思科广域应用服务(WAAS) V4.0技术概述

在为企业边缘提供应用和关键业务数据方面，企业机构面临着多重压力。

随着全球工作人员的日趋分散化，为整个机构提供出色的服务水平也日益艰难，致使IT机构不得不在每个地点部署昂贵、难以管理的基础设施，包括文件服务、电子邮件、视频、软件分发和打印服务等。

鉴于业界和政府法规的持续压力，IT机构目前面临着整合这一昂贵的基础设施，以改进数据保护、符合政府和业界法规，并满足分布式企业员工所期望的服务水平的挑战。

此外，随着应用的日趋复杂化和对网络要求的不断提高，为企业边缘提供应用和应用信息的难度也在不断加大。

思科广域应用服务(WAAS)是一个全新解决方案，旨在更好地交付应用和整合基础设施，并充分利用现有资金和运营资产的优势。

挑战尽管公司高管们对IT资源的期望值不断升高，但IT预算并没有相应增长。

几乎所有管理着分布式基础设施的IT机构都希望整合昂贵的远程机构基础设施，控制资金和运营开支。

另外，随着应用不断朝着日趋庞大化和复杂化发展，由此造成网络负载不断加大，广域网性能对应用交付的影响也日益严重。

在当前分散程度极高的基础设施和早已过载的广域网环境下，数据保存策略、业务连续性、灾难恢复和一致性要求等问题则使情况进一步恶化。

集中IT基础设施能够节约运营开支和资本开支，简化数据保护流程。

许多供应商尝试利用单点产品解决这类问题，但并不能使IT机构有效地利用现有在网络智能上的投资。

思科WAAS解决了广域网问题思科广域应用服务(WAAS)解决方案结合了应用加速技术和广域网优化技术，使应用供应的两难问题得以有效解决，既推动了分布式服务器和存储的整合，又提高了已集中的服务的性能，而且保持了正在集中的服务的性能水平。

思科WAAS是部署在广域网两边的设备，即思科广域应用引擎(WAE)之上，它提供了应用专用加速和广域网优化功能。

思科WAE引擎如图1所示，可作为路由器中集成的网络模块，也能作为独立设备，部署在数据中心和远程分支机构的数据传输路径之外，支持高可用性、可扩展性和故障直通操作。

借助思科WAAS，IT机构能够更好地达成下列目标：∙将昂贵的分布式IT资源，如服务器和存储，集中在数据中心∙提高吞吐率，更好地向企业边缘提供应用和应用数据∙提高效率，并控制现有广域网连接的带宽占用∙满足远程机构用户对应用性能的期望思科WAAS通过一系列优化技术实现上述优势，在保证对所有应用安全的同时，对客户端、服务器和网络透明。

这些优化技术包括：∙功能强大的应用专用加速和协议专用加速——通过协议加速、提前读取、批操作、多路复用和安全缓存，思科WAAS解决了应用层的性能问题，如延迟和带宽占用等。

因此完全符合协议规范、实现了数据的完全一致性，并且与本地广域网接入相比，极大地提高了用户性能。

∙独立于协议的高级网络压缩功能——思科WAAS能够利用多种长期有效的压缩技术，包括基于标准的压缩和跨协议数据压缩，压缩正在处理的数据，因而最大限度的缩减了所用网络带宽，提高了应用吞吐率。

∙对网络友好的吞吐率提高技术——思科WAAS提供了TCP优化功能，提高了广域网使用效率，改进了广域网事件处理，包括数据包丢失、拥塞和恢复。

因此，通信节点不会受到有问题的广域网环境的影响，思科WAAS也能够通过优化来管理这些问题，以改进吞吐率、性能和响应速度。

借助思科WAAS，所有基于TCP的应用都能受益于网络和应用专用加速技术的优势，包括互联网和内部网应用、数据库、文件服务、文件传输、电子邮件、数据保护、远程桌面应用、客户端-服务器应用、数据保护等。

