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迎接多連接 ISP 鏈路挑戰(zhàn)
2007-10-11   F5公司

概述

企業(yè)仍致力于為客戶提供持續(xù)的應(yīng)用高可用性。實(shí)際上,Infonetics 公司最新報(bào)告表明,企業(yè)停機(jī)故障有 30% 與服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)故障有關(guān)。
  中小型企業(yè)必須為其應(yīng)用提供高可用性,但通常卻缺乏用于另一數(shù)據(jù)中心的 IT 預(yù)算。解決這一問(wèn)題的辦法是采用 ISP 鏈路多連接 (multi-homed) 解決方案,并借助邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議 (BGP)。
  使用或考慮使用多連接網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)還面臨諸如 OWA、SIP、和 Web 門戶等全新應(yīng)用挑戰(zhàn)。這些應(yīng)用給 ISP 鏈路提出了更高的要求。企業(yè)必須考慮鏈路的可用性、應(yīng)用性能,以及怎樣才能充分利用 ISP 鏈路,這是由于諸如帶寬超限、爭(zhēng)用、低效的鏈路利用率,以及 ISP 間路由等問(wèn)題正呈蔓延之勢(shì),并耗費(fèi)企業(yè)及客戶的大量收入,同時(shí)增加其運(yùn)營(yíng)支出;
  本白皮書旨在討論企業(yè)在部署多連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)所面臨的挑戰(zhàn),以及 BIG-IP鏈路控制器如何提供經(jīng)濟(jì)高效的解決方案,以管理可用性,并高效優(yōu)化 ISP 連接的性能

挑戰(zhàn)

如何實(shí)現(xiàn) ISP 鏈路的歸屬?
  當(dāng)前,企業(yè)仍會(huì)由于 ISP 可用性故障造成數(shù)百萬(wàn)美元的損失。但是,部署經(jīng)濟(jì)高效的解決方案也是另一大挑戰(zhàn)。將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多歸屬的備選方案有多種:
☆ 與來(lái)自同一條 ISP 鏈路的兩條鏈路實(shí)現(xiàn)多歸屬
企業(yè)可以將其站點(diǎn)與源于同一 ISP 的兩條鏈路實(shí)現(xiàn)多歸屬。這種解決方案部署價(jià)格經(jīng)濟(jì),但不太有效,因?yàn)橐坏?ISP 網(wǎng)絡(luò)故障將造成兩條鏈路同時(shí)不可用。
☆ 與來(lái)自兩條 ISP 鏈路的兩條鏈路實(shí)現(xiàn)多歸屬
  通常,企業(yè)將其站點(diǎn)與源于兩個(gè)獨(dú)立 ISP 的兩條鏈路實(shí)現(xiàn)多歸屬,并通過(guò) BGP 進(jìn)行路由。盡管出現(xiàn)故障時(shí),BGP 能夠提供可用鏈路,但它仍是一種復(fù)雜的路由協(xié)議,無(wú)法適當(dāng)?shù)靥峁┒鄽w屬和智能鏈路路由。由于需要從 ISP 和路由器升級(jí)版本中安裝特殊的自治系統(tǒng)號(hào)碼 (ASN),因此,BGP 價(jià)格更貴且部署繁雜。一旦出現(xiàn)故障,則需要 ISP 的配合以恢復(fù)鏈路,并且 BGP 傳播會(huì)減慢各種路由器融合的速度。這會(huì)造成不可預(yù)料的較長(zhǎng)故障切換時(shí)間,因而無(wú)法滿足企業(yè)高可用性的要求。

