Tecnicas Utilizadas par aceleracao de WAN em ambientes corporativos
Authors:   , Ferreira Lucio Eduardo dos Santos 
Published: June 2024

Uma WAN – (Wide Area Network) devido a suas características introduz mais atrasos do que uma rede LAN, e com isso um usuário terá uma percepção pior em termos de atraso quando realizado acessos através de serviços WAN.

Com a implantação de um acelerador de WAN pode-se utilizar das técnicas de aceleração de WAN para melhorar a percepção do usuário quanto à latência sentida ao acessar um determinado aplicativo.

O objetivo deste trabalho é descrever como um acelerador de WAN pode conseguir um ganho efetivo de banda em um ambiente corporativo.

As técnicas de aceleração de WAN têm como principal objetivo acelerar uma ampla gama de aplicações e protocolos, diminuir o impacto da latência e perda de pacotes e minimizar o consumo de banda através de diferentes técnicas como: compressão, eliminação de redundância, cache, pré-busca, entre outras.

Compressão HTTP

Uma das técnicas mais importantes tendo em vista minimizar a quantidade de dados transferido em um link WAN .

Reduzir a quantidade de dados que são trocados entre a origem e o destino.

As técnicas de compressão HTTP podem ser classificadas em dois esquemas: HPAC (HTTP Protocol Awre Compression) e HBSC (HTTP Bi-Stream Compression).

HPAC – HTTP Protocol Awre Compression

SBE - Stationary Binary Encod-ing: Converter os cabeçalhos das mensagens HTTP de textos ASCII para um código binário estático denominado SBC (Static Binary Code).

DBE - Dynamic Binary Encoding: Atribui um código chamado de DBC (Dynamic Binary Code) no header do pacote durante a transferência.

HDE - Header Delta Encoding : Mensagem comprimida enviando apenas as alterações em um novo header com base em um header de referência

HBSC - HTTP Bi-Stream Compression

Trata todos os dados transmitidos através de uma conexão TCP como um canal.

Canal é dividido em duas vias, uma somente de cabeçalhos HTTP e outra do corpo do HTTP.

Comprimidos de forma independente.

Dados concatenados formando assim uma mensagem HTTP comprimida podendo ser transmitida através da conexão TCP que já esta estabelecida.

Eliminação de Redundância de Dados

Técnica derivada da compressão de dados.

Identifica elementos de dados duplicados, como um arquivo inteiro, bloco de dados ou um conjunto de bytes.

Arquivos separados em blocos.

Cache

Uma das principais funções da tecnologia de cache em aceleração de WAN é armazenar uma grande quantidade de dados o mais próximo possível do usuário, fazendo com que as requisições feitas pelo usuário sejam respondidas mais rapidamente.

Pré-Busca

Superar as limitações do cache

Mecanismo de previsão e o mecanismo de pré-busca

Aceleração TCP

Protocolo TCP sobre WAN sofre com a perda de desempenho devido o mecanismo slow start em redes de longas distâncias e de alta velocidade.

STCP – Scalable TCP

Incremento e decremento ajustados por fatores multiplicativos.

cwnd=cwnd+a, Sendo que a e uma constante: 0<a<1.

cwnd=cwnd-[b*cwnd], Sendo b outra constante: 0<b<1.

Constantes a e b são 0.01 e 0.0125 respectivamente.

BIC – Binary Increase Congestion Control
A rápida convergência está relacionada à combinação do incremento via busca binária combinada com incrementos aditivos. O incremento aditivo permite que janelas pequenas se recuperem rapidamente, enquanto que o incremento de busca binária realize pequenas alterações na taxa de transmissão fazendo com que cresça de forma logarítmica, ou seja, mais rapidamente quando distante do ponto de equilíbrio e mais lentamente a medida que se aproxima deste.

Otimização CIFS e MAPI

Ambos os protocolos foram desenvolvidos pela Microsoft para acesso remoto de arquivos e troca de mensagens.

Para cada pedido dos protocolos CIFS e MAPI e necessário uma resposta antes do próximo pedido ser enviado para o servidor.

Cache: Responde o pedido do cliente sem a necessidade de acessar o servidor CIFS.

Pré-Busca: Reconhece sequencias CIFS bem conhecidas e age com antecedência para tentar reduzir a latência dos clientes CIFS em uma rede WAN.

Acumulação: Acumula os dados em mensagens maiores para reduzir as mensagens de solicitação.

Read-Ahead e Write-Back: Pode ser implementando tanto para leitura quanto para escrita de um arquivo ou para um servidor, para minimizar o tempo de resposta e consequentemente melhorar o desempenho CIFS.

Hoje existem diversos tipos de aceleradores de WAN disponíveis no mercado, contudo e importante saber as características de trafego existente no local a ser acelerado. Conforme o tipo de trafego é possível elaborar um plano de testes levando em consideração somente equipamentos que aceleram aplicações especificas como: Vídeo, SSL, HTTP entre outros.

A quantidade de ganho de desempenho esta relacionada como cada equipamento utiliza suas técnicas de aceleração. Os equipamentos que utilizam apenas uma técnica de aceleração sempre terá um pior desempenho quando comparado a equipamentos que utilizam técnicas de aceleração simultâneas.