WAFS与WAN优化：从泾渭分明到渐行渐融

Juniper WX/WXC平台

    Juniper的广域网优化技术来自于2005年被其所收购的Peribit网络公司。后者是一家创建于2000年初，始终致力于开发WAN优化设备的新兴企业。Peribit网络公司的平台和软件为客户改善WAN容量、提供更快的应用性能、区分应用交付的优先顺序，并实现整个系统层面上的网络和应用性能的可视性。Peribit网络公司的解决方案使应用在WAN上表现卓越。其产品已获全球900多家企业客户应用。

    随后，Juniper就推出了基于Peribit技术的WAN加速系列产品。其中包括：

• WX系列 包括WX 15、WX 20、WX 50、WX 60、WX 100和WX Stack。这些平台提供从64Kbps到155Mbps的压缩输出，每个平台支持2到2000个远程站点。多个WX平台的组合可支持无限数量的位置；
• WXC平台系列 包括WXC 250、WXC 500和WXC Stack。WXC平台速度可从128Kbps扩展到155Mbps，硬盘驱动器容量从40GB到3TB。这两个系列的不同之处在于WXC系列产品还提供一项与硬件相关的附加特性“序列缓存”。

    WX CMS软件是配套的中央位置配置并管理多个WX和WXC平台的软件工具。它能够针对WX Framework的每个单元提供可视性。通过WX CMS软件，IT人员可管理通过分子序列压缩（MSR）和网络序列缓存技术创建的更多容量、察看数据包流加速（PFA）和应用流加速（AppFlow）技术对应用性能的影响、按QoS分配带宽并为应用划分优先级、并通过基于策略的多路径功能在多条WAN链路上发送应用。

    对于WX和WXC的网络部署位置，IT人员必须能够选择是将WAN优化设备部署在LAN交换机与WAN路由器之间的网络上，还是以旁路方式将它们与交换机或路由器相连接。WX和WXC应用加速平台支持两种模式——串联模式和旁路模式——的部署选项（见下图）。

    虽然基本串联配置是WAN优化设备的常见特性，但WX和WXC设备具有独特的802.1Q感知能力，可以将所有VLAN（高达4095个）中所有流量全部进行压缩优化。在通过隧道向其他目的地传输数据包时，优化设备还可以选择性的保存VLAN标签。

    旁路部署模式是与某些WAN架构进行互操作的关键。例如，如果WAN路由器用作骨干，同时服务于本地LAN和远程网络，则IT人员需要将WAN优化平台与路由器上的端口直接连接。使用旁路部署模式，以便WX或WXC设备选择性的转发需要优化的流量，并可以选择哪些流量不进行优化处理。

    WX和WXC平台具有独特的冗余特性。设备支持容错透传的自动旁路机制，因此，当设备发生故障时，所有流量都将以线速穿过设备，网络链路不受任何影响。对于其他级别的冗余，WX和WXC平台支持双主模式，无需额外配置周边的网络设备，同时还支持n+1备份机制。此外，平台还可以与通过冗余协议配置的路由器协作，设备可在冗余的WAN路由器中间平均分配隧道流量，或在冗余的目的地WX和WXC设备中间平均分配流量。

    WX Framework技术体系架构支撑了Juniper网络公司WX和WXC应用加速平台，这两个平台都属于旨在加快中央站点、分支办事处和远程用户应用响应速度的系列解决方案。

集成的WX Framework

    WX Framework中提供的技术包括数据压缩、序列缓存、应用加速、应用控制及应用可视性监控。易用性和可扩展特性包括通过路由协议监听来了解网络拓扑，通过WX与WXC平台之间的持续通信，以便动态更新整个网络，并且安装部署WX和WXC设备非常灵活，无需更改现有网络。

    在WX Framework中包含的主要技术包括：分子序列压缩（MSR）技术；网络序列缓存技术；基本服务质量（QoS）功能；数据包流加速（PFA）技术。

分子序列压缩（MSR）

    MSR使用基于内存的高效模式字典来检测并消除广泛应用上的重复数据。通过消除重复数据，企业通常能将现有WAN链路的容量提升2-4倍，有时高达10倍，具体取决于应用。即便其重复数据样式的数据规模极大，压缩技术也只是增加了极短的时延——通常是2毫秒左右。MSR的另一个核心属性在于能够维持其压缩效率，即便在带宽极大的情况下，如扩展到OC-3这样的链路，数据压缩效率也是如此。

网络序列缓存技术

    网络序列缓存技术是WXC平台专有的技术。它能够识别大型数据模式，其数据样式的规模和长度远远超过MSR压缩技术的能力，从而更有效的增加WAN带宽容量。序列缓存技术依赖嵌入式硬盘来长时间保存更大规模的数据样式，通过它们来减少数据在WAN上的传输。

