WAN-optimalisatie helpt telewerken

Bedrijven hebben steeds meer werknemers die op afstand willen of moeten werken en dan de bedrijfsservers gebruiken. Bepaalde serverdiensten zijn uit te besteden en via een hoster aan werknemers ter beschikking te stellen. Het internet is echter weinig efficiënt, zodat werken op afstand soms erg traag is. Dat leidt vaak tot frustraties. WAN-optimalisatie kan uitkomst bieden.

Moderne ondernemingen stellen heel wat diensten en applicaties ter beschikking via hun breedbandaansluiting op het internet. Zo’n WAN- of Wide Area Network-aansluiting geeft toegang tot bedrijfsservers. Dat kunnen zowel web- als applicatieservers zijn, maar ook file-, multimedia-, database-, mailservers, en nog vele andere soorten servers.
Andersom kan een bedrijf ook besluiten dat er zoveel gebruik gemaakt wordt van bepaalde diensten, dat het beter is om die diensten elders onder te brengen, zoals in een datacenter. Dan kan het bedrijf zelf ook alleen maar via zijn breedbandaansluiting bij de gehoste data komen. Op die manier kunnen heel wat diensten en data op die ene WAN-aansluiting terechtkomen.
Zonder optimalisatie zou je al vlug in een situatie kunnen komen waar een erg populair, maar omvangrijk stukje data zo vaak gedownload wordt, dat het de volledige internetbandbreedte doet dichtslibben. Het resultaat is teleurstellende WAN-prestaties voor gebruikers en klanten. Én mogelijk torenhoge rekeningen voor het bandbreedteverbruik.

‘Verkeersvorming’

Het optimaliseren van WAN-verbindingen begint uiteraard bij de onderliggende netwerkstructuur en het daarop aanwezige netwerkverkeer. Hierbij denken we aan QoS (‘quality of service’, de vereiste minimumkwaliteit van de dienst). Dat omvat ook ’traffic shaping’ (het hervormen van netwerkverkeer via herindeling van de netwerkpakketten om alles optimaler te laten verlopen).
Verder spelen ook compressie en caching van netwerkstromen, TCP-acceleratie, netwerkprotocolmanipulatie en applicatiespecifieke optimalisatie een rol. Al deze functionaliteit zie je vaak samengebundeld in een zogenaamde ‘WAN Optimization Controller’ of kortweg WOC.

Tweeling

Een WAN-optimalisatiesysteem bestaat meestal uit twee appliances die samenwerken aan beide uiteinden van een WAN-verbinding. De technologie is bij uitstek geschikt om de verbinding tussen een bedrijf en een datacenter te optimaliseren, of tussen een hoofdkantoor en een of meer filialen. De kosten van dergelijke appliances zijn helaas te hoog om er een bij individuele medewerkers te plaatsen, maar ook daar zou zo’n systeem wonderen kunnen verrichten.
De twee appliances werken meestal door alle te optimaliseren applicatieprotocollen via een speciale VPN-achtige tunnel te sturen. Daarbij proberen ze zoveel mogelijk data te cachen, te comprimeren en zelfs op basis van voorspellingen alvast te bewerken. Zo zal een lokale appliance alvast bevestigingspakketjes van uitgestuurde data genereren voor de lokale applicaties, zodat die niet meer aan WAN-latency onderworpen zijn. Dit wordt hieronder verder toegelicht.

