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maio 08 2009

Tecnologias utilizadas em aceleradores Wan

Já falamos sobre aceleradores Wan em um post passado, se estão recordados… hoje, trocando uma idéia com o Douglas Falsarella, ele me apresentou um artigo que escreveu recentemente para o site iMasters, que achei muito interessante e pedi sua autorização para publicá-lo aqui, na íntegra. Espero que gostem! É um assunto que está em alta, e vale a pena conhecer um pouco mais.

Fonte: http://imasters.uol.com.br/artigo/12640/redes/tecnologias_utilizadas_em_aceleradores_wan/

Como prometido, vou falar um pouco sobre as tecnologias utilizadas em aceleradores Wan, que basicamente são:

  • Payload Compression IP (IPComp)
  • Router Transparency Mode (RTM)
  • Enterprise Caching Technology
  • Aceleração TCP
  • SCPS

Vamos falar como funciona cada uma destas tecnologias.

Payload Compression IP (IPComp)

RFC 2393

IPComp é um protocolo para reduzir o tamanho do pacote IP.

Este protocolo irá aumentar o desempenho entre um nó de rede compactando o pacote, desde que os nós de rede possuam comunicação ponto a ponto.

Processo de Compressão:

A compressão do pacote IP tem duas fases: compressão de saída (“compressão”) e descompressão de entrada (“descompressão”).

O tratamento deve ser com compressão sem perdas, garantindo que o pacote IP, depois de comprimido e descomprimido, seja idêntico ao pacote IP original.

Cada pacote IP é comprimido e descomprimido por si só, sem qualquer relação com outros pacotes. Como os pacotes IP\\’s podem chegar fora de ordem ou não chegar, cada pacote IP comprimido encapsula uma única carga.

Header do pacote IP Comprimido

Um pacote IP comprimido é encapsulado, alterando o cabeçalho IP e é inserido um novo cabeçalho IPComp, por isso precisamos de comunicação ponto a ponto utilizando appliances ou softwares para entender esta compressão.

Router Transparency Mode ( RTM)

No Router Transparency Mode (RTM) o cabeçalho IP, TCP e UDP são preservados, e a rede tem total visibilidade de todos os fluxos de IP.

Usando o RTM, todas os atuais e futuros serviços são garantidos para funcionar corretamente:

Os routers podem classificar, estruturar e marcar o tráfego IP e fluxos originais de provisionamento sem modificações ou alterações.

O Netflow funciona sobre os fluxos reais IP.

A criptografia pode ser aplicada ao tráfego sensível a ameaças.

O tráfego não autorizado pode ser bloqueado

Comparação entre IPComp e RTM:

Tecnologia de Caching ( Enterprise Caching Technology)

Esta função é constituída de vários algoritmos poderosos:

Vertical Data Analysis (VDA)

Divide todo o tráfego em vários cabeçalhos e componentes de dados, reduz o tamanho deles e marca dados que vão para cache.

Selective Caching (SC)

Opera em um nível de byte e dados de caches que são transmitidos repetidamente.

Adaptive Packet Compression (APC)

Aplicado a dados que não são tratados por caching ou otimização de cabeçalho.

Como este conceito é meio complicado de explicar, vou falar usando um exemplo:

Imagine uma empresa que trabalhe com um servidor central onde escritórios remotos acessem por exemplo uma planilha de Excell. No primeiro acesso, esta planilha será acelerada pelo IPComp ou pelo RTM, e será salva em um disco ou memória flash de um appliance ou um software acelerador.

Na segunda vez, quando o usuário abrir a planilha, ela já estará salva localmente e a única coisa que será acrescentada à planilha são as atualizações feitas por outros usuários. Esta atualização será feita a nível de bytes, por isso no modo caching é utilizado um mix de tecnologias.

Imaginando a figura acima como um HD, podemos ver como se fossem vários clusters de HD. Quando ele é preenchido, não precisa mais ser transferido, ele somente é atualizado diminuindo muito o tempo de resposta para o usuário.

Exemplos do aumento real de velocidade nas aplicações:

Este grafico é cedido pelo Gartner, lembrando que nas maiores taxas de acelerações é utilizada a tecnologia de caching, onde os arquivos estão salvos localmente.

Outra tecnologia que tambem é possível modificar o TCP/IP ou o UDP de uma forma que podemos customizar e otimizar o congestionamento e a latência na rede é a tecnologia SCPS (leia-se Specs).

SCPS – Space Communications Protocol Standards

Começou em 1992, quando engenheiros da NASA e Força Aérea dos EUA conjuntamente desenvolveram de uma suíte especial de protocolos de transferência de dados expressamente concebido para o ambiente de comunicações por satélite.

Trabalha com janela de dimensionamento sobre protocolo TCP

O protocolo TCP tem um apoio máximo de transmissão janela de 64 kilobytes (KB). Isto significa que, num dado momento, apenas 64 KB de dados possam ser transmitidos sem receber um aviso de recepção até o destino. A maioria das workstations são configuradas com um tamanho de janela ou 8 KB de 16 KB – um valor suficiente para transmitir em ambientes LAN e Internet, com o seu potencial limitado a distâncias e eventos de congestionamento da rede. Ao transferir os dados através de uma ligação WAN de longa distância, o limite máximo deve ser aumentado para evitar a grave sub-utilização do link. Por exemplo, um link 2 Mbps ida e volta com um tempo de 540 milissegundos utilizando a Internet com uma janela tamanho padrão de 64 KB, representaria um link com utilização de 50%!

A fim de manter o tubo cheio, o SCPS cria uma janela maior que permite o link a ser plenamente utilizada. Com Aceleração TCP, a transferência de arquivo que teria sido capaz de utilizar apenas metade da largura de banda disponível irá utilizar plenamente o link e completar a transferência, em metade do tempo. Além disso, SCPS oferece muitos aperfeiçoamentos para melhorar o desempenho em alta latência, perda elevada pacotes ambientes.

Melhor ganho utilizando esta tecnologia:

  • Links de alta latência e/ou alta perda de pacotes.
  • Ex. internacional, ou satélite.
  • Pacotes grandes de transferência de arquivo (sessão TCP única).
  • Ex. Backups de dados, sincronização de Banco de Dados, acesso a docs MS Office na Intranet, etc.
  • Aumenta o tamanho do link através da compressão.
  • Utiliza o link eficientemente – não desperdiça banda.
  • Responde localmente ao flags de SYN, e mantém a conexão WAN ativa.
  • Escalona o Windowing – aumentando a janela do TCP acima do padrão de 16K e máximo de 64K.
  • Retransmissão somente de pacotes perdidos.

Comparação entre o TCP original e o TCP acelerado

Mesmo lembrando que estas tecnologias são as mais utilizadas, ainda existem outras que são proprietárias, porém não conforme com os RFC\\’s.

Douglas Falsarella é Consultor de Professional Services da Alcatel-Lucent. Formado em Ciências da Computação, é especialista em Routing & Switching, bem como em projetos de Rede e Telecom. Atuou em empresas como AT&T, CTBC, Telefônica Internacional.



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3 comentários

  1. Nelson Sauer

    Muito bom esse conteudo, bom mesmo…

    Abs.

    Nelson Sauer

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  2. adrofata

    Eu nem sabia sobre isso..rsrs
    Vou ler muito bem esse conteúdo para me atualizar!!!

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  3. Alexander Willians

    Opa… esse conteúdo é show!

    Parabéns Douglas pelo artigo e Marco pelo eterno “garimpo” sobre coisas interessantes para publicar no Blog!

    []’s
    Alexander

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