广域网加速技术研究与实践

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2023年12月24日发(作者：)

2018年·第2期栏目编辑：梁丽雯 E-mail:liven_01@ctice|运维管理广域网加速技术研究与实践

*■ 中国人民银行十堰市中心支行　左勤刚

摘广域网加速技术是一种能有效提升广域网带宽利用价值的重要技术，它主要通过数据流削减、数据流压要：缩、数据流缓存和协议加速等技术来提高广域网的性能，实现带宽利用最大化，切实解决广域网使用的难题。中国人民银行十堰市中心支行在实际网络环境下部署、验证了广域网加速技术的可行性和实用性，取得了较好的成效。广域网加速；研究；实践关键词：随着人民银行两级数据中心建设的完成，数据集中在总、分行数据中心，其优点是显而易见：数据集中处理对网络的依赖性更强、对带宽要求更高。然而桌面云的部署、视频会议系统以及远程培训系统等带宽消耗“大户”的并发，加剧了广域网带宽资源的紧张局面。广域网带宽已成为制约应用系统进一步集中的瓶颈。人民银行十堰市中心支行（以下简称“人行十堰中支”）对带宽加速技术进行了研究与实践，成功地将广域网带宽利用价值提升了3至5倍，网络性能大幅提升。是通过简单地扩充广域网带宽的办法来解决问题，而是在中心支行和县支行间的广域网探索应用加速和优化技术，进而提供智能广域网解决方案。即使用广域网加速设备的数据流削减、数据流压缩、数据流缓存和协议加速等技术来提高应用和广域网的性能，确保通过广域网提供接近局域网的应用性能，从而解决了广域网由于带宽限制、延迟或协议局限性导致的应用性能问题，改善了关键应用的响应时间。在不增加广域网线路租费的情况下获得带宽最佳性价比。虽然带宽瓶颈是限制广域网传输质量的重要因素，但除此外还有很关键的两个影响因素。一是由于一、实施背景为了提供最佳的用户体验，有效解决业务网带宽紧张带来的一系列问题，人民银行十堰市中心支行不广域网上具有大量面向连接的TCP会话，虽然保证了数据传输的准确性，但由于TCP必须先建立连接再开始会话的传输机制，导致TCP的流控算法不能很好地适应作者简介： 左勤刚(1975-)，男，湖北十堰人，工程师。收稿日期： 2018-01-15*本文仅代表作者个人观点，不代表作者所在单位意见。67

Practice|运维管理低延时的应用。二是大量数据量小的建立会话占用了大量的带宽资源，不断地重发也会造成网络拥塞。二、技术原理（一）协议优化在恶劣的广域网环境下使用了传输流优化的方式优先保护应用。即通过在广域网两端架设的加速设备建立大量的初始窗口、超过TCP标准的虚拟窗口以及优化型丢包处理，实现会话快速启动，避免了TCP“慢上升、快下降”的缺点。（二）应用加速针对数据本身的冗余，广域网加速设备采用数据压缩、临时文件缓存、重复数据删除的整体方案。一是数据缓存。通过广域网加速设备将大量重复的临时数据进行缓存。县支行用户访问的临时数据及会话信息保存在广域网加速设备的高速缓存中，高速缓存提供传输服务，节省会话查找的时间，并不影响数据的完整性和安全性。同时通过协议层提前读取、操作预测、会话复用等功能最大限度地缩短会话延时。二是数据压缩。通过广域网加速设备将数据包进行压缩，压缩端使用设备缓冲区在发送数据时进行压缩，由广域网发往解压端。对普通数据采用包头压缩和有效载荷压缩的方式完成数据压缩。包头压缩通过减少数据流中连续数据的重复信息来提高带宽利用率。首先是发送几个未压缩的数据包，建立会话的共享信息并形成数据特征库，共享信息包含包头静态阀、动态阀及变化模式，发送端使用共享信息对数据进行压缩，接收端完成解压。有效载荷压缩使用块压缩技术，将数据包的所有信息进行压缩，根据有效载荷中的共同序列形成数据特征库，并为每个数据特征库匹配一个特征码，由压缩端发送至解压端，接收端使用特征码进行解压。对Web的应用使用HTTP压缩。由于HTTP传输过程中头部信息很少发生变化，HTTP压缩通过只传输差异信息的方式减少数据量，682018年·第2期栏目编辑：梁丽雯 E-mail:liven_01@以达到应用加速的目的。三是重复数据删除。通过广域网加速设备进行重复数据删除，由广域网传输设备识别所有数据包中的重复数据，将所有重复数据保留一个副本，其余重复数据删除。因此，其他会话匹配副本中的数据后，由广域网加速设备直接完成替换和发送，减少了重复数据的传输量，节省了传输空间。三、解决方案该解决方案部署工作在人行十堰中支和辖内的县支行之间开展。中支部署一台广域网加速设备，辖内支行各部署一台广域网加速设备。中支的加速设备支持子接口汇聚，经电信和广电专线与辖内支行互联。如图1所示。十堰市中支主路由器广域网加速设备备路由器广域网加速设备广域网加速设备丹江口市支行房县支行路由器路由器电信线路广电线路图1　广域网加速设备广域网加速设备在桥接模式下工作，且支持旁路功能，即如果某个支行一端加速设备故障停止工作（非极限情形），该支行带宽加速功能随即失效，但并不影响其正常网络的数据传输。

