optimering. Tcp använder en teknik som kallas slow start. När data ska börja sändas skapas ett fönster och storleken på det avgör hur många paket som kan skickas på en gång. När alla paket i fönstret skickats väntar tcp på en bekräftelse från mottagarna om att allt har kommit fram som det ska. Ju större fönstret är, desto fler paket kan skickas på samma gång.
Tcp börjar med ett förhållandevis litet fönster och om bekräftelsen från mottagaren kommer inom en viss tid ökas fönstrets storlek till nästa sändning. Det pågår tills bekräftelsen tar för lång tid och tcp måste sända om paketen i ett fönster. När det händer minskas fönsterstorleken. På så sätt korrigerar tcp hela tiden hur mycket data som kan sändas under en viss tidsrymd för att få så få omsändningar som möjligt.
Lokal enhet bekräftar
Om vi nu har en lina med bra kapacitet men stor fördröjning blir det problem. Fördröjningen gör att svarstiderna blir långa, vilket håller fönsterstorleken nere. Det gör i sin tur att vi bara använder en bråkdel av den tillgängliga kapaciteten i nätet.
Ett sätt att komma runt det är att accelerera tcp-kommunikationen genom att låta en lokal enhet stå för bekräftelserna. En wan-optimerare kan mäta kapaciteten och vet därför hur stora fönster som kan skickas utan problem.
All tcp-trafik riktas om till optimeraren, som blixtsnabbt bekräftar fönster efter fönster tills att den har fått så många paket den anser sig kunna skicka utan problem. Den drar sedan iväg alla paket till sin motsvarighet på mottagarsidan och inväntar bekräftelse från den.
På så sätt går det att utnyttja kapaciteten i linan mer effektivt samtidigt som avsändarservern inte behöver vänta länge på bekräftelser.
Bättre cifs i Vista
Ett av de mest ökända protokollen när det gäller pratighet är cifs (common internet file system). Eftersom cifs används av Windowsklienter som vill ut på nätet finns det mycket att tjäna på att optimera trafiken och det kan wan-optimering hjälpa till med.
”Ett av de mest ökända
protokollen när det gäller
pratighet är cifs.”
Microsoft har förbättrat cifs-implementeringen i Windows Vista så att exempelvis flera datablock kan sändas samtidigt, men eftersom Vista ännu inte finns på alla klienter är cifs-trafiken fortfarande mer krävande än den behöver vara.
Ett problem som Microsoft har försökt lösa i Vista är att cifs normalt arbetar med datablock som bara är fyra kilobyte stora. Större filer delas upp i fyra kilobyte stora block och varje enskilt block måste anropas. En fil på tio megabyte delas upp i 2 500 block och för varje block skickas en leveransbegäran över nätet.
Det här blir förstås en massa onödig trafik. Med wan-optimering går det att använda en blockstorlek på 60 kilobyte i stället och då minskar förstås mängden ”onödig” trafik betydligt.
Wan-optimering innehåller också ofta en funktion som kallas write back. Normalt behöver klienten vänta på en bekräftelse från servern att varje block har kommit fram ordentligt när en fil ska sparas. Med wan-optimering kommunicerar klienten med optimeringsenheten i stället och den lagrar filen lokalt till att börja med och skickar sedan över den till den centrala servern.
Över ett lan med låg fördröjning är cifs-trafiken normalt inga problem, men med en långväga förbindelse med en fördröjning på kanske 300 millisekunder kan det ta 10 till 15 minuter att få över filen, även om det finns gott om kapacitet i linan. Med wan-optimering av cifs blir väntetiden för användarna i stort sett obefintlig.
Trafikstyrning
Trafikstyrning med hjälp av quality of service, qos, kan se till att viktig trafik kommer fram utan några onödiga förseningar. Det gör inte att all trafik går snabbare, men genom att prioritera rätt kan det verka så för användarna.
Voip får hög prioritet
Ett klassiskt exempel är voip där även små fördröjningar gör att hela förbindelsen verkar hackig. Här måste varje paket komma fram i rätt tid och i rätt ordning, vilket innebär att trafiken måste få högsta prioritet.
Ett e-postmeddelande å andra sidan är inte alls lika tidsberoende. Användaren bryr sig knappast om han eller hon får vänta ett par sekunder extra innan det dyker upp i inkorgen, speciellt som användaren i de flesta fall inte ens visste att mejlet var på ingång.
Med qos kan administratörer ange vilka trafiktyper som ska få företräde och därmed styra trafiken så att tidskänsliga data alltid får gå före i kön.
