Optimalisatie applicaties in wide area netwerken geen sinecure

Ver weg werken

De lange verwerkingstijd van veel protocollen heeft zijn weerslag op het functioneren van applicaties in lange-afstandsnetwerken. Hoe goed de verbindingen ook zijn, een investering in speciale apparatuur is het overwegen waard.

Het versturen van een groep bits door een netwerk kost meer tijd naarmate het langere afstanden moet overbruggen. Een lange-afstandsnetwerk heeft daardoor andere eigenschappen dan een lokaal netwerk. Signaalvertraging speelt een grote rol in het op internet gebruikelijke tcp/ip-protocol. In de opzet van dit protocol volgt op het versturen van een groep bits een ontvangstbevestiging, waarna de volgende groep bits over de lijn gaat. Bij deze systematiek krijgt het netwerkverkeer dus met een heen- en terugreis te maken.
Zelfs in glasvezelverbindingen met een theoretische onbeperkte capaciteit is bij duizenden kilometers lengte de lichtsnelheid een vertragingsfactor waar rekening mee gehouden moet worden. In een lange afstandsnetwerk tussen twee continenten ligt de wachttijd boven de 50 milliseconde. In netwerken die de globe omspannen kan deze vertraging oplopen tot 250 milliseconde of meer. In een lokaal netwerk bedraagt de wachttijd niet meer dan 10 milliseconde. Deze vertraging heeft grote invloed op het functioneren van applicaties in een lange-afstandsnetwerk.

Grotere invloed

Onderzoeksbureau Gartner schat in het rapport "Latency: the silent killer of application performance" dat de vertraging in een doorsnee internetapplicatie die draait over een 128 Kbps verbinding voor 50 procent toe te schrijven is aan de afstand. Bij een snellere verbinding neemt deze invloed alleen maar toe (95 procent in een verbinding van 2 Mbps). Het onderzoeksbureau ziet de invloed van deze vertraging in het netwerk de komende jaren flink toenemen. Bedrijven zijn steeds meer geneigd om applicaties centraal vanuit een rekencentrum over lange-afstandsnetwerken te laten draaien.
Dat is ook het geval bij een groot accountancykantoor dat een datanetwerk heeft met ruim zeventig connecties in meer dan zestig landen. De manager van dit netwerk, die op eigen verzoek alleen anoniem een bijdrage aan dit artikel wil leveren, zegt dat niet alleen de vertraging een issue is in dit netwerk. Ook de beperkte capaciteit van veel verbindingen speelt een belangrijke rol. "De bandbreedte is in veel landen niet toereikend om de applicaties naar behoren te laten functioneren. Naast de vertraging in het netwerk is deze beperkte capaciteit een flinke handicap. Er zijn aanvullende maatregelen nodig om applicaties goed te laten draaien", aldus de manager. In grote landen met goede telecomvoorzieningen is het netwerk voorzien van 10 Mbps-verbindingen. In kleinere of minder ontwikkelde landen moet het concern het met verbindingen van 192 Kbps tot 348 Kpbs doen.
De mailsoftware legt op dit moment het grootste capaciteitsbeslag op de verbindingen. Door een overstap op Exchange 2003 is het mailverkeer bij het concern met een factor tien tot twintig toegenomen. Reden hiervoor is het grote aantal mailservers. In de nieuwe versie van Exchange heeft dit tot gevolg dat het mailsysteem het netwerk zwaar belast met statusinformatie. Later dit jaar moet naast Exchange ook software via het netwerk komen te draaien die werkgroepen voorziet van documenten met de laatste wijzigingen. Dat zal het huidige capaciteitsbeslag van applicaties op de verbindingen van 40 procent nu alleen maar groter maken.

Vertragingseffecten
Gartner verwacht dat internationale centralisering van applicaties in veel gevallen gedoemd is jammerlijk te mislukken. Dit komt omdat organisaties de vertragingseffecten in lange-afstandsnetwerken onderschatten. Ook al kennen deze nog zoveel bandbreedte, de vele kilometers die netwerkprotocollen voor de heen- en terugreis moeten afleggen hebben uiteindelijk een flinke impact op het functioneren van applicaties. In het rapport "Latency: the silent killer of application performance" stelt het onderzoeksbureau dat over twee jaar 90 procent van de ontwerpers van netwerken die alleen aandacht besteden aan capaciteit met voor gebruikers onacceptabele reactiesnelheden in applicaties te kampen krijgen. Gartner raadt bedrijven aan om in het netwerkontwerp en de applicaties rekening te houden met deze vertragingseffecten door internetapplicaties meer gebruik te laten maken van de opslagbuffer in bladersoftware.
Daarbij komt dat veel webapplicaties niet geschikt zijn voor gebruik in een wide area network, omdat deze op html-gebaseerde software erg slordig omspringt met protocollen. Software die in een client/server-omgeving draait, vereist maar een paar tcp-sessies naast elkaar. In een webtoepassing gebaseerd op html is het niet ongebruikelijk dat er honderd of meer van deze sessies naast elkaar nodig zijn om een handeling uit te voeren. Voor één scherm zijn alleen al meerdere tcp-sessies nodig. Ook is het niet ongebruikelijk dat groepen bits dertig keer heen en weer moeten vanwege inefficiëntie in het protocol. Daarnaast worden de protocollen in het netwerk steeds complexer.
Uitbreiding van de netwerkcapaciteit is voor het accountancykantoor geen optie. De kosten voor het datanetwerk bedragen ruim zeven miljoen euro op jaarbasis. Verdubbeling van de netwerkcapaciteit in alle verbindingen zou het contract anderhalf miljoen euro duurder maken. Daarnaast kost deze uitbreiding de nodige tijd. "De beslissing om centraal relatief zware applicaties te draaien is vooral een budgettaire kwestie geweest. Daarnaast dringt de tijd doordat Exchange het netwerk relatief zwaar belast", aldus de manager. Daar moet snel een oplossing voor komen.

Andere stap

Het accountancykantoor bestudeert op dit moment een aantal producten die applicaties beter laten functioneren over grotere afstanden. Dit soort apparatuur gebruikt compressie, protocol-voorspelling, opslagbuffers en andere technieken om de belasting van de verbindingen te beperken en vertragingseffecten in protocollen te verkleinen. "De inzet van dergelijke hardware creëert misschien een extra beheerlaag in het netwerk. Toch wegen de aanschaf- en beheerkosten voor deze apparatuur op tegen het