图 1. 思科WAE设备和路由器中集成的网络模块思科WAAS通过下列应用加速和广域网优化特性，推动了基础设施整合，提高了广域网使用效率和应用交付性能：∙思科WAAS传输流优化(TFO)—思科WAAS提供的优化功能，改进了TCP在广域网故障情况时的行为，消除了与数据包丢失、拥塞、恢复和LFNs有关的问题。

借助思科WAAS TFO，通信节点与广域网环境隔离，WAE设备代表节点管理广域网环境，以确保可用容量发挥最大的效用，降低数据包丢失和拥塞的影响，并提高吞吐率。

TFO保留了分组网络友好的特点，能与其他利用标准TCP实施通信的网络节点安全共处。

∙思科WAAS重复数据消除(DRE)技术——DRE是保存出现于TCP字节流中的双向数据块的数据库。

DRE能够检查输入TCP流量，识别每个数据流的模式。

模式在识别并添加至DRE数据库后，可用于创建压缩历史记录，重复的模式则被很小的签名所替代，这些签名能指导远程设备如何重建原始信息。

借助思科WAAS DRE，最大限度地降低了带宽使用率，由于只需在广域网上交换少许数据包，因此，与传输数据相关的延迟也得以最大限度地缩减。

DRE保持了应用和协议的完全一致性和准确性，因为由远程WAE重建的原始信息必须经过多个级别的准确性验证。

它能应用于TCP字节流，且独立于应用协议。

从一个应用流学习到的模式，也能用于属于不同应用的另一个数据流。

根据应用、数据和工作负载的不同，DRE提供了从2:1到100:1的压缩功能。

∙持续Lempel-Ziv (LZ)压缩——思科WAAS采用面向连接的LZ压缩技术，以进一步最大限度地减少TCP连接所用的带宽量。

持久稳固的LZ压缩技术能与DRE共用，也能单独使用，根据使用的应用和所传输的数据的不同，在DRE提供的压缩以外，还提供了2:1到5:1的压缩功能。

∙应用流量策略(ATP)——ATP是一个功能强大的加速和优化管理工具，为管理员配置思科WAAS 对特定应用协议如何处理，提供了所需的灵活性和控制功能。

思科WAAS出厂时为150多种流量类型和25个以上的应用组配置了缺省策略，管理员可以轻松地调整现有策略，或针对环境中的其他应用流量创建新的策略。

∙业界领先的思科广域文件服务软件(WAFS)——思科WAAS是在思科WAFS系列提供的强大的WAFS功能基础上构建的。

通过协议专用优化、安全缓存、提前读取、多路复用和管线技术，思科WAAS为网络边缘的通用互联网文件系统(CIFS)客户端提供了扩展的文件服务加速功能，能够安全地克服协议特定的性能限制，如延迟、数据传输和带宽使用等。

借助思科WAAS文件协议加速特性，远程机构用户能够以类似局域网的性能来访问集中文件服务器。

思科WAAS还提供了Windows兼容的打印服务，支持“点击打印”、集中驱动分配和Active Directory发布功能。

另外，需要在广域网上传输和交换信息时，应用加速技术还能受益于思科WAAS 广域网优化组件提供的吞吐率改进和压缩优势。

∙可扩展应用平台——思科WAAS能够满足当前和未来的应用供应和基础设施整合要求。

思科WAAS提供的模块化软件架构允许添加功能强大的应用专用适配器、广域网优化组件或其他优化层的透明集成，因而提供了投资保护。

∙部署灵活性和可用性——思科WAAS是当前唯一能够提供部署灵活性、可用性和分组网络透明性的应用交付平台。

思科WAAS能够与客户端、服务器和网络透明集成，保留了应用配置和网络特性配置。

网络截获技术，如WCCPv2和PBR，以及服务器负载均衡(SLB)平台，如思科内容服务模块(CSM)和适用于Cisco Catalyst 6509多层交换机的思科ACE系列应用控制引擎，提供了具备高可用性、可扩展性和负载均衡功能的故障直通操作。