    从表面上看，由于运行在大型的数据模式上，序列缓存技术与文件缓存相似。但实际上，二者存在巨大差别。文件缓存旨在消除大量的重复文件传输，但却经常因为两个主要局限性而无法实现。首先，文件缓存只作用于单一应用，但企业一般都运行着不同应用的组合，因此，文件缓存对减少WAN传输的总体影响有限。其次，文件缓存只作用于重复文件。

    序列缓存技术可作用于基于IP的任何应用。同时还能识别重复的数据模式并消除它们，即便文件经过修改也不例外。鉴于WAN上传输的大多数大型文件都是已发送文件的简单的修订版本，因此，序列缓存远比文件缓存有效。例如，在30页的PowerPoint文件中，修改了几处后再通过WAN发送。序列缓存可检测到重复内容并消除99%的WAN传输，但文件缓存却不能。此外，使用主板上的硬盘使序列缓存技术能够提供几十到几百千兆字节（GB）的永久性存储容量，因此，您甚至能够有效消除几天前曾遇到的类似数据流。

基本服务质量（QoS）功能

    WX操作系统（WXOS）软件使用基于向导的QoS模板，来简化QoS配置和基于向导的配置。这种方法能够在大多数设备中确保QoS与保证实施简便性之间实现所需平衡。

    QoS功能与WX Framework的可视特性相集成。始终获得WAN状态反馈是成功实施QoS的关键。例如，QoS必须了解流量的压缩比例以及为了获悉何时激活优先级分配技术所需的WAN容量。

    IT人员可为应用分配优先级和带宽分配标准。WX和WXC平台允许IT人员不仅能够察看IP报头或ToS/DiffServ信息，还能深入察看数据有效负荷的内部以利用第7层应用信息，从而对流量进行分类。

    由于WX和WXC平台同时了解本地WAN链路速度和所有远程WX和WXC链路速度，因此，IT人员可准确分配资源，从而最大限度地提高链路资源利用率，同时避免WX或WXC平台超载。WX和WXC系统软件也支持各种排队选项，以便为WAN链路访问分配优先级。

数据包流加速（PFA）技术

    为了加快最广泛的业务应用的传输速度，WAN优化和应用加速平台应克服时延影响。时延影响应用性能，因为基本协议依赖往返的数据传输队列和确认。每个“发送和确认”操作都要经历一个完整的WAN往返时间（RTT）时延，因此，使用无效协议的应用可能需要几百甚至几千次RTT来完成传输或下载任务。

    为了克服这些时延，应用加速平台同时需要TCP加速（用于支持标准的应用）和特定应用的加速（用于加速第7层协议效率比TCP层效率还低的应用）。

    WX Framework的数据包流加速（PFA）技术包括一系列能够加速TCP以提高应用性能的技术：

• 快速连接建立技术能够从TCP连接过程中消除一个RTT过程、对使用短连接且频繁建立连接的此类应用进行加速，从而提高应用的性能。
• 主动流管线技术通过终结本地TCP连接，并在WX及/或WXC设备之间使用更高效的传输协议，从而加速数据传输效率，提高TCP应用传输性能。这个特性适于在高带宽、高时延的链路基础上，大幅度提高应用性能。
• 前向纠错技术解决了网络上的重发需求。它使用恢复数据包，同时发送检索这些数据包的数据包，允许重新构建丢失的数据包。
• AppFlow技术允许顺序传输这些数据块和web对象，快速连续发送足够多的数据块来利用可用的WAN容量，进而加速这些应用。AppFlow技术可将应用性能提升3至100倍。

    通过以上这些加速技术，PFA在很大程度上降低了TCP/IP数据包流中的延时，大大加快应用响应时间。

    WXOS软件为了解WAN流量特征以及流经WX和WXC平台的应用的性能水平，提供最广泛、最深入的分析工具。IT人员可选择在汇聚模式中、逐WX或WXC设备的察看性能，可洞悉数据包规模、错误率、吞吐量、TCP和应用加速数据等信息。除提供这些信息外，WXOS软件还提供其他独特视图，包括：缜密的流量监控器，以便了解并通知哪些流量没有压缩及其原因；显示路径时延和路径丢包情况的链路SLA监控器；显示入站和出站流量的数据包规模柱状图；TCP和应用加速结果；显示设备上所有隧道状态的隧道汇总。

    WX CMS软件补充了WXOS软件，允许IT人员从一个集中位置配置并管理多个WX和WXC平台。WX CMS软件为IT人员提供针对整个分布式企业的所有系统功能的统一视图。IT人员可察看压缩性能、应用加速、WAN利用率以及QoS和带宽分配的评估标准。WX CMS软件为IT人员提供信息，包括哪些流量正在穿过WAN、哪些应用正在消耗大多数宝贵的可用WAN容量、应用QoS正在影响哪些流量等。IT人员还能使用WX CMS软件来安排系统升级、应用新配置、更新QoS策略，并使许可管理流程自动化。