Melhorando a performance das aplicações em redes de longa distância

Otimização de WAN: paradigma ou nova realidade de fato? Descubra mais sobre o assunto no presente artigo.

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Por: Luciano Gomes em 27/05/2009


Otimização de WAN: Paradigma ou Nova realidade de fato?



Através dos tempos, após a consolidação dos sistemas e a consolidação do ethernet como padrão para redes locais, tantos os usuários como os desenvolvedores de sistemas passam a exigir mais da rede.

O desenvolvedor, desenvolvendo e testando dentro da rede local (hoje a gigabit, sem erros e sem latência) tem o mundo ideal para suas aplicações, entretanto, quando a aplicação entra em produção, todos os locais onde a realidade de infra-estrutura for diferente de onde foi desenvolvido, tal aplicação tem grandes chances de ter uma performance pobre (ou seja, sua execução ficará abaixo do esperado, ou do visto em laboratório).
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O protocolo TCP, apesar de ser estável e confiável, foi desenvolvido na década de 70, e até hoje, quase 40 anos mais tarde, nenhuma mudança efetiva foi implementada. Alguns pesquisadores do CALTECH têm desenvolvido o que batizaram de "Fast TCP", entretanto sua aplicação parece estar longe de se tornar realidade.
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Ocorre que num mercado tão competitivo, as empresas não admitem perder negócios, por qualquer motivo que seja. Na maioria dos casos, historicamente, a solução para a resolução deste tipo de problema de baixa performance das aplicações em escritórios remotos era o aumento de banda.

O aumento de banda não resolvia o problema a longo prazo, resolvia o problema a curto prazo, logo após um determinado período sem reclamações, tem-se a ilusão de que o simples aumento de banda resolveu o problema (ainda que tenha aumentado o OPEX da companhia).

Uma operação simples (CIFS) em um link WAN, consome toda banda disponível prejudicando as demais aplicações.
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Então, que direção seguir para resolvermos o problema? Um recurso chamado Qualidade de Serviço - QOS foi implementado nos equipamentos de rede (switches, roteadores). Este recurso funciona como um guarda de trânsito em uma via muito movimentada. A figura abaixo ilustra um link limitado fluindo as aplicações sem QOS. Sendo assim, a aplicação mais agressiva, consome mais recurso do link.
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Ainda existe a possibilidade de algo pior acontecer, ou seja, um tráfego intencionalmente malicioso se sobrepor aos demais, levando a rede ao colapso.
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Ao implementar o QOS, controles são automaticamente ativados, cada aplicação agora possui uma regra para trafegar pela "via".
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Aparentemente temos nossos problemas resolvidos, entretanto, QOS "não fabrica banda". Alguns problemas também surgiram, algumas rotinas comuns a qualquer ambiente de TI foram prejudicadas, por exemplo, backup utilizando o protocolo FTP. Historicamente as políticas para FTP são as mais restritivas. Como resolver? Contrata um link maior e aumenta a banda disponível para o FTP?

Sim, essa seria uma das possibilidades reais. Um outro problema, as unidades da rede, ainda com reserva de banda, os clientes reclamam de lentidão. Como resolver? Aumentar o link? Infelizmente neste caso, como o problema não é banda, o simples aumento daria uma ilusória sensação de melhoria, voltando rapidamente para o status de insatisfação inicial.

É aí que nasce um mercado novo, um equipamento híbrido, provido de inúmeras funcionalidades e colocado como vários institutos de pesquisa como a tecnologia do futuro.

Interessante presenciar o nascimento de um novo mercado, de novas empresas e acompanhar a evolução deste novo paradigma (ou nova tecnologia?) "Otimização de WAN". Historicamente a Packteer se considera a criadora deste mercado, entretanto o seu principal produto, o PackteeShaper (hoje a BlueCoat é dona da Packteer) não tinha o conceito de simetria. A ideia principal era de por o produto na saída principal da rede, normalmente o link de internet.
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Em minhas pesquisas obtive a informação de que a empresa que fundou este segmento específico foi a Expand Networks, seguida pela Peribit Networks (hoje adquirida pela Juniper).
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O otimizador de WAN moderno, de forma genérica e resumida, implementa quatro características:

1) Otimização de protocolo: como dito acima, esse produto é simétrico, ou seja, necessariamente deve possuir um de cada lado do circuito que se deseja acelerar.
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2) Compressão e cache

3) QOS

4) Aceleração de aplicações (genéricas e específicas)

O instituto de pesquisas GARTNER batizou este tipo de equipamento de WOC, Wan Optimization Controller. Através deste conjunto de técnicas, os circuitos WAN conseguem dar mais performance as aplicações que não fazem uso de compressão nativamente ou criptografia. Aplicações já comprimidas ou criptografadas não podem ser aceleradas (na segunda parte do artigo explicarei melhor esse assunto).

Retornando para o nosso exemplo, as transferências via FTP, os backups e as unidades de rede, agora trabalharão como se estivessem sendo executadas em rede local. Para o FTP, as técnicas de otimização do protocolo darão um ganho grande, aliadas a compressão a performance tende a melhorar substancialmente. A primeira transferência faz uso de tais técnicas, as demais fará uso também do cache . Num exemplo clássico, se o arquivo que estiver sendo pedido pelo João já tiver sido pedido antes pelo Mário, a transferência ocorrerá localmente.
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O segundo problema do nosso exemplo, as unidades da rede, CIFS. Todos fabricantes implementam algoritmo específico para o CIFS, de forma geral, o funcionamento é como ilustrado abaixo:
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Cada pedido e cada resposta, necessariamente atravessa o circuito WAN para poder ser processado.
Na transferência com os otimizadores, apenas a requisição inicial chega ao servidor e depois a transferência propriamente dita, todos os controles ineficazes do protocolo CIFS são substituídos por algoritmos mais eficazes, evitando assim o alto volume de transações através da WAN.
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Conclusão

Acreditamos que otimização de WAN deixou de ser um paradigma, é uma realidade e traz realmente vários benefícios para a empresa que adota tal solução. Inicialmente o "mote" desta solução era o de não precisar ampliar link (compressão e cachê dariam uma sobrevida aos links atuais), este era o principal "apelo" para a aquisição da solução, entretanto os equipamentos evoluíram de tal forma que o apelo agora é:

"Execute suas aplicações na WAN como se estivessem rodando na LAN."

O assunto é muito extenso e no próximo artigo falarei das opções de compra e também como otimizar sua rede WAN sem gastar, ou seja, usando o bom e velho Linux.

Contatos:
MSN: luciano@linux.com
E-mail: lucianogomess@gmail.com

   

Páginas do artigo
   1. Otimização de WAN: Paradigma ou Nova realidade de fato?
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Comentários
[1] Comentário enviado por POTIGUAR em 27/05/2009 - 19:47h

muito bom! já estou no aguardo da segunda parte (é que mais interessa... implementar QoS ,como vc diz... com o "bom e velho linux"...)

[2] Comentário enviado por sheridan em 30/06/2009 - 16:49h

lucgomes

manda ai a segunda parte do artigo, vamos testar.


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