Juniper广域网优化技术介绍.ppt

CreatingtheWorldwideLAN WX WXCplatformWANOptimizationTechnicalOverview Juniper网络优化解决方案的参考架构 2 Copyright 2003JuniperNetworks Inc ProprietaryandConfidential web浏览器 web浏览器 加速web流量 加速所有分支办事处的流量 网络基础设施 路由器和防火器 VPN JuniperWX WXC产品专著广域网优化 目标 改善企业应用系统在广域网上的数据传输性能 从而提升其商业效率 WAN wx wxc OptimizedatatransferbetweenNetworksconnectedviaWAN wx wxc DataCenter Branch1 Branch2 HQ Web enabled 10 xbandwidth Bandwidth Serverconsolidation Newapps Appperformance Datareplication QoS VoIP 为什么需要广域网优化 IT应用系统对广域网的依赖 Contention 为什么需要广域网优化 广域网本身的技术限制 2005年广域网优化领域将成为最主要的投资领域之一 Source MerrillLynch January2005 广域网优化市场预测 广域网优化技术的崛起传统技术 数据压缩 QoS服务质量 流量整型等新兴技术 应用加速 网络缓存 应用管理监控等广域网优化市场的发展趋势目前的特点 单一的技术 单一的产品导致存在诸多单一市场发展趋势 技术融合 市场融合 形成综合的广域网优化技术和市场 应用加速 网络缓存 广域网优化市场分析 ExchangeServer WebCache Juniper SUS SMSServer PCImageServer FileServer LANServices Print DNS DHCP LANServices Print DNS DHCP ERPServer WithoutJuniper TapeBackup Compression QoS TCPAcceleration WANProbe VPN FrameRelay VPN FrameRelay WithJuniper Juniper优势 统一平台下提供最全面的解决手段 Juniper是唯一在广域网优化领域提供最全面解决方案的厂商得益于综合的技术体系架构WXFrameworks平滑的增加各种新特性特性之间紧密联系 最大化性能提供最强的管理使用最小的成本 Juniper优势 综合的技术体系架构 提高10到100倍的带宽容量减少数据流量节省链路升级投资 提供对应用的监控和管理提供WAN优化报告提供WAN监测报告 提高应用响应时间TCP层加速应用层加速 提供流量整型管理解决了应用冲突提供应用保护 WXFrameworks技术体系 最新的WAN优化解决方案能够 11 Copyright 2003JuniperNetworks Inc ProprietaryandConfidential 平均为5到10倍最高可达100倍 QoS 带宽分配 多路径 平均减少60 70 最高可达98 报告应用和WAN性能 更少的设备自动部署 JuniperWX WXC产品线 WX 1564Kbpsto1Mbps2remotesites WXC 250128Kbpsto2Mbps15remotesites40GBharddisk BranchOffice WX 2064Kbpsto2Mbps15remotesites WXC 500512Kbpsto20Mbps60remotesites500GBharddisk RegionalHub WX 50256Kbpsto20Mbps120remotesites WX Stack34Mbpsto155Mbps2000remotesites WX 1001Mbpsto20Mbps320remotesites DataCenter WXC Stack34Mbpsto155Mbps510remotesitesUpto3TBharddisk WXCMS Visibility Reporting WXC WX WX 60512Kbpsto20Mbps150remotesites WXC 5902Mbpsto45Mbps140remotesites500GBharddisk JuniperWX WXC产品部署 便易性交换机和路由器之间10多分钟的安装不需修改网络任何配置支持点到点或点到多点部署方式灵活可靠性容错透传模式支持 高可靠 H A 环境负载均衡 Load balanced 灵活性支持私有IP VPN网络等 2002Investors Choice 2003Investors Choice Second FastestGrowingPrivateCompany BusinessAwards TechnicalAwards JuniperNetworks技术和市场的领导者 NetworkComputing是美国业界最有权威的网络杂志 具有最全面和最中立的测试环境测试WANOpitimization的3方面 QoS 数据压缩 网络缓存JuniperWXC500赢得 Editor sChoice 最佳产品奖共有6家公司受到邀请 但Riverbed和ITWorx决定不参加 性能 Performance管理 Management报告 Reporting总分 Total PERIBIT 53 53 512 PACKETEER 23 549 5 SWAN 4 5329 5 EXPAND 4 5239 5 NetworkComputingTest 2004 11 再次获得 Editor sChoice 最佳产品奖 NetworkComputingTest 2006 4 Computer Banking Finance