Bedrijven hebben steeds meer werknemers die op afstand willen of moeten werken en dan gebruik willen maken van de bedrijfsservers. Zelf kan een bedrijf bepaalde serverdiensten uitbesteden en via een hoster aan zijn werknemers ter beschikking stellen. Het internet is echter weinig efficiënt, zodat werken op afstand erg traag kan gaan. Dat leidt vaak tot frustraties. WAN-optimalisatie kan hier uitkomst bieden.

Moderne ondernemingen stellen heel wat diensten en applicaties ter beschikking via hun breedbandaansluiting op het internet. Zo’n wan- of wide area network-aansluiting geeft toegang tot bedrijfsservers. Dat kunnen zowel webservers als applicatieservers zijn, maar ook fileservers, multimediaservers, databaseservers, mailservers, en nog vele andere. Andersom kan een bedrijf ook besluiten dat er zoveel gebruik gemaakt wordt van bepaalde diensten, dat het beter is om die diensten elders onder te brengen, zoals in een datacenter. Dan kan het bedrijf zelf ook alleen maar via zijn breedbandaansluiting aan de op die manier gehoste data. Op die manier kunnen heel wat diensten en data op die ene wan-aansluiting terecht komen. Zonder optimalisatie van dat verkeer zou je al vlug in een situatie terecht kunnen komen waar een erg populair, maar omvangrijk stukje data zo vaak gedownload wordt, dat het de volledige internetbandbreedte doet dichtslibben. Het resultaat is teleurstellende wan-prestaties voor gebruikers en klanten en mogelijk torenhoge rekeningen voor bandbreedteverbruik.

Oplossingen

Wan-optimalisatie biedt een oplossing voor deze problemen en heeft betrekking op:

– Het versnellen van zoveel mogelijk internetapplicaties en -diensten door het elimineren van redundante transmissies, ofwel het zenden van telkens dezelfde data.

– Het opslaan en ter beschikking stellen van data in lokale caches.

– De prioritisering en het comprimeren van te verzenden data.

– Het stroomlijnen van ‘babbelzieke’ protocols (zoals NetBIOS, SMB en CIFS).

Als een belangrijk deel van de opdracht het aanbieden van bestanden of multimediastromen (met name video en/of audio) is, dan bestaat er een bijzondere subset van wan-optimalisatie onder de naam WAFS of Wide Area File Services (later meer daarover). Andere subsets van wan-optimalisatie zijn het cachen van http/https, mediamulticasting en bandbreedtebeheer.

Optimalisatie

Het optimaliseren van wan-verbindingen begint uiteraard bij de onderliggende netwerkstructuur en het daarop aanwezige netwerkverkeer. Hierbij denken we aan QoS (‘quality of service’, minimumkwaliteit van de dienst). Dat omvat ook ‘traffic shaping’ (hervormen van netwerkverkeer via herindeling van de netwerkpakketten om alles optimaler te doen verlopen). Verder spelen ook compressie en caching van netwerkstromen, tcp-acceleratie, netwerkprotocolmanipulatie en applicatiespecifieke optimalisatie een rol. Al deze functionaliteit ziet u vaak samengebundeld in een zogenaamde ‘WAN Optimization Controller’ of kortweg WOC.

Tweeling

Een wan-optimalisatiesysteem bestaat meestal uit twee appliances die samenwerken aan beide uiteinden van een wan-verbinding. De technologie is bij uitstek geschikt om de verbinding tussen een bedrijf en een datacenter te optimaliseren, of tussen een hoofdkantoor en een of meer filialen. De kosten van dergelijke appliances zijn helaas te hoog om er een bij individuele medewerkers te plaatsen, maar ook daar zou zo’n systeem wonderen kunnen verrichten. De twee appliances werken meestal door alle te optimaliseren applicatieprotocols via een speciale vpn-achtige tunnel te sturen en zoveel mogelijk te cachen, te comprimeren en zelfs voorspellend te werken. Zo zal een lokale appliance alvast bevestigingspakketjes van uitgestuurde data genereren voor de lokale applicaties, zodat die niet meer aan wan-latentie onderworpen zijn (straks meer daarover).

Prestaties van lan en wan

Waarom bieden internet en lan niet dezelfde prestaties? Waarom gaat een en ander traag en moet u lang wachten op reacties van de applicaties waarmee wordt gewerkt? Een lan is een vrijwel perfecte netwerkverbinding met heel weinig of geen storingen.

Van het internet en andere wan’s kunnen we dat helaas niet zeggen. Hoe snel gebruikers een internetsite kunnen bereiken, hangt af van een aantal factoren. Eerst en vooral is er de netwerkvertraging (in het Engels ‘latency’) of latentie: de tijd die nodig is om een netwerkpakket van een punt in het netwerk – of wan – naar een ander punt te zenden. Omdat alle internetverkeer uit het heen en weer sturen van netwerkpakketjes bestaat, heeft een vertraging in de verbinding ook vertraging in de reactietijd tussen die netwerkpakketjes tot gevolg. Dit heeft niets te maken met de omvang van de beschikbare bandbreedte en het vergroten van die bandbreedte heeft dan ook geen positieve invloed op de netwerkvertraging.

Een tweede groot probleem bij internetverbindingen is pakketverlies. Bij een probleem in de verbinding kunnen er netwerkpakketten verloren raken. Omdat het zendend systeem altijd wacht op een bevestiging voor elk verzonden netwerkpakket, zal een verloren pakket opnieuw uitgezonden worden als die bevestiging uitblijft. Maar pakketten opnieuw uitzenden doet de netwerkprestaties natuurlijk dalen. Ook hier helpt het bijkopen van wan-bandbreedte aan de kant van de site de gebruikers niet vooruit.