如何優(yōu)化多歸屬鏈路?
  企業(yè)現(xiàn)在認(rèn)識(shí)到多歸屬 ISP 鏈路無(wú)法滿足其需求。他們飽受鏈路性能問(wèn)題之苦,并且通常需要增加更多帶寬。這就造成帶寬投資周期無(wú)限期延長(zhǎng),同時(shí)投資回報(bào)降低。更糟糕的是,企業(yè)為了提供 IP 服務(wù)不斷提高對(duì)帶寬的需求,但卻無(wú)法經(jīng)濟(jì)高效并智能地管理帶寬。
   如何在高效使用帶寬和不斷增加帶寬間取得平衡以解決性能問(wèn)題?通常用戶所面臨的問(wèn)題在于:需要在部署新應(yīng)用和帶寬使用率之間做出權(quán)衡,同時(shí)避免帶寬超限,這些問(wèn)題包括:
o 應(yīng)用優(yōu)先級(jí)
  在對(duì)通過(guò)飽和 WAN 鏈路的不同類型流量進(jìn)行優(yōu)先級(jí)安排時(shí),企業(yè)飽受其苦。應(yīng)用優(yōu)先級(jí)通常取決于帶寬占用 (bandwidth-hogging) 型應(yīng)用,這些應(yīng)用會(huì)夠降低性能并影響工作效率。所需進(jìn)行的工作包括:根據(jù)應(yīng)用類型、用戶、位置和鏈路確定流量的優(yōu)先級(jí),從而高優(yōu)先級(jí)或關(guān)鍵應(yīng)用始終會(huì)獲得所需帶寬。
o 帶寬超限
  企業(yè)不斷遇到的帶寬利用率超出預(yù)定限制的情況。由于帶寬不足,因此應(yīng)用性能開始降低,并最終影響企業(yè)的盈利。隨著訪問(wèn)其網(wǎng)站的客戶類型數(shù)量不斷增加,企業(yè)已不再采用通用型帶寬管理策略。他們需要為每類用戶定制帶寬策略以提供出色的最終用戶體驗(yàn)。
o TCP 效率低下
  TCP/IP 最初開發(fā)用于 LAN 網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)在 WAN 上運(yùn)行時(shí),由于該協(xié)議是面向連接的協(xié)議,因此內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)效率低下的情況,造成應(yīng)用響應(yīng)時(shí)間過(guò)久。TCP 效率降低會(huì)帶來(lái)許多不必要的干擾 (chattiness),并使丟失包的恢復(fù)時(shí)間延長(zhǎng),大大影響了鏈路的帶寬利用率。物理距離較遠(yuǎn)的客戶端也會(huì)受到影響,因?yàn)?TCP 會(huì)減少原始吞吐量,并造成 WAN 鏈路利用率不充分。撥號(hào)客戶會(huì)感受到較長(zhǎng)的延遲,鏈路使用超限會(huì)出現(xiàn),同時(shí),寬帶客戶也無(wú)法完全利用 WAN 鏈路。
o 鏈路管理
  無(wú)法監(jiān)控性能及可用性,不能制訂策略以管理服務(wù)質(zhì)量,對(duì)新一代網(wǎng)絡(luò)支持的滯后又大大增加了管理開支及總體擁有成本。ISP 對(duì)等 (ISP peering) 問(wèn)題也日益普遍。主要 ISP 之間的網(wǎng)絡(luò)連接爭(zhēng)議 (peering dispute) 會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的業(yè)務(wù)連接故障,進(jìn)而造成收入和盈利損失。Level3 和 Cogent(兩家主要的國(guó)內(nèi)骨干網(wǎng)絡(luò)提供商)之間最近發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)連接爭(zhēng)議已造成嚴(yán)重的連接故障。
o IPv6 部署
  IPv6 部署已經(jīng)開始進(jìn)行,并且服務(wù)提供商也開始提供 IPv6 服務(wù)。實(shí)際上,國(guó)防部已強(qiáng)制所有網(wǎng)絡(luò)截至 2008 年之前部署 IPv6。企業(yè)同時(shí)面臨著升級(jí)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)以運(yùn)行并訪問(wèn) IPv6 服務(wù)的問(wèn)題。

解決方案

BIG-IP 鏈路控制器
  F5 BIG-IP 鏈路控制器與 BIG-IP 本地流量管理器相集成,并構(gòu)建于 TMOS 架構(gòu)之上,這種架構(gòu)能夠提供全套方案以應(yīng)對(duì) WAN 鏈路各項(xiàng)挑戰(zhàn),包括性能、安全性、高可用性以及管理等等。BIG-IP 鏈路控制器能為您帶來(lái)所需的靈活性和可擴(kuò)展性,以適應(yīng)帶寬演進(jìn)及 ISP 高可用性的需求,同時(shí)為您的最終用戶帶來(lái)最佳服務(wù)質(zhì)量。