Prestaties van LAN en WAN

Een LAN is een vrijwel perfecte netwerkverbinding met zeer weinig of geen storingen. Van het internet en andere WAN’s kunnen we dat helaas niet zeggen. Hoe snel gebruikers een internetsite kunnen bereiken, hangt af van een aantal factoren. Eerst en vooral is er de netwerkvertraging (latency): de die tijd nodig is om een netwerkpakket van een punt in het netwerk (of WAN) naar een ander punt te zenden.
Omdat alle internetverkeer bestaat uit heen en weer gestuurde netwerkpakketjes, leidt een vertraging in de verbinding ook tot vertraging in de reactietijd tussen die netwerkpakketjes. Dit heeft niets te maken met de omvang van de beschikbare bandbreedte. Het vergroten van die bandbreedte heeft dan ook geen positieve invloed op de netwerkvertraging.
Een tweede groot probleem bij internetverbindingen is pakketverlies. Bij een probleem in de verbinding kunnen er netwerkpakketten verloren raken. Omdat het verzendende systeem altijd wacht op een bevestiging voor elk verzonden netwerkpakket, zal een verloren pakket opnieuw uitgezonden worden als die bevestiging uitblijft. Maar pakketten opnieuw uitzenden doet de netwerkprestaties natuurlijk dalen. Ook hier is het bijkopen van WAN-bandbreedte aan de kant van de site geen hulp voor de gebruikers.
Het derde grote probleem is verstopping. Als de beschikbare WAN-bandbreedte van de site vol zit, zullen de netwerkprestaties van de gebruikers daaronder lijden. Dat kan dan wél opgelost worden door de WAN-capaciteit te verhogen. De bandbreedte vergroten betekent echter niet noodzakelijk een snelheidsverhoging voor de gebruikers van het WAN. Toch zien we dit soort foute redeneringen maar al te vaak terugkomen bij zowel gebruikers als bedrijven.

Snelweg

Internetbandbreedte kunnen we voorstellen als een snelweg met meerdere rijstroken. Als je meer bandbreedte koopt, vergroot je het aantal stroken op de snelweg, maar de maximumsnelheid van het verkeer blijft dezelfde. Als er een file is, kan die inderdaad opgelost worden door meer rijstroken te voorzien. Dat werkt echter alleen als de file veroorzaakt wordt door een teveel aan auto’s. Als de file echter veroorzaakt wordt door een wegversperring, dan blijft de file bestaan, ongeacht het aantal rijstroken. En als er geen file is, dan kom je even snel van Rotterdam naar Amsterdam op een snelweg met twee rijstroken als op een met acht rijstroken.
Zo is het ook met netwerkbandbreedte. Als er regelmatig vertragingen optreden op het internet, helpt het niet als je de bandbreedte tussen een website en de provider vergroot. Providers verkopen natuurlijk graag bijkomende bandbreedte en stellen dat ook graag voor als een hogere snelheid. Het gaat echter om meer capaciteit, niet om meer snelheid!

Babbelzieke protocollen

Het probleem van netwerkvertragingen wordt natuurlijk des te acuter naarmate het gebruikte netwerkprotocol babbelzieker is. Zogenaamde ‘chatty’ of babbelzieke netwerkprotocollen zoals http/https en SMB/CIFS werken met heel veel kleinere netwerkpakketjes. Vertragingen in de overdacht daarvan hebben al snel grote en irritante wachttijden tot gevolg. De gebruikers ondervinden last in de vorm van lage responstijden. Denk daar maar aan als je geconfronteerd wordt met een ’trage’ website. Het gaat meestal om slechts één onderdeel van de webpagina en vaak een uitbesteed stuk inhoud. Niet zozeer de downloadsnelheid, maar de tijd die nodig is om bepaalde verbindingen te openen, veroorzaakt vertragingen. De kern van WAN-optimalisatie is dat je wat probeert te doen aan dat latency-probleem.

WAN-optimalisatie in het kort

• WAN-optimalisatie heeft betrekking op:
• Het versnellen van zoveel mogelijk internetapplicaties en -diensten door het elimineren van redundante transmissies, ofwel het verzenden van telkens dezelfde data.
• Het opslaan en ter beschikking stellen van data in lokale caches. 
• Het indelen naar prioriteiten en het comprimeren van te verzenden data. 
• Het stroomlijnen van ‘babbelzieke’ protocollen (zoals NetBIOS, SMB en CIFS).

Als een belangrijk deel van de verzendopdracht bestaat uit het aanbieden van bestanden of multimediastromen, dan bestaat er een bijzondere subset van WAN-optimalisatie onder de naam WAFS of Wide Area File Services (zie kader).
Andere subsets van WAN-optimalisatie zijn het cachen van http/https, mediamulticasting en bandbreedtebeheer.