思科WAAS和思科WAE设备能采用高可用性的负载均衡配置，保留了从端到端的完全网络透明性。

思科WAAS的透明性能够帮助IT机构保护现有网络特性（如QoS、NBAR和NetFlow等）的资本和运营投资。

∙网络透明性——思科WAAS提供了透明优化功能，保留了对于网络特性运行十分关键的原始分组报头信息，包括源和目的地IP和TCP信息，使中间的路由器、交换机和防火墙能够继续执行分组优化功能，如分类、优先级划分、访问控制、队列、控制、NetFlow和路由决策等。

下面讨论了思科WAAS 解决方案的各项先进特性。

部署灵活性思科WAAS应用加速和广域网优化与分组网络是密不可分的。

通过采用WCCPv2、PBR或SLB技术，如Cisco Catalyst 6000 CSM或ACE模块，思科WAAS将透明性集成入分组网络，无需更改客户端、服务器或网络特性。

思科WAAS提供了高可用性、可扩展性和透明性，完全保留了安全、记帐和应用专用策略。

当集成入分组网络时，思科WAAS提供了功能强大的应用加速和广域网优化功能，能够实现基础设施的整合并提高广域网效率。

∙WCCPv2，由思科系统公司率先开发，将应用加速技术透明地集成到高度可用的负载共享网络之中。

位于特定地点的思科WAE设备会将其可用性告知路由器（或交换机、多个路由器，或用于支持网络路径高可用性的交换机），并确定应转发给WAE的TCP流量。

当WAE设备和路由器一起加入服务组时，该路由器能够监控应转发至WAE、而非原始目的地的流量。

随着WAE开始接收流量，它根据配置的应用策略有选择地实施优化和协议级处理。

借助WCCPv2，最多32个WAE和32台路由器能加入一个服务组，每个负责接收一部分工作负载，否则它们就会未经优化穿越广域网。

如果一个WAE发生故障，剩余的成员则分担故障WAE的负载。

如果某个地点的所有WAE设备都出现故障，流量则以未优化的方式在广域网上转发，直至某一WAE恢复。

∙PBR是思科WAAS和思科WAE的另一个部署选项。

借助PBR，网络管理员能够将一个或多个WAE配置成适用于所有或特定TCP流量的下一跳路由器。

随着该路由器开始接收TCP流量，它作为下一跳路由器将流量转发给WAE，由WAE根据配置的应用策略实施优化。

如同WCCPv2一样，PBR提供了透明的分组网络集成功能，如果一个WAE故障，通过将另一个WAE用作下一跳，它还为远程机构或数据中心提供了高可用性。

如果所有WAE都出现故障，基于策略的路由将无法实施，流量则以未优化的方式在广域网上转发，直至某一WAE恢复。

当WAE部署于分组网络时，它可以根据应用策略着手实施网络和应用优化。

对于使用应用适配器的应用，应用层消息传送能够本地端接，以消除延迟和取消不必要的数据传输。

对于必须穿越广域网的TCP流量，WAE能在不干扰正常运行的情况下标记数据包，以便其被一个远程WAE(通过WCCPv2或PBR)接收时，两个WAE能够相互识别，建立对等，协调优化功能，并最终对必须穿越广域网的流量实施优化。

设备自动发现思科WAAS能够透明地与分组网络集成，还能自动发现源和目的地间路径上的所有思科WAE设备。

每个TCP连接建立后，思科WAAS能在不干扰正常运行的情况下，标记连接请求分组，以识别通信节点间路径中的各个思科WAE，以及应根据配置的策略请求哪种优化。

远程思科WAE接收了已标记的数据包后，即能了解WAE拓扑结构，然后，可以对优化功能进行协商(图2)。