近年来，随着信息技术，特别是网络技术的飞速发展，信息化已经成为各大中型企业普遍关注的焦点。随着企业业务范围的不断扩大以及竞争的加剧，越来越多的企业开始在全国甚至全球范围内建立分支机构，越来越多的出差员工在非固定场所访问总部业务系统。总部与分支机构之间协同工作的需求越来越高。同时，随着业务持续扩展和应用日益复杂，组织的IT基础框架越来越朝着集中管理的方向发展，建立数据中心和私有云成为IT建设的潮流。将业务数据存储、应用服务以及业务管理放在数据中心完成的部署方式给企业带来各方面的优势。
随着人员和业务量的扩大，传输的数据量也成指数级增长，对广域网的带宽及传输速度提出了越来越高的要求。分支结构和移动员工需要通过广域网与总部数据中心进行频繁数据交互，然而各种企业应用在广域网上运行的效率遭遇到巨大挑战，网络质量造成的业务问题时有发生。如何构建安全可靠、高效实用、性价比高的企业广域网系统。实际上仅靠增加广域网带宽来缓解网络数据压力是不切实际的，就像一个黑洞，带宽的增加远远赶不上数据膨胀的速度，广域网的带宽不是制约广域网整体性能的主要原因，而且增加带宽的成本高昂。下面作者结合所在公司实际，从广域网建设应遵循原则、广域网面临的问题以及造成的影响和广域网优化技术方案等方面，探讨企业如何构建高性能的广域网，助力企业尽快完成数据大集中，促进企业业务应用整合。
1、广域网建设应遵循原则
从整个网络角度看，广域网的可靠性设计在企业网络基础设施规划中占据更重要的位置，是一个复杂的系统工程，应贯穿网络规划、设计、部署实施、运行维护等阶段，应遵循以下原则：
(1)先进性。网络系统的先进性是规划设计人员要首先考虑的，尽可能采用先进的网络技术以适应不断膨胀的数据、语音、视频传输的需要，能使所建网络在长时间内保持先进性和可用性，在相当长的一段时间内不至于落后或被淘汰，而且能适应近期及中远期业务的需求。
(2)标准性。采用标准化的技术，可以保证网络发展的一致性，增强网络的兼容性，以达到网络的互连与开放。为确保将来不同厂家设备、不同应用、不同协议连接，整个网络从设计、技术和设备的选择，必须支持国际标准的网络接口和协议，以提供高度的开放性。
(3)可扩展性。设备选型时应充分考虑设备的可扩展性，随着应用和用户的增加，核心骨干网络设备的交换能力和容量必须能作出线性的增长，设备应能提供高端口密度、模块化的设计以及多种类接口、技术的选择，以方便未来更灵活的扩展。
(4)安全可靠性。为保证各项业务应用，网络必须具有高可靠性，在采用硬件备份、冗余、多链路、多通道等可靠性技术的基础上，采用相关的软件技术提供较强的管理机制、控制手段等技术措施提高整个网络系统的安全可靠性。网络的安全性对网络设计是非常重要的，合理的网络安全控制，可以使应用环境中的信息资源得到有效的保护，可以有效控制未授权用户对网络资源的访问。
(5)可管理和可维护性。选择先进的网络管理软件是必不可少的，可以通过网络管理平台对网络中的设备进行配置、控制，监控网络设备状态，故障报警，网络流量统计分析以及计费等，提高网络管理的效率。
2、广域网面临的问题以及造成的影响
随着企业对信息化的重视，各企业分支和公司总部之间的网络建设日趋完善，绝大多数企业更倾向于建设集中的数据中心，数据中心作为企业网络的心脏，在推进过程中面临众多挑战。广域网作为企业网络的主要干道，其互联互通和通信能力是关键，尤其是在数据流急剧增长时还要保障持续稳定的运行。如何解决这个瓶颈问题?如何能切实提高网络的服务质量?要想解决这个问题，我们首先要搞清楚，造成网络服务质量低下的问题到底有哪些。