Het derde grote probleem is verstopping. Als de beschikbare wan-bandbreedte van de site vol zit, zullen de netwerkprestaties van de gebruikers daaronder lijden. Dat kan dan wel opgelost worden door de wan-capaciteit te verhogen. De bandbreedte vergroten betekent niet noodzakelijk dat de snelheid van de gebruikers via het wan verhoogt. Nochtans is dit soort foute redenering iets wat we maar al te vaak zien terugkeren bij zowel gebruikers als bij bedrijven.

Snelweg

Internetbandbreedte kunnen we voorstellen als een snelweg met meerdere rijstroken. Als je meer bandbreedte koopt, vergroot het aantal stroken op de snelweg, maar de maximumsnelheid van het verkeer blijft dezelfde. Als er een file is, kan die inderdaad opgelost worden door meer rijstroken te voorzien. Dat werkt echter alleen als de file veroorzaakt wordt door een teveel aan auto’s op die snelweg. Als de file echter veroorzaakt wordt door een wegversperring, dan blijft de file bestaan, ongeacht het aantal rijstroken. En als er geen file is, dan raak je even snel van Antwerpen naar Brussel of van Rotterdam naar Amsterdam op een snelweg met twee rijstroken als op een met acht rijstroken.

Zo is het ook met netwerkbandbreedte. Als er regelmatig vertragingen optreden op het internet, helpt het niet als je de bandbreedte tussen een website en provider vergroot. Providers verkopen natuurlijk graag bijkomende bandbreedte en stellen dat ook graag voor als een hogere snelheid. Het gaat echter om meer capaciteit, niet om meer snelheid!

Babbelen

Het probleem van netwerkvertragingen wordt natuurlijk des te prangender naarmate het gebruikte netwerkprotocol babbelzieker is. Zogenaamde ‘chatty’ of babbelzieke netwerkprotocollen zoals http/https en SMB/CIFS werken met heel veel kleinere netwerkpakketjes. Vertragingen in die overdacht hebben al vlug grote en irritante wachttijden tot gevolg voor de gebruikers in de vorm van lage responstijden. Denk daar maar aan als je geconfronteerd wordt met een ‘trage’ website. Het gaat meestal om slechts één onderdeel van de webpagina en vaak een uitbesteed stuk inhoud (zoals reclamebanners of plaatjes die elders opgeslagen zijn); als je nauwkeurig toekijkt, zul je zien dat het probleem te maken heeft met de connectie: het openen van een verbinding naar dat stukje inhoud. Als dat niet lukt, wacht de browser op een time-out. Als je de pech hebt dat er op meerdere webpagina’s van die site naar dat stukje uitbestede inhoud verwezen wordt, dan zit de browser bij elk van die pagina’s te wachten op die verbinding tot de ingebouwde time-out. Nochtans zal in zo’n geval de downloadsnelheid van de websiteinhoud geen probleem zijn, maar zit het hem dus puur in het openen van een verbinding. En dat is in de overgrote meerderheid van de gevallen hét grote probleem inzake responstijden van internetapplicaties. De kern van wan-optimalisatie is dat men wat probeert te doen aan dat latentieprobleem.

WAFS

WAFS (‘Wide Area File Services’ of vrij vertaald internetbestandsdiensten) dienen om gebruikers via het internet toegang te geven tot allerlei bestanden en dit zoveel mogelijk tegen de gewone netwerksnelheid, dus alsof de computer van een gebruiker direct in het bedrijfsnetwerk is ingeplugd. Bedrijven met verschillende vestigingen die hun gegevensopslag in één bedrijfsdatacenter willen consolideren zodat ook beveiligingen, back-ups en beheer gecentraliseerd zijn, hebben een duidelijke nood aan WAFS-oplossingen. Moderne WAFS-producten laten ook het consolideren toe van gedistribueerde opslagsystemen in bedrijfsvestigingen tot één gecentraliseerd en centraal gebruikt en beheerd groot opslagvolume, inclusief caching voor de vaakst gebruikte data, waar nodig aangevuld met compressie.

Het momenteel bekendste voorbeeld van een mediadienst op het internet is waarschijnlijk wel YouTube, ondertussen overgenomen door Google. Op YouTube kunnen gebruikers videofilmpjes uploaden en zowat heel de wereld kan die dan bekijken of zelf downloaden (wat op hetzelfde neerkomt). Dit zou zo goed als onmogelijk zou zijn zonder uitstekende WAFS-voorzieningen. WAFS-producten worden vaak in de vorm van appliances aangeboden door merken zoals Cisco en Tacit (inmiddels overgenomen door Packeteer), en werken met protocoloptimalisatie voor SMB/CIFS en MAPI, datacompressie en het gebruik van caches voor vaak voorkomende data.

San’s (storage area networks) vormen uiteraard een perfecte doelgroep voor WAFS-producenten. Er worden dan ook specifieke optimalisatieoplossingen verkocht voor iSCSI en bedrijfseigen protocollen van opslagsystemenproducenten als EMC, IBM en andere. Verder zijn WAFS-oplossingen ook van groot belang voor bijvoorbeeld back-ups en replicatiediensten over een wan-verbinding heen. z

Johan Zwiekhorst