ConsumerGoods Energy Utilities Transport Auto Various 成功案例 1000 大型国际企业客户 12 000 台设备在世界各地运行 截止2005年底 中国客户列表 华为技术有限公司 30台 国家质检局 4台 上海烟草 5台 松下电工中国有限公司 6台 Pall中国有限公司 4台 日本航空 JapanAirline 中国办事机构 20台 香港国泰航空 70 台 中华航空 50 台 COCA COLA香港有限公司 8台 美国国家仪器 AmericanInstrument 中国有限公司BlueScopeSteel Shanghai WX50AppliedMaterialsChina Shanghai WXC5004MAPPLICACONSUMERPRODUCTSWXC500FINISARShanghaiWX20 提高10到100倍的带宽容量减少数据流量节省链路升级投资 提供对应用的监控和管理提供WAN优化报告提供WAN监测报告 提高应用响应时间TCP层加速应用层加速 提供流量整型管理解决了应用冲突提供应用保护 WXFrameworks技术体系介绍 WXFrameworks 数据压缩 缓存 企业应用的不断增加和数据流量的日益增长SAP Oracle PeopleSoft Siebel等系统需要更多的带宽资源全球化的企业发展趋势 机构遍布各地节省成本的考虑减少链路扩容费用合并数据中心缩减维护和安全投资成本广域网的依赖异地容灾需要保证数据复制和恢复的高性能链路数据通过IP广域网络进行存储备份 为什么需要数据压缩 起源于DNA排序特征研究成果 MolecularSequenceReduction MSR 在数据流中查找并消除重复的数据数据样式字典库 自我学习和自动更新 实时 高速 低延迟的处理能力对所有IP流量都是透明的操作 分子序列压缩技术 MSR 在一个固定尺寸的搜索窗口内发现并替换重复的数据窗口 Window 固定长度的缓冲区 通常是1packet或2048bytes 以字节 byte 为基础单元 在搜索窗口内寻找重复的样式使用指针的方式替换重复数据 指针指向相同部分的数据没有数据状态纪录没有将状态和学习的知识保留下来只能在搜索窗口内找寻并压缩相同样式的内容任何重复的内容超过搜索窗口大小时 将不能被利用 传统的数据压缩技术 动态学习数据流特征的一种压缩技术动态学习数据流 语言 的特性 通过简短的标识替换进行压缩构建一个重复数据样式的知识库 而且持续进行自动更新知识库的更新是丢弃不常用的样式特点数据压缩没有固定的边界限制经过一次学习后 数据流中所有符合此样式的内容都将被压缩每一个数据包的压缩都是基于从以前的数据中学到的知识 MSR压缩技术实现原理 MSR数据压缩效果 NetworkSequenceCaching NSC 序列缓存用于识别超大数据的重复内容识别内容动态修改方面优于传统的文件缓存应用无关性 适合所有IP流量WXC产品平台的设备具有此功能NSC与MSR结合使用 将最大化压缩能力 网络序列缓存 NSC NetworkSequenceCaching NSC 1 ObjectsareconvertedintoacontinuousdatasequencethatismirroredondiskacrosstheWAN 2 Asnewdataarrives aunique feature map iscomputedforeachinputpacket 3 Thefeature mapisusedtorapidlydetectcompleteorpartialmatchestopreviouslymirroreddata 4 Allmatchedregionsareeliminated unmatchedregionsareforwardedtoMSRforfurtheroptimization 数据压缩率从只启动MSR时的66 增加到MSR NSC时的87 显著提高了带宽容量 MSRwith66 reduction 3xGaininBandwidthMSR NSCwith87 reduction 7 5xGaininBandwidth MSR NSC显著增强数据压缩效果 WXFrameworks 应用加速 广域网的链路延迟限制了TCP的传输及响应时间造成延迟的原因是距离长 路由跳数多 以及运营商或运营商之间的路由策略PacketFlowAcceleration PFA 包流加速技术可以改善广域网延迟FastConnectionSetup技术可以加速短的交互ActiveFlowPipelining改善高延迟的链路传输性能ForwardErrorCorrection技术解决了高丢包率的链路的问题ApplicationFlowAcceleration AFA 在4 7层之间对CIFS MAPI HTTP协议加速 应用加速技术 WAN应用加速 时延是导致应用速度缓慢的主要原因影响两个领域 TCP和应用层不同程度的影响应用性能 TCP或L7 时延对TCP的影响造成许多应用速度缓慢 例如 FTP 备份 大规模数据传输 协作应用 其他应用延迟的原因是TCP和协议 ping pong 延迟 例如 Exchange CIFS Http 解决方案 数据包流加速 PFA 解决方案 应用流加速 AppFlow 5 的应用协议 PacketFlowAcceleration PFA 技术快速连接建立 FastConnectionSetup 减少交互过程 适用于小数据量且频繁交互的应用主动式流管道 ActiveFlowPipelining 终结TCP 适用于高延迟 高带宽的链路前向纠错 ForwardErrorCorrection 发送数据恢复包 适用于高丢包率链路 解决网络延迟 包流加速技术 PFA TCPreceiver TCPsender TCPconnectionhandshake TCPSession建立 三次握手 TCPreceiver TCPsender