(1)带宽这个瓶颈显而易见。带宽永远是广域网应用会遇到的一个重大问题，没有任何一种应用系统在发送数据时可以突破带宽容量的限制，但是是不是解决了带宽就能完全解决广域网传输性能问题?是不是我们有了100M的带宽，传输速度就能够达到100M呢?很不幸，很多时候我们并不能使用到物理数据链路所提供的实际带宽大小!随着企业应用系统的完善，单纯通过增加带宽已经不能解决广域网应用中出现的诸多问题，因为某些情况下，广域网的带宽不是制约广域网整体性能的主要因素。
(2)网络延时才是首要问题。在我们的局域网中，网络延时通常是可控的，基本可以达到毫秒级的控制，但是到了广域网上，这个时长通常都不是用户所能控制的，而网络延时一方直接导致我们的系统响应变慢。网络延迟造成的最直观的感受就是应用系统访问速度缓慢，难以忍受。比如：访问OA办公自动化系统的时候，在输入用户名和密码之后要等待很长时间才能够进入系统，延时过大的时候甚至在输入用户名或者密码时需要等待较长的时间。在文件共享的时候，耗时较长，如果延时过高，甚至造成文件传输失败。应用系统经常由于延时的影响而长时间没有响应，严重的影响了工作效率。
(3)协议处理机制严重影响网络性能。目前广域网中使用最广泛的传输协议就是TCP(Transfer Control Protocol)协议，TCP协议是一个面向连接的、安全的传输协议，在网络两端的主机建立TCP连接时需要进行三次握手，其拥塞控制机制采取的是“慢上升、快下降”的方式。面对当时的网络状况，TCP避免网络过渡拥塞是一种较好的选择。但对于现在的网络吞吐能力而言，这样的机制反而大大限制了跨网访问速度。比如在访问WEB页面的时候，一个页面中的各个元素都是由单独的TCP会话来进行传输的，可能的会话数达到几十个上百个，每一个会话都要处理繁杂的确认机制，在遇到由于延时或者丢包造成确认不成功时又要重新发起会话，导致页面访问缓慢。此外在TCP协议传输数据的时候，一端到另一端所正在传输的数据量还受数据报窗口的大小限制，当该窗口满了以后，发送方就无法发送更多的数据，直到接受方确认已经接收了窗口中的部分数据。如果数据报窗口太小的话，必然会影响数据传输和应答的速率，从而影响整个数据链路的吞吐能力。
(4)重复数据导致效率低下。在网络两端往往需要传输大量的重复数据，比如公司总部的通知、公文处理、WEB访问、文件共享、文件下载等，下属分支机构的每一个员工如果都需要阅读的话，通常情况下每个人的计算机都要通过传输线路到公司总部的服务器上去取相应的文件，这样同样的一份数据在线路中传输了N多次，使得线路带宽的利用率低下。各企业分支在处理文件公文时，同一个文件和附件在广域网上传输很多次，这样的重复数据大量挤占了我们宝贵的带宽资源，导致重要业务数据无法获得充分的网络资源。
(5)应用系统无法与广域网相融合。一些应用系统的网络交互设计无法和广域网进行很好的融合，就像TCP协议遇到的情况一样，就拿我们经常用到的网上邻居来看，网上邻居是WINDOWS系统通过CIFS(Common Internet File System)协议提供的文件共享服务，同样在遇到网络延时和消息大小限制的时候，实际的网络传输效率是会随着延时的增加而迅速下降的，原本在局域网内正常使用的应用系统，一旦融入到广域网环境中，就变得效率低下，甚至无法使用。这大大影响了企业业务范围的拓展，无形中对企业发展形成一道隐形的屏蔽。
上面讲述的几个问题，都是单纯增加带宽所不能解决的，为了解决以上提到的广域网传输性能所遇到的问题，提高网络传输速度和效率，避免不断增加硬件投资，带宽扩容，我们必须要借助新技术新产品：广域网优化控制器WOC(WAN Optimization Controller)。当我们清楚知道广域网面临的问题以及造成的影响后，我们看看广域网优化技术是如何解决企业在进行广域网中所遇到的问题。
3、广域网优化技术解决方案