2018年·第2期栏目编辑：梁丽雯 E-mail:liven_01@ctice|运维管理四、取得成效（一）经济性较高带宽加速技术的应用提高了数据传输速度，提升了带宽利用价值，节约了广域网线路租用费，它使人行的数据进一步整合成为可能，具备较高的经济性。（二）优化了广域网性能广域网加速设备充分利用了现有的广域网线路性能资源，在提高带宽利用率的同时提升业务应用速度和访问体验。通过冗余数据削减技术，传输协议优化技术对应用进行大幅加速，提高带宽吞吐量，让操作变得顺畅，加快业务速度、提升工作效率。事实上，广域网上所有的应用都在不同程度上有所加速，见表1所列。（三）提升网络服务质量（QoS），规范用户行为针对广域网环境承载有邮件、会计核算系统、账户系统等多种业务并存情况，广域网加速解决方案提供基于QOS、基于应用的流量管理功能，可对线路中的各应用流量进行优先级划分，保障核心业务、适当限制非核心业务；广域网加速设备同时具备行为管理功能，可以对网络中的用户行为按预设规则进行管理。（四）视频会议效果优化视频会议因为带宽被挤占、链路存在丢包等情况会出现马赛克、画面抖动等情况。带宽加速技术可从带宽、链路质量等两方面解决视频会议问题。对视频会议进行智能带宽保障、链路优化，在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，同时保障其他业务应用。（五）有利于桌面云技术推广优化人行十堰中支在对县支行桌面云进行测试时发现，一个支行（广域网带宽10M）在业务高峰期桌面云超过10个用户后，体验较差。但使用带宽加速技术后，桌面云使用效果和传统PC一致，用户体验更佳。（六）有利于数据传输优化异地备份系统投产后，传输数据流快速增长，带宽是必须关注的重要因素。通过广域网加速设备可大幅提高单连接吞吐量，充分利用带宽、丢包优化提高灾备速度，削减备份冗余数据、灾备时间，提升广域网线路使用效率。人行十堰中支实践的广域网加速技术应用提升了网络质量、节约了线路租金、提高了传输效率，为人民银行“云”化之路夯实了网络基础，具有重要意义。FTT

参考文献：[1]IT168. Gartner广域网优化2015年魔力象限[EB/OL]. /a2015/0401/1716/.[2]深信服科技. 广域网优化，破除虚拟化障碍[EB/OL]. /topic/2011woc/.表1　部署广域网加速设备前后桌面云流量对照表使用场景使用场景未使用广域网加速设备占用带宽（KBit/s）25386287重量级424业务场景OA/邮件丹江口远程培训（不同视频）丹江口流媒体不同双流媒体测试方法占用带宽（KBit/s）494.868.9115.4使用广域网加速设备业务场景OA/邮件丹江口远程培训广域网加速设备出口流量统计10（不同视频）分钟流速（取单丹江口流媒体台平均值）不同双流媒体测试方法84%75.5%76%72.9%流量消减比业务量级轻量级中量级监控交换机端口5分钟内的流速（多组数据取均值）注：本表是所有数据均为在丹江口市支行桌面云上的测试结果69

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