TCPconnectionhandshake WX1 WX2 OnlyusefulforLatencyLinks Onlyusefulforveryshort livedTCPconnections TCPSession建立 FastConnectionSetup Webappsalsoseegoodacceleration likelyhttp1 0SQLServerlikelyreturningmanyqueriesinjustafewRTT s FastConnectionSetup的应用效果 PacketFlowAcceleration PFA 技术快速连接建立 FastConnectionSetup 减少交互过程 适用于小数据量且频繁交互的应用主动式流管道 ActiveFlowPipelining 终结TCP 适用于高延迟 高带宽的链路前向纠错 ForwardErrorCorrection 发送数据恢复包 适用于高丢包率链路 解决网络延迟 包流加速技术 PFA 假设将64K字节的数据注入一个很短的管道 管道看起来好像总是满的那么 你不得不等待所有数据流完后再继续注入更多的数据 主动式流管道技术原理 AFP AFP技术能够使管道总是满负荷的工作 主动式流管道技术原理 AFP 流管道技术 FlowPipelining TCPreceiver TCPsender 3 wayhandshakecompleteOutofslowstartReceiverWindow 16K SR1 SR2 Overrunprotection OnlyusefulforHighLatencyLinksandolderclients TCPreceiver TCPsender SR1 SR2 TCPnotanidealprotocolforhighlatencyandhighlosslinksReliableTransportaddresseslossandretransmissionReduceseffectsofNetworklatencybyputtingmoredatainflight Reliabletunnel TCP TCP ReliableTransport 3 wayhandshakecomplete Outoforderdeliveryprotection Holddataincaseretransmissionneeded OnlyusefulforHighLatencyLinks 主动式流管道技术结合前向纠错技术 CustomerdataforActiveFlowPipelining substantialimprovementsinapplicationresponsetimeandthroughput ActiveFlowPipeling应用效果 ApplicationFlowAcceleration AFA 技术CIFS协议加速MAPI协议加速HTTP协议加速 解决网络延迟 应用流加速技术 AFA CIFSReadorExchangeReceiveWITHOUTWX CIFSorExchangeserver Ping pong behaviorrequiresaresponsetobesentbeforethenextrequestcanbemadeResultisthatapplicationperformanceisconstrainedbyWANdelay roundtriptime CIFSorOutlookClients CIFSReadorExchangeReceiveAcceleration CIFSorExchangeserver SR 2 SR 1 TotalnumberofroundtripsacrosstheWANaregreatlyreducedResultissignificantlyfasterread receiveexperienceforuser Serverreturnsdatablocks CIFSorOutlookClients SR 1asksservertoreadaheadthenext n blocksSR 1pipelinesdatablockstoSR 2 SR 2asksSR 1toreadaheadnext n blocks CIFSWriteorExchangeSendWITHOUTWX CIFSorExchangeserver CIFSorOutlookClients AgaintheresultisthatapplicationperformanceisconstrainedbyWANdelay roundtriptime CIFSWriteorExchangeSendAcceleration BeginWriteRequest Clientwrites1stblock CIFSorExchangeserver SR 2 SR 1 CIFSorOutlookClients SR 2consumesack3 RoundtriptimeacrosstheWANisgreatlyreducedResultissignificantlyfasterwrite sendexperienceforuserLastACKisneveracceleratedforsafetyreasons SR 2consumesack2 Clientwritesblock2 Clientwritesblock3 SR 2consumesack1 HTTPAcceleration HTTPserver SR 2 SR 1 AgainclientsavoidcostlyroundtriptimesacrosstheWAN Serverreturnsobjectsorsaysnotmodified ClientreceivesURLandgetsobjects HTTPClients ClientreceivesURL SR 