(1)应用及流量可视化，打造一张可管理的广域网。IT管理者需要详细了解当前带宽资源的使用情况，通过访问WOC的数据中心，查看指定时问周期内应用流量分布情况，用户流量分布和排名等。然后对非业务流量如P2P行为等进行带宽限制，对领导的视频会议系统、业务部门的应用流量需求进行满足，通过WOC的流量管理系统针对不同用户/用户组、时间段、应用类型/网站类型/上传下载文件类型、结合服务质量保障优先级机制，进行带宽划分和分配，实现带宽资源利用率的最大化。
(2)提升广域网链路质量，保障网络稳定运行。针对传统TCP“慢上升、快下降”的低效传输机制，WOC提出了HTP高速传输协议技术(HighSpeed Transmission Protocol)。HTP协议通过扩充传输窗口、改善拥塞控制算法、选择性快速重传等技术提高TCP传输效率。刚好与传统TCP“慢上升、快下降”相对，HTP快速传输协议对于数据传输为“快上升、慢下降”。在网络吞吐允许的情况下以最短的时间将传输速度提高到吞吐量所允许的最高；当遇到高丢包、高延时等现象，则通过优化的拥塞控制机制最大的适应网络所允许的最高传输速度，保证传输质量。通过HTP快速传输协议，可显著提升在高丢包、高延时情况下的网络传输速度，提升广域网链路质量，保障网络稳定运行。
(3)冗余数据削减技术，提高带宽吞吐率。WOC加速引擎中特有的“基于码流特征的数据优化”技术，能够大大降低广域网传输过程中的数据流量，能够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，当具有相同指针的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。目前很多加速产品采用了文件缓存方式进行加速，即将文件缓存在网关上，用户访问文件的时候实际上是从本地网关取得文件，并没有直接访问远程服务器上的文件，这种方法存在两个比较明显的问题：无法保证文件的实时性，如果服务器上面的文件更新了，可能导致用户访问的还是以前的版本；如果服务器上面的文件变化较小，比如一个100MB的ZIP文件中增加了一个1MB打包文件，需要将整个文件重新传输一次。WOC加速引擎中的“基于码流特征的数据优化”技术完全可以替代文件缓存技术，通过优化的模式匹配算法，可以使网络中传输的数据足够小，能够达到和文件缓存相当的加速速度，还能在保证实时性同时对变化较小的文件同样能够起到加速作用。
(4)协议优化，应用加速，提升核心业务系统访问速度，提升工作效率。WOC的应答优化机制通过对TCP消息进行监听，减少应答在广域网中传输的次数，同时又保证了协议交互的完整性，大大地减少了广域网延迟对传输的影响。针对应用协议本身的优化需求，WOC设备采用了HTTP、HTTPS、FTP，POP3、SMTP，CIFS、MAPI、Oracle EBS、RDP、Citrix等协议优化机制，可对Lotus Notes、Exchange、Outlook、金蝶EAS、用友NC、SAP NetWeaver、Oracle EBS、远程桌面、Citrix等应用进行优化，通过协议代理、优化应用交互机制、WebCache技术等大幅提高应用交互速度，提高用户访问体验。WOC采用了高效的GZIP和LZO高速流压缩算法，可以对所有的数据先压缩后传送，大大提高了终端用户在使用Web资源和C/S应用时的访问速度，减少下载时间和网络流量。
