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WAN-Optimierung als zentrales Element von Cloud Computing

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Die wichtigsten Echtzeit-Optimierungstechniken

Eines dieser WAN-Optimierungsverfahren ist der Einsatz von Protokoll-Beschleunigungstechniken. Sie verringern die Latenzzeiten auf Werte von deutlich unter 100 Millisekunden. Die Latency hängt in erster Linie von der Länge der Übertragungsstrecke ab. Bei einer WAN-Strecke zwischen zwei (Cloud-)Rechenzentren in Europa und den USA beträgt sie etwa 100 bis 200 ms. Für zeitkritische Anwendungen wie das Replizieren von Daten ist das zu viel. Mit WAN-Optimierung können diese Werte auf einen Bruchteil reduziert werden. Ein weiterer Vorteil: Bei synchroner Datenreplikation, etwa zwischen einem Firmen-Rechenzentrum und dem Data-Center eines Cloud-Service-Providers, können wegen der Latenzzeiten ohne WAN-Optimierung nur rund 150 Kilometer überbrückt werden, bei Einsatz dieser Technik bis zu 1000 Kilometer.

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Zweiter Ansatz: Paketverluste auf ein erträgliches Maß reduzieren

Je nach Anwendung, die über ein Cloud-Rechenzentrum bereitgestellt wird, muss die Paketverlustrate (Packet Loss Rate) unter 1 Prozent liegen. Idealer Weise sollte sie etwa 0,1 Prozent betragen. Das ist auch für anspruchsvolle Applikationen akzeptabel wie die Bereitstellung von virtualisierten Desktops oder den Zugriff auf Echtzeit-Datenbanken.

Zu hohe Paketverlustraten treten auf, wenn Router und Switches überlastet sind und deshalb Datenpakete wegwerfen. Eine weitere Ursache ist die fehlerhafte Konfiguration von WAN-Links. Um die PLR in Cloud-Computing-Umgebungen zu minimeren, setzen Virtual WAN Optimiziation Appliances mehrere Verfahren ein. Eines ist Forward Error Correction (FEC). Dabei wird zusammen mit einer bestimmten Zahl von Paketen ein Fehlerkorrektur-Paket mit übertragen. Die Netzwerksysteme beim Empfänger können damit Datenpakete rekonstruieren, die auf dem Transport verloren gingen.

Wird zusammen mit jeweils zehn normalen Datenpaketen ein Fehlerkorrektur-Paket übermittelt (FEC-Rate von 1:10), sinkt die Packet Loss Rate von 1 Prozent auf 0,09 Prozent. Allerdings steigt durch FEC die Belastung der WAN-Leitung, weil mehr Datenpakete übertragen werden müssen. Daher lohnt sich das Verfahren erst dann, wenn die Paketverlustrate mindestens 1 bis 2 Prozent beträgt.

Pakete in der richtigen Reihenfolge übermitteln

Ergänzend zu FEC kann Packet Order Correction (POC) zum Zuge kommen. POC prüft in Echtzeit und für alle Network Flows, ob die Pakete in der richtigen Reihenfolge beim Empfänger eintreffen. Wenn nicht, korrigiert dies das WAN-Optimierungssystem. Nach Erfahrungswerten von Silver Peak lassen sich mit FEC und POC die Paketverlustraten auf 0 bis 0,1 Prozent verringern.

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Virtual WAN Appliances versus Hardware-basierte Lösungen

WAN-Optimierungssysteme für den Einsatz in Cloud-Computing-Umgebungen stehen in zwei Varianten zur Verfügung: als Hardware-Appliances und als virtualisierte, softwarebasierte "Virtual Appliances,.

Im Vergleich zu Hardware-Systemen bieten virtualisierte WAN-Optimierungslösungen mehrere Vorteile. Sie lassen sich beispielsweise einfacher in IT-Infrastrukturen integrieren, die stark durch Virtualisierung geprägt sind. Zudem sind sie preisgünstiger, weil die Kosten für die Hardware entfallen. Weitere Vorzüge sind der geringere Platzbedarf (kein Einschub im Rack wird blockiert), der niedrigere Strombedarf und die einfachere und schnellere Implementierung (kein Hardware-Setup notwendig).

Speziell für Unternehmen mit Niederlassungen im Ausland kommt ein weiterer Faktor hinzu: Es muss keine Hardware zu den Außenstellen verschickt werden. In einigen Regionen ist dies ein zeitaufwändiger und kostspieliger Vorgang, Stichwort Zollformalitäten.

Nicht zu unterschätzen ist außerdem der Faktor Flexibilität: Bei hardwaregestützten WAN-Appliances ist der Anwender an die Upgrade-Zyklen des Herstellers gebunden. Kündigt dieser beispielsweise nach drei bis vier Jahren eine Modellreihe ab, steht ein Umstieg auf eine neue Version an. Dieser Wechsel ist bei hardwaregestützten Lösungen deutlich kostspieliger und komplizierter als bei Virtual Appliances.

Ebenso wie in traditionellen IT-Umgebungen ist es bei Cloud Computing notwendig, dass zeitkritische Anwendungen wie Videos oder Vorrang vor weniger wichtigen Applikationen erhalten. Dazu muss eine Virtual WAN Optimization Appliance so genannte Quality-of-Service-Verfahren (QoS) bereitstellen. Sie identifizieren beispielsweise Video-Datenpakete. Diese werden anschließend mit Vorrang durch das Netz transportiert als weniger kritische Daten und Dienste wie Office-Anwendungen und E-Mail.

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