Was ist WAN-Optimierung?

Die WAN-Optimierung setzt eine Reihe von Techniken zur Steigerung der Leistung und Datenübertragung in Wide Area Networks (WANs) ein, um die nachteiligen Auswirkungen von Latenz, Bandbreitenbeschränkungen und Paketverlusten zu bewältigen. Diese Techniken nutzen die TCP-Beschleunigung, Datenkompression, Datendeduplizierung und Forward Error Correction.

WAN-Optimierung erklärt

Je größer die geografische Entfernung zwischen Standorten über das WAN wird, besonders bei internationalen Remote-Standorten mit langsamen Übertragungsdiensten oder langem Backhaul, desto mehr nimmt die Leistung von Anwendungen tendenziell ab. Diese Verschlechterung hängt nicht nur von der verfügbaren Bandbreite ab, sondern wird hauptsächlich von Faktoren wie der Zeit beeinflusst, die Datenpakete benötigen, um über das WAN hin und her zu reisen, der Notwendigkeit von Datenempfangsbestätigungen, die von einigen Protokollen vor dem Senden des nächsten Datensegments verlangt werden, und wie oft Daten aufgrund von Paketverlusten erneut übertragen werden müssen.

Geografisch verteilte Unternehmen mit weltweiten Standorten erleben möglicherweise aufgrund von übermäßigen Umlaufverzögerungen eine beeinträchtigte Anwendungsleistung, besonders bei kritischen, latenzempfindlichen TCP//IP-Anwendungen wie Transaktionsverarbeitung oder Datensicherung. Es ist wichtig anzumerken, dass zusätzliche Bandbreite allein keine praktische Lösung darstellt, da die Netzwerklatenz hauptsächlich von der geografischen Entfernung zwischen den Standorten verursacht wird. Um solchen Problemen entgegenzuwirken, implementieren Unternehmen WAN-Optimierungslösungen.

Wie funktioniert WAN-Optimierung?

Das Hauptziel der WAN-Optimierung ist es, die inhärenten Einschränkungen von Wide Area Networks (WANs), wie hohe Latenz, eingeschränkte Bandbreite und potenzielle Paketverluste, zu bewältigen.

TCP-Beschleunigung verringern die Auswirkungen der Latenz, um die Reaktionszeiten über die Entfernung zu verbessern. Die TCP-Beschleunigung bewältigt Verzögerungen mit vier zentralen Komponenten:

  • Window-Scaling vergrößert das Übertragungsfenster, sodass mehr Daten gesendet werden können, bevor eine Bestätigung eingeht.
  • Selective Acknowledgement (SACK) macht es möglich, in verlustbehafteten Netzwerkumgebungen nur notwendige Pakete erneut zu übertragen und redundante Neuübertragungen zu vermeiden.
  • Umlaufzeitmessung verringert die Messung der Umlaufzeit (Round-Trip Time, RTT), indem die tatsächliche Latenz anstelle des Bestätigungs-Timers mit fester Länge verwendet wird, der normalerweise für verlorengegangene Pakete genutzt wird.
  • High-Speed TCP verbessert den Überlastungskontrollmechanismus, indem es die Größe des Überlastungsfensters optimiert, das die Zeiten regelt, zu denen Segmente in das Netzwerk gesendet werden. Bei einer standardmäßigen TCP-Überlastungskontrolle kann es sehr lange dauern, bis das Überlastungsfenster wieder verfügbar ist. Mit High-Speed TCP wird die Größe des Überlastungsfensters für größere Volumen erhöht und für kleinere verringert.

TCP zur WAN-Optimierung
Techniken zur TCP-Beschleunigung beschleunigen Anwendungen über Entfernungen und bewältigen so die Auswirkungen der Latenz

Datenreduktion verhindert einen Overhead an redundanten Paketen im WAN. Dabei kommt Folgendes zum Einsatz:

  • Datendeduplizierung entfernt doppelte Daten und ersetzt sie durch einen Fingerabdruck und einen Pointer, sodass nur die erforderlichen Daten über das WAN übertragen werden. Die ursprünglichen Daten werden auf einem Festplatten-Cache gespeichert, sodass sich die Daten mit den doppelten Daten am Zielort rekonstruieren lassen.
  • Datenkomprimierung nutzt Komprimierungsalgorithmen wie die LZ-Komprimierung (Lempel-Ziv), um die übertragene Datenmenge zu reduzieren. Die Datenkomprimierung wird auf die Nutzdaten und den IP-Header angewendet.