Felkorrigering
Hur väl man än optimerar, accelererar och styr sin trafik i nätet kommer det ändå att försvinna en del paket på vägen. De paketen måste skickas om och det finns beräkningar som visar att så mycket som fem procent av trafiken i ett nät består av paket som skickas om.
Ett sätt att minska mängden omsända paket är att använda forward error correction, fec. Enkelt uttryckt fungerar fec så att det lägger till felkorrigeringsinformation till de data som skickas. Om ett paket kommer bort på vägen kan optimeringsenheten på mottagarsidan använda informationen i fec-paketet för att rekonstruera det försvunna paketet utan att det behöver sändas om.
Prestandavinster
Vilka förbättringar kan man då räkna med om man skaffar ett wan-optimeringssystem? Det är omöjligt att svara på exakt, eftersom det beror så mycket på den egna miljön och kvaliteten på förbindelserna. Med hög kapacitet och mycket ”tjatter” i linorna samtidigt som samma data skickas om och om igen hela tiden hävdar leverantörerna att man kan få 10 till 40 gånger bättre svarstider.
All trafik kan inte dra lika stor nytta av optimeringen. Voip till exempel mår förstås bra av qos, men de övriga teknikerna gör inte att voip går snabbare.
Kryptering kan också vara ett problem i och med att dessa data ser helt slumpmässiga ut och inte kan komprimeras. Ssl-trafik går till exempel inte att komprimera rakt av eftersom den är krypterad, men här har leverantörerna lösningar som klarar det ändå. Optimeringsenheterna fångar upp ssl-trafiken, dekrypterar den, optimerar innehållet, komprimerar om den och skickar ut den på nätet igen.
100 000 till 200 000 kronor
Exakt vad leverantörerna erbjuder i sina lösningar varierar. Som vi märkte i vårt test i TechWorld nummer 1 i år verkar en del produkter mer tänkta som centrala administrationslösningar än som någon form av accelerering av nättrafiken.
Riktig wan-optimering innehåller enligt vår mening de flesta av de funktioner vi har beskrivit här ovan. I praktiken kan qos ligga vid sidan om, medan resten brukar ingå.
”Man får räkna med att
priset hamnar på runt 100 000
till 200 000 kronor.”
Prismässigt får man räkna med att en lösning för wan-optimering hamnar på runt 100 000 till 200 000 kronor. Det är en hel del pengar, men om man kan undvika att köpa mer kapacitet i wan-förbindelsen kan det löna sig på sikt. Det är i alla fall definitivt värt att titta närmare på wan-optimering och inte bara automatiskt köpa mer kapacitet.
Illustration och grafik: Jonas Englund
» Så går du vidare, länkar:
- Kort introduktion till vad wan-optimering handlar om: www.bluecoat.com/jump/dummies
- En teknisk genomgång av ett wan-optimeringssystem: www.riverbed.com/docs/TechOverview-Riverbed-RiOS.pdf
- Funktioner man kan förvänta sig att hitta i ett wan-optimeringssystem: http://anuesystems.com/documents/AnueAppNoteWANAcc1007.pdf
- Lösningar från Juniper: www.juniper.net/us/en/products-services/application-acceleration/wxc-series/
- Lösningar från Expand: www.expand.com/technology/optimization.aspx
- Lösningar från Cisco: www.cisco.com/en/US/prod/collateral/contnetw/ps5680/ps647/prod_bulletin0900aecd80483a40.html
- Lösningar från Bluecoat: www.bluecoat.com/products/sg/810
- Lösningar från Exinda: www.exinda.com/
- Cifs – common internet file system. En standard för fildelning som bland annat används av Windows för att hämta och lagra filer på ett nätverk. Egentligen utvecklat för lokala nätverk, där fördröjningar inte är något problem. Det skickar därför mycket extra information, vilket gör att det drar ner prestanda.
- Qos – quality of service. En metod för att garantera att vissa trafiktyper får den kvalitet på överföringen som de behöver. Det kan handla om överföringshastighet, maximal fördröjning, hur många paket som får tappas med mera.
- Ssl – secure system layer. Ett krypteringsprotokoll som används för att skapa säkra förbindelser över nätverk. Har egentligen efterträtts av transport layer security, men är så inarbetat att det fortfarande används som ett begrepp för säkra internetförbindelser.
- Voip – voice over internet protocol. En samling tekniker som används för att skicka tal över ip-nätverk.
- Wan – wide area network. Nätverk med stor geografisk täckning. I praktiken ska det koppla ihop nätverk som inte ligger i samma stad.
