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Optimización de WAN

La optimización de WAN es un conjunto de técnicas para mejorar la transferencia de datos a través de redes de área amplia (WAN). En 2008, se estimó que el mercado de optimización de WAN ascendía a 1.000 millones de dólares [1] y que, según Gartner [2] , una empresa de investigación tecnológica, crecería hasta los 4.400 millones de dólares en 2014. En 2015, Gartner estimó que el mercado de optimización de WAN ascendía a 1.100 millones de dólares [3] .

Las medidas más comunes de eficiencia de transferencia de datos TCP (es decir, optimización) son el rendimiento, los requisitos de ancho de banda, la latencia, la optimización del protocolo y la congestión, como se manifiesta en los paquetes descartados. [4] Además, la propia WAN se puede clasificar en relación con la distancia entre los puntos finales y las cantidades de datos transferidos. Dos topologías de WAN empresariales comunes son la de sucursal a sede y la de centro de datos a centro de datos (DC2DC). En general, los enlaces WAN de "sucursal" están más cerca, utilizan menos ancho de banda, admiten más conexiones simultáneas, admiten conexiones más pequeñas y conexiones de menor duración, y manejan una mayor variedad de protocolos. Se utilizan para aplicaciones empresariales como correo electrónico, sistemas de gestión de contenido, aplicaciones de bases de datos y entrega web. En comparación, los enlaces WAN "DC2DC" tienden a requerir más ancho de banda, son más distantes e implican menos conexiones, pero esas conexiones son más grandes (flujos de 100 Mbit/s a 1 Gbit/s) y de mayor duración. El tráfico en una WAN "DC2DC" puede incluir replicación, respaldo, migración de datos , virtualización y otros flujos de continuidad comercial / recuperación ante desastres (BC/DR).

La optimización de la WAN ha sido objeto de una amplia investigación académica casi desde el advenimiento de la WAN. [5] A principios de la década de 2000, la investigación tanto en el sector público como en el privado se centró en mejorar el rendimiento de extremo a extremo del TCP, [6] y el objetivo de las primeras soluciones de optimización de WAN patentadas fue la Branch WAN. Sin embargo, en los últimos años, el rápido crecimiento de los datos digitales y las necesidades concomitantes de almacenarlos y protegerlos han presentado una necesidad de optimización de WAN DC2DC. Por ejemplo, tales optimizaciones se pueden realizar para aumentar la utilización general de la capacidad de la red, [7] [8] cumplir con los plazos de transferencia entre centros de datos, [9] [10] [11] o minimizar los tiempos promedio de finalización de las transferencias de datos. [11] [12] Como otro ejemplo, las WAN privadas entre centros de datos pueden beneficiarse de las optimizaciones para la georreplicación rápida y eficiente de datos y contenido, como los modelos de aprendizaje automático recientemente calculados o el contenido multimedia. [13] [14]

Las técnicas de componentes de la optimización de WAN de sucursales incluyen deduplicación, servicios de archivos de área amplia (WAFS), proxy SMB , proxy HTTPS , multidifusión de medios , almacenamiento en caché web y administración del ancho de banda . Los requisitos para la optimización de WAN DC2DC también se centran en la deduplicación y la aceleración de TCP, sin embargo, deben ocurrir en el contexto de velocidades de transferencia de datos de varios gigabits.

Técnicas de optimización de WAN

Desduplicación
Elimina la transferencia de datos redundantes a través de la WAN al enviar referencias en lugar de los datos reales. Al trabajar a nivel de bytes, se obtienen beneficios en todas las aplicaciones IP.
Compresión de datos
Se basa en patrones de datos que se pueden representar de manera más eficiente. Básicamente, se aplican técnicas de compresión similares a ZIP, RAR, ARJ, etc. sobre la marcha a los datos que pasan a través de dispositivos de aceleración WAN basados ​​en hardware (o máquina virtual).
Optimización de latencia
Puede incluir mejoras de TCP como escalamiento del tamaño de la ventana, reconocimientos selectivos, algoritmos de control de congestión de capa 3 e incluso estrategias de coubicación en las que la aplicación se coloca cerca del punto final para reducir la latencia. [15] En algunas implementaciones, el optimizador de WAN local responderá las solicitudes del cliente localmente en lugar de reenviar la solicitud al servidor remoto para aprovechar los mecanismos de escritura posterior y lectura anticipada para reducir la latencia de la WAN.
Almacenamiento en caché/proxy
Almacenamiento de datos en cachés locales ; se basa en el comportamiento humano y en el acceso a los mismos datos una y otra vez.
Corrección de errores hacia adelante
Mitiga la pérdida de paquetes al agregar otro paquete de recuperación de pérdida por cada N paquetes que se envían, lo que reduciría la necesidad de retransmisiones en enlaces WAN propensos a errores y congestionados.
Suplantación de protocolo
Agrupa varias solicitudes de aplicaciones que hablan en una sola. También puede incluir protocolos de optimización como CIFS .
Modelado del tráfico
Controla el flujo de datos para aplicaciones específicas. Brinda flexibilidad a los operadores de red y administradores de red para decidir qué aplicaciones tienen prioridad sobre la WAN. Un caso de uso común de modelado de tráfico sería evitar que un protocolo o aplicación acapare o inunde un enlace sobre otros protocolos considerados más importantes por la empresa o el administrador. Algunos dispositivos de aceleración de WAN pueden modelar el tráfico con una granularidad que va mucho más allá de los dispositivos de red tradicionales. Por ejemplo, modelar el tráfico por usuario y por aplicación simultáneamente.
Igualando
Hace suposiciones sobre qué necesita prioridad inmediata en función del uso de datos. Algunos ejemplos de uso de la ecualización pueden incluir conexiones a Internet abiertas y no reguladas y túneles VPN obstruidos.
Límites de conexión
Previene bloqueos de acceso y denegaciones de servicio o de pares. Ideal para enlaces de acceso a Internet abiertos, también se pueden utilizar enlaces.
Límites de velocidad simples
Impide que un usuario obtenga más de una cantidad fija de ancho de banda. Es ideal como medida provisional para solucionar problemas de conexión a Internet o de enlace WAN.