2sendspre fetchrequeststoSR 1 SR 1asksserverforembeddedobjectsIfneededSR 1pipelinesobjectstoSR 2 SR 2learnslistofobjectsembeddedinURLandcachesthem ifcacheable WebServer HTTPClients WAN WebBrowserwithWX Clientbrowsesto Getsthepage displayswhatitcanandfiguresoutwhatobjectsitneedstoget RemainingobjectsretrievedfromPeribit1 Round triptimesdramaticallyreduced Juniper1 Juniper2 WXFrameworks 应用控制 向导式配置手段制定流量等级模板灵活有效的流量等级 trafficclass 最多定义16种流量等级 trafficclass 依据策略为每个流量等级分配资源和优先级依据应用所属的流量等级进行带宽管理用户可以自己定义应用 最多支持256种 支持TCP和UDP应用自动识别应用确保公正充分的利用带宽 带宽管理 QoS 支持Outbound和Inbound双向QosInboundQos只有固定的4种TrafficClass缺省不启动与其他QoS设备协同工作在广域网上 遵从或修改ToS DSCP设置与网络上的QoS设备无缝的集成支持MPLSVPN 带宽管理 Qos 图形化的运行报告和监控工具 带宽管理 Qos Policy BasedMultipath依据策略区分应用到指定的传输通道有利于公共信息和私有内部信息混合的网络应用可以平滑的切换传输通道提高链路的利用率 Secondarypath 基于策略的多路选择 PBM SRsourceaddrs 10 1 1 1 10 1 1 2 PolicyRouteappliedoninboundinterface Serial0 Serial1 Internet PrivateNetwork NormalOperation OracleusesthePrivateWANandE mailusestheInternet Muti Path功能基本原理 1 SRsourceaddrs 10 1 1 1 10 1 1 2 PolicyRouteappliedoninboundinterface Serial0 Serial1 Internet PrivateNetwork InternetCongested BothOracleandE mailusethePrivateWAN X Muti Path功能基本原理 2 WXFrameworks 应用可视化管理 提供系统应用在广域网络上运行的报告和监控WXCMS集中式管理监控系统每台设备提供WebView方式的管理界面WXCMS管理监控系统统一的可视化管理工具管理网络上所有WX设备提供各种监控报告监测设备和WAN的运行状况各种应用在广域网上的分布使用量最多的应用排名经过WX优化技术处理后的效果报告 等等具有故障处理的能力包捕获能力NetFlow格式流量记录的输出 WXCMS系统和设备WebView管理界面 可自定制 MyPortal 管理门户可以选择设备进行监控展示选择感兴趣的部分展示 如应用分布 QoS总结 压缩和加速结果报告可以长期收集数据进行分析可以存储一年的数据可以预测网络容量发展趋势提供设备自动部署功能远程节点只需要提供电源和以太网接口可管理2000台设备 WXCMS 使用PeriScopeCMS5 0预先做好设备配置不需本地配置 只需完成电源和网络连线接入 DHCPServer WAN CMS 1 CableandpowerupSR 2 IssueDHCPClientRequest 4 LocateCMSat peribit 5 Downloadimagefile ifneeded 6 Downloadpre stagedconfigfile 7 Connecttoregistrationserver beginoperations RegistrationServer 3 ReturntemporaryIPaddressanddomain WXCMS自动部署设备功能 IPsec功能作为可选项内容可以集成到WXOS中可以部署在没有VPN环境提供简单的安全防护功能但是不能替代传统防火墙 NAT设备标准的认证和加密手段符合AES和3DES加密标准提供HMAC SHA 1和HMAC MD5包认证功能动态密钥交换 IKE 提供IPsec功能 缺省为可选项 Juniper广域网优化解决方案小结 Improvesapplicationperformance 至今为止 提供最完整 最全面的广域网优化解决方案解决方案得益于一个优秀的技术体系架构WXFramework解决了广域网带宽紧张 网络延迟和缺乏流量控制与管理的问题 使应用性能大幅提升 CreatingtheWorldwideLAN 典型案例分析 ABSA ABSA案例的分析Absa AmalgamatedBanksofSouthAfrica 南非第二大银行 业务遍及南非 坦桑尼亚 莫桑比亚等非洲国家 提供商业银行业务 金融 保险等服务IT管理上存在的问题 Absa的网络数据流量不断增加Absa想将企业应用分布到各地的数据中心 但受阻於广域网链路的限制 如带宽紧张 应用延迟较大 无法保证QoS有些链路只有64Kbps 而且链路成本非常昂贵 例如 由莫桑比亚至南非的64Kbps的卫星链路成本 1 700 月 IT部门预计须每年增加两百万以支付广域网链路租金寻求解决方案曾经研究路由器的压缩方案 但是路由器负担过重而且增加了应用延迟寻找一些数据压缩产品 但这些产品缺乏全面的优化手段在市场上 很多厂商只提供单一功能的产品最终发现Peribit的序列压缩产品不仅支持增加带宽功能 也支持服