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长距离传输、协议转换和拥塞都会造成网络延时的发生。即使数据包在光纤中以毫秒的速度传输也需要时间。另外不同网络中的数据链路协议不同,广播方式不同,会不断地接收、解包和重打包数据到下一个网络节点,这也会造成网络延时。
拥塞会造成丢包和包重传。由于路由器消除带宽差距的机制,且不同网络间的数据包容量不同,大容量带宽向小容量带宽转换过程中,需要进行排队,这样就造成拥塞。排队超时的数据包会被放弃,这样就造成了丢包。为了保证数据的完整性,发送端重新传输该数据包,就造成了包重传。
由于我国通信网络基础建设及管理水平相对落后,再加上垄断造成的互通问题,导致网间因拥塞产生的丢包很普遍。另外与国外相比,中国P2P及多媒体应用更加泛滥,进一步加剧了网间拥塞及丢包问题。
(2)传输控制协议(TCP)的局限性影响应用交付
TCP协议会将数据分解成无数小数据包来发送,然后等待直到收到数据包已经接收的确认信息后,才会发送下一个数据包。如果一个数据包没有到达,TCP协议要么重新发送,要么就认为网络超载,然后载入一个更激进的拥塞控制策略,减慢数据传输速率避免引发网络瘫痪。
TCP/IP 协议的这种包重传机制造成大量网络资源的浪费,大大降低网络性能。同时TCP 为了适应不同WAN 环境下的完整传输具备节流特性,在丢包情况发生的时候,TCP 自动将每次传输的数据量减少50%,也就是说可用带宽降低50%,当协议节流机制节流应用的数据包时,应用性能就显著地受到影响。
网络的吞吐量会受协议节流结果的影响。TCP 开始传输数据时,将查寻网络中可用吞吐量,传输成功后才逐步提高吞吐量,所以造成网络吞吐量增长慢,随丢包衰减快。我们称之为“TCP 慢启动”,当网络出现拥塞的情况下,网络恢复传输性能相当缓慢,网络延时增加,应用系统的网络性能因此也降低。
例如,在一个100兆每秒带宽的互联上跨越美国传输数据,会有100毫秒的延迟和1%的丢包率。这会导致实际传输速率只有10兆每秒或者更少。
上图表明:随着延时的增加,T3线路的吞吐能力很快就下降到与T1线路相差无几的水平上。在延时大于等于40ms及TCP窗口较小的情况下,T3线路的数据传输能力并不比T1线路更好。
当实现应用集中部署和数据大集中后,广域网的物理局限性让应用交付面临挑战。
三、广域网优化加速一体化解决方案确保应用快速交付
Gartner调研总监Joe Skorupa表示:“现在数据保护体系的分散特性和高性能要求,以及较为高昂的广域网费用,导致令人失望的应用性能或大笔的广域网开支。具备高容量网络环境的企业拥有大量用户或多种不同应用,它们需要一个广域网优化解决方案。”
广域网优化加速技术在国外已经有近10年的发展历史了,技术已经相当成熟,早在2006年,美国调研机构Merrill Lynch就通过对100家大型企业的CIO进行调查,得出了企业网络建设的开支排名,广域网优化紧随网络安全、三层交换、VoIP之后,而前面三项大家已经再熟悉不过了。
一体化解决方案将成为应用交付基本功能,通过流量管理,帮助用户实现智能动态带宽分配,基于行为识别技术对P2P限制管理,QOS策略优先保证关键应用和关键用户的带宽。通过TCP协议优化、透明压缩和缓存技术,降低广域网上的延迟丢包以及冗余数据传输,同时积极的寻求创新的技术和算法对拥塞做出更精确的控制。
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