Die Datendeduplizierung verhindert einen Overhead an redundanten Paketen im WAN
Die Datendeduplizierung verhindert einen Overhead an redundanten Paketen im WAN

Pfadkonditionierung verringert die Auswirkungen von Internet- und drahtlosen Verbindungen, die häufig unter Paketverlust und Jitter leiden und anfälliger für Ausfälle sind. Dabei kommt Folgendes zum Einsatz:

  • Forward Error Correction (FEC): Bei der Übertragung verlorene Pakete werden automatisch wiederhergestellt, indem in regelmäßigen Abständen Paritätspakete über das Netzwerk gesendet werden. Dadurch kann der Empfänger Fehler korrigieren, ohne eine Neuübertragung anzufordern. So wird die Datenintegrität sichergestellt und die Auswirkungen von Paketverlusten werden verringert. Das Verhältnis der Forward Error Correction kann abhängig von den Anforderungen an die Benutzerfreundlichkeit konfiguriert werden – von 1:1 für Echtzeit-Sprach- oder Videoanwendungen bis hin zu einem adaptiven Algorithmus, der die Fehlerkorrektur aufgrund von Paketverlusten automatisch anpasst.
  • Korrektur der Paketreihenfolge (POC): Beim Lastausgleich des Datenverkehrs zwischen mehreren WAN-Transportverbindungen ordnet die Korrektur der Paketreihenfolge (Packet Order Correction, POC) alle Pakete neu, die in der falschen Reihenfolge am Ziel ankommen.

Warum sollte ich WAN-Optimierung in Betracht ziehen?

  • Unterstützung für geografisch verteilte Unternehmen
    In verteilten Unternehmen liegen viele Filialen an abgelegenen Standorten, wo schnelles Internet ein Problem darstellt. Aus diesem Grund erfolgt der Austausch von Geschäftsinformationen zwischen Unternehmenssystemen langsam, was sich auf die Geschäftsgeschwindigkeit auswirkt. Mit einer integrierten Lösung zur WAN-Optimierung können Unternehmen die geschäftliche Flexibilität, die sie benötigen, um in der heutigen wettbewerbsintensiven Welt erfolgreich zu sein, souverän aufrecht erhalten.
  • Effizientere Bandbreitennutzung
    Die WAN-Optimierung hilft dabei, die Datenmenge zu minimieren, die über das WAN übertragen werden muss und schafft so zusätzliche Kapazität für Echtzeitanwendungen wie Sprache und Video. Sie verbessert auch die Übertragung großer Dateien wie medizinischer Bilder oder konstruktive Designdateien.
  • Bessere Disaster Recovery
    Häufig betreffen die Disaster-Recovery-Pläne von Unternehmen Daten, die an mindestens einem Remote-Standort gesichert werden sollen, der möglicherweise meilenweit vom Hauptstandort entfernt liegt. Je größer die Entfernung zwischen den Remote-Standorten und den Backup-Standorten wird, desto mehr steigt auch die Latenz und die Datenübertragung wird langsamer. Die WAN-Optimierung macht die Datenreplikation und den Sicherungsprozess effizienter und stellt sicher, dass kritische Daten sicher übertragen und an den Remote-Standorten gespeichert werden.
  • Kosteneinsparungen
    Unternehmen können Kosten sparen, indem sie die über das WAN übertragene Datenmenge mithilfe von Techniken wie Datendeduplizierung und -komprimierung reduzieren. So können Unternehmen Bandbreitenanforderungen senken, was die mit der Netzwerkinfrastruktur und WAN-Dienstanbietern verbundenen Ausgaben verringert.

Was sind die Vorteile der WAN-Optimierung?

  • Verbesserte Anwendungsleistung
    Latenz im Netzwerk verschlechtert die Anwendungsleistung deutlich. Durch Verringerung der Latenz, Verkürzung der Datenübertragungsdauer und Optimierung der Bandbreitenauslastung setzt die WAN-Optimierung Techniken ein, die die Netzwerkleistung deutlich steigern. Das führt zu schnelleren Übertragungszeiten, verbesserten Datentransfergeschwindigkeiten und einer besseren Benutzererfahrung. Da Arbeitskräfte effizienter auf kritische Anwendungen zugreifen, steigert die WAN-Optimierung die Produktivität.
  • Verbesserte Zusammenarbeit
    Die WAN-Optimierung fördert eine effiziente Zusammenarbeit zwischen Teams, die über mehrere geografische Standorte verteilt sind. Durch geringere Latenz und eine optimierte Datenübertragung ermöglicht sie Echtzeitkommunikation, nahtlose Dateifreigabe und Videokonferenzen. Das unterstützt bessere Teamarbeit und mehr Produktivität, wovon Arbeitskräfte in Niederlassungen profitieren.
  • Business Continuity
    Die WAN-Optimierung verbessert die Prozesse der Sicherung und Datenreplikation. Sie stellt sicher, dass Daten sicher übertragen und an Remote-Standorten gespeichert werden. Im Katastrophenfall bietet die WAN-Optimierung eine schnellere Datenwiederherstellung, was die Ausfallzeiten minimiert und Unternehmen ermöglicht, ihren Betrieb schnell wieder aufzunehmen.

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