鏈路可用性高且簡(jiǎn)單易用
  BIG-IP 鏈路控制器簡(jiǎn)化了多連接部署操作,您無(wú)需 ISP 的配合、高容量帶寬連接、指定的 IP 地址塊、ASN,以及高端路由器,就能避免網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn) ISP 故障。借助沒(méi)有依賴 BGP 技術(shù)的 DNS 技術(shù)來(lái)提供故障切換性能,BIG-IP 鏈路控制器能夠消除諸如延遲、升級(jí)開支負(fù)擔(dān)、效果欠佳的流量管理等多連接問(wèn)題。由于 BIG-IP 鏈路控制器能夠保證您的鏈路可用,并且不會(huì)出現(xiàn)延遲或路由錯(cuò)誤的情況,因此,您將大受裨益。此外,它還能使您匯聚經(jīng)濟(jì)型鏈路,并根據(jù)性能、成本及業(yè)務(wù)策略,更精細(xì)地控制使用哪一條鏈路。

將鏈路性能提高到全新高度
  F5 BIG-IP 鏈路控制器是唯一一款提供集成鏈路特定優(yōu)化服務(wù)模塊以高效解決鏈路性能問(wèn)題的產(chǎn)品。BIG-IP 鏈路控制器能夠幫助節(jié)省帶寬,提高應(yīng)用性能,并消除對(duì)額外帶寬的需求。BIG-IP 鏈路控制器通過(guò)以下優(yōu)化服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能:
☆ 調(diào)整帶寬以便為關(guān)鍵應(yīng)用確定 WAN 鏈路帶寬的優(yōu)先級(jí)
  通過(guò)帶寬調(diào)整,您可以定義流量和應(yīng)用限制、對(duì)允許尖峰或猝發(fā) (spike or burst) 的資源的速率進(jìn)行控制,以及提供排序功能,以便對(duì)流量類型進(jìn)行優(yōu)先級(jí)設(shè)定,并定義某些流量類型與所借用的其它流量類型之間的關(guān)系。通過(guò) BIG-IP 鏈路控制器,您能夠控制可用帶寬,從而諸如 VoIP 等較高優(yōu)先級(jí)及延遲敏感型應(yīng)用會(huì)獲得正常運(yùn)行所需帶寬。您還可以根據(jù)諸如應(yīng)用類型和用戶類型等業(yè)務(wù)策略來(lái)管理帶寬使用率以避免帶寬爭(zhēng)用。
   下例中,一家在線企業(yè)擁有兩條采用 BGP 的 ISP 鏈路,用于為其站點(diǎn)提供高可用性。其主要應(yīng)用為 Web 門戶和電子郵件。當(dāng)主鏈路可用時(shí),一切都將平穩(wěn)運(yùn)行,應(yīng)用也能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是,當(dāng)主 ISP 鏈路停機(jī)而備用 ISP 鏈路激活時(shí),web 應(yīng)用就會(huì)消耗所有可用帶寬,從而無(wú)法滿足電子郵件應(yīng)用的需求。由于這家企業(yè) 60% 的業(yè)務(wù)通過(guò)電子郵件進(jìn)行,因此此時(shí)會(huì)對(duì)其收入產(chǎn)生顯著影響。

圖 1:Web 應(yīng)用占用帶寬,從而無(wú)法滿足電子郵件的需求

  當(dāng)備用鏈路激活時(shí),通過(guò)帶寬調(diào)整,BIG-IP 鏈路控制器可重新確定 web 和電子郵件應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)。通過(guò)為每一應(yīng)用獲取帶寬,BIG-IP 鏈路控制器能夠確保這些應(yīng)用不會(huì)爭(zhēng)用同一個(gè)帶寬并能獲得正常運(yùn)行所需帶寬。