(5)广域网流量管理，实现流量整形和基于应用的带宽保障。WOC应能识别广域网及互联网应用协议，且可手动添加，支持DPI(深度内容检测)和DFI(动态流状态检测)技术识别应用，无需额外配置即可识别出应用，自动选择加速策略进行加速，支持Token Bucket和基于队列的广域网流量处理技术，支持基于应用和内容的广域网流量整形功能，提高广域网利用率。可基于用户、应用、生效时问设置带宽/限制保障通道，针对保障通道整体进行上行/下行带宽保障设置、最大上下行带宽设置，例如可对视频会议设置带宽保障，保障最小上下行1M/s的带宽，但视频会议未在使用时，允许其他应用借用此带宽。针对限制通道，可设置最大上下行带宽设置，例如可针对FTP应用设置最大上下行512K/s的上下行带宽，并可限制单用户最大上下行64KB/s带宽。
(6)通过智能带宽分配，丢包补偿方法，保障视频会议效果。无论在专线情况下还是公网环境下，视频会议因为带宽被挤占、链路存在丢包等情况极易出现马赛克、画面抖动等情况。面对这种情况，QOS的确功不可没，通过应用分层模型实现不同优先等级数据的有序发送。但QOS却有一个致命的缺陷，在面对瞬时突发流量，QOS由于本身调度机制存在一定的延时，对突发流量的控制收敛过慢，将导致视频会议在瞬间被冲击马赛克出现。WOC智能带宽保障，改进了传统QOS的缺陷，针对视频会议设置带宽保障通道，如设置视频会议最小保障带宽为1M并定为最高优先级，视频会议开启时自动分配1M带宽。结合流量可视化结果针对核心应用设置最小保障通道，并允许借用空余带宽提高保障，保证视频会议开启时使用顺畅，实现智能带宽保障。针对视频会议数据丢包现象，WOC使用UDP代理算法和FEC前向校验算法得到了很好的效果。视频端——WOC——网关——广域网——网关——WOC——视频端，在WOC设备上，对视频端发送过来的UDP数据进行代理将视频数据缓存在设备中，并将视频转成可靠连接的TCP并与对端的WOC建立连接，通过TCP本身的TCP序列号校验保障视频包不会乱序。若是出现视频丢包，基于TCP可靠连接的要求，WOC设备将立即知道是哪个包丢失，以最高优先级从缓存中提取对应数据包，并以最高优先级发送到对端WOC；对端WOC在收到丢失包后，将按顺序重组视频流并转换成UDP的方式发送到视频端。通过WOC可从带宽、链路质量两方面全面解决视频会议问题：对视频会议进行智能带宽保障(视频在开，保障带宽；视频关闭，带宽释放)、链路优化、其余流量削减让出带宽给视频会议的同时提升应用速度。达到视频效果好、业务应用速度好、带宽还不用升级、投资回报高的目的。
企业集团化运作及分支结构的日益增多对广域网应用提出了越来越高的要求，而目前广域网传输速度低下的现状使数据集中与业务分散的发展趋势产生矛盾。通过对广域网问题的分析可知，目前广域网的主要问题集中在带宽限制和网络延迟上，传统的解决方案和方法不能从根本上解决问题，并且会带来新的问题。广域网优化技术针对不同客户的广域网问题提出有针对性的解决方案，解决客户在广域网应用过程中遇到的问题，真正为客户创造价值。在最近这些年，国内很多行业通过“数据大集中”实现全系统IT资源的整合，实现信息及数据资源共享，促进了企业业务应用整合。过去，虽然知道“数据大集中”能给企业带来众多好处，然而，由于原有恶劣的网络环境和专线租用成本太高而无法进行网络改造，企业的网络建设严重滞后于公司业务的发展，甚至造成直接经济损失。WOC的出现彻底终结了这一局面。首先，WOC能够对95%以上的广域网进行优化，达到应用加速效果；其次，“黄金分割点”般的高性价比不会让企业为网络加速的成本而头疼。通过对广域网优化，让企业的业务应用整合成为可能，为企业实施组织结构、管理模式和业务流程提升提供支撑，增强企业对市场变化的快速反应能力及适应力，最终使企业成为受人尊敬的、具有国际影响力和竞争力的一流企业。
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本文标题：广域网优化技术助力大中型企业数据大集中
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