Referencias

  1. ^ Machowinski, Matthias. "El mercado de optimización de WAN supera los mil millones de dólares en 2008, un 29% más; el mercado de enrutadores empresariales cae". Enrutadores empresariales y dispositivos de optimización de WAN . Infonetics Research . Consultado el 19 de julio de 2011 .
  2. ^ Skorupa, Joe; Severine Real (2010). "Pronóstico: Equipos de aceleración de aplicaciones, a nivel mundial, 2006-2014, actualización del segundo trimestre de 2010". Gartner, Inc. Consultado el 19 de julio de 2011 .[ enlace muerto ]
  3. ^ Munch, Bjarne; Neil Rickard (2015). "Cuadrante mágico para la optimización de WAN, 17 de marzo de 2015". Gartner, Inc. Consultado el 26 de marzo de 2015 .
  4. ^ Cardwell, N.; Savage, S.; Anderson, T. (2000). "Modelado de la latencia TCP". Actas IEEE INFOCOM 2000. Conferencia sobre comunicaciones informáticas. Decimonovena conferencia anual conjunta de las sociedades de informática y comunicaciones IEEE (Cat. N.º 00CH37064) . Vol. 3. Departamento de Ciencias Informáticas e Ingeniería, Universidad de Washington, Seattle, WA: IEEE.org. págs. 1742–1751. doi :10.1109/INFCOM.2000.832574. ISBN . 0-7803-5880-5.S2CID6581992  .​
  5. ^ Jacobson, Van (octubre de 1988). "Extensiones TCP para rutas con retardo prolongado". Solicitud de comentarios: 1072. Internet Engineering Task Force (IETF) . Consultado el 19 de julio de 2011 .
  6. ^ Floyd, Sally. "TCP de alta velocidad para ventanas con grandes congestiones". Solicitud de comentarios: 3649. Internet Engineering Task Force (IETF) . Consultado el 19 de julio de 2011 .
  7. ^ S. Jain; et al. (2013). "B4: Experiencia con una WAN definida por software implementada globalmente" (PDF) . Consultado el 4 de abril de 2018 .
  8. ^ C. Hong; et al. (2013). "Lograr una alta utilización con una WAN basada en software". Microsoft . Consultado el 4 de abril de 2018 .
  9. ^ S. Kandula; et al. (2014). "Calendaring for Wide Area Networks" (PDF) . Microsoft . Consultado el 4 de abril de 2018 .
  10. ^ M. Noormohammadpour; et al. (2016). "DCRoute: acelerar la asignación de tráfico entre centros de datos al tiempo que se garantizan los plazos" . Consultado el 4 de abril de 2018 .
  11. ^ ab X. Jin; et al. (2016). "Optimización de transferencias masivas con WAN óptica definida por software" (PDF) . Consultado el 4 de abril de 2018 .
  12. ^ M. Noormohammadpour; et al. (2018). "Minimización de los tiempos de finalización del flujo mediante enrutamiento adaptativo en redes de área amplia entre centros de datos" . Consultado el 4 de abril de 2018 .
  13. ^ M. Noormohammadpour; et al. (10 de julio de 2017). "DCCast: transferencias eficientes de punto a multipunto entre centros de datos". USENIX . Consultado el 26 de julio de 2017 .
  14. ^ M. Noormohammadpour; et al. (2018). "QuickCast: transferencias rápidas y eficientes entre centros de datos mediante cohortes de árboles de reenvío" . Consultado el 23 de enero de 2018 .
  15. ^ Paris, Chandler. "Latency & Colocation" (Latencia y colocación) . Consultado el 20 de julio de 2011 .