圖 2:Web 應(yīng)用和電子郵件獲得所需帶寬
☆ 壓縮以降低 WAN 鏈路帶寬消耗
  可選的壓縮模塊使您能夠壓縮 web 應(yīng)用流量、降低帶寬使用率,且無(wú)需購(gòu)買更多帶寬。F5 提供靈活、可調(diào)整的壓縮引擎,您可以根據(jù)文檔類型、流量類型,以及諸如往返時(shí)間等網(wǎng)絡(luò)條件對(duì)壓縮進(jìn)行配置。壓縮 HTTP 流量能夠幫助您節(jié)約每月支出的 ISP 費(fèi)用,降低帶寬使用率,并提高最終用戶的性能。
☆ 實(shí)現(xiàn) WAN 網(wǎng)絡(luò)上的 TCP 優(yōu)化
  TCP 協(xié)議本質(zhì)上相當(dāng)復(fù)雜,而且很容易消耗一些不必要的帶寬。BIG-IP 鏈路控制器的核心是 TMOS,用戶可借助經(jīng)過(guò)高度優(yōu)化的 TCP 堆棧來(lái)減少 TCP 效率低下的情況。借助完善的 TCP WAN 優(yōu)化技術(shù)(例如,快速重新傳輸和恢復(fù)、適應(yīng)性擁塞窗口、選擇性確認(rèn)及擁塞通知),以及通過(guò)增加帶寬來(lái)提高端對(duì)端性能,F(xiàn)5 TCP 堆棧能夠降低由于重新傳輸丟失包、距離和網(wǎng)絡(luò)擁塞等因素造成的延遲。通過(guò)提高特定技術(shù)(例如,TCP 慢啟動(dòng)和擁塞避免、帶寬延遲控制,以及時(shí)間戳)利用率,企業(yè)就能從遠(yuǎn)距離客戶現(xiàn)有鏈路高效的帶寬利用率中獲得顯著收益。

輕松管理多條鏈路
  BIG-IP 鏈路控制器簡(jiǎn)單高效,可通過(guò)鏈路對(duì)象管理來(lái)管理多連接 ISP 鏈路,并通過(guò)鏈路帶寬使用率實(shí)時(shí)和歷史視圖、多狀態(tài)監(jiān)視器來(lái)準(zhǔn)確確定鏈路可用性。BIG-IP 鏈路控制器還提供其它管理工具,包括:
☆ 基于拓樸路由至最佳 ISP 鏈路
  使用 BIG-IP 鏈路控制器,您能夠基于用戶位置路由多鏈路流量。實(shí)現(xiàn)原理為:使用拓樸數(shù)據(jù)庫(kù)和 IANA 表確定用戶位置,然后根據(jù)預(yù)定義的策略路由所需鏈路流量。通過(guò)這種方式,您能夠根據(jù)用戶位置選擇最佳性能鏈路,從而獲得最佳最終用戶體驗(yàn)。由于上述方法能夠提供多連接備選方案,并確保用戶到達(dá)適當(dāng)?shù)乃?ISP 鏈路,因此,它還有助于解決導(dǎo)致連接丟失的 ISP 對(duì)等爭(zhēng)議問(wèn)題。
☆ 用于編程控制的 iRules
  您能夠根據(jù) TCP/IP 參數(shù)(例如,源 IP、目標(biāo) IP 地址和端口等)路由多鏈路流量。借助 iRule(一種基于 TCL 腳本的語(yǔ)言),您能迅速定義策略(例如,根據(jù)應(yīng)用類型、服務(wù)質(zhì)量、客戶端類型來(lái)分配鏈路流量)以提高應(yīng)用性能。如下 iRule 能夠動(dòng)態(tài)測(cè)量每一鏈路的往返時(shí)間,并能以 SIP 應(yīng)用的最低值(最佳 QoS)來(lái)選擇鏈路。
☆ 支持新一代 IPv6 網(wǎng)絡(luò)
  采用 BIG-IP 鏈路控制器 IPv6 網(wǎng)關(guān),您可在托管 IPv6 服務(wù)的同時(shí),為 IPv4 客戶提供訪問(wèn)服務(wù),還可在兩者間轉(zhuǎn)換而無(wú)任何網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

結(jié)論
  BIG-IP 鏈路控制器結(jié)合出色的鏈路優(yōu)化性能及可用性服務(wù),能夠?yàn)槟畲笙薅鹊靥岣叨噙B接 ISP 鏈路的可用性、性能,及可管理性。與 BIG-IP 本地流量管理器相集成并構(gòu)建于 TOMS 之上,BIG-IP 鏈路控制器不斷演進(jìn),以滿足不斷變化的帶寬需求:
☆ 可靠的 WAN 連接,提供企業(yè)級(jí)互聯(lián)網(wǎng)連接能力
☆ 借助壓縮和帶寬調(diào)整,獲得有效的 WAN 鏈路帶寬
☆ 提高鏈路性能并優(yōu)化 TCP/IP 堆棧
☆ 通過(guò)將流量引導(dǎo)至最佳鏈路和 ISP,提供最佳服務(wù)質(zhì)量及最快速度
☆ 通過(guò)整合經(jīng)濟(jì)型鏈路來(lái)提高投資回報(bào)
☆ 通過(guò) BGP 降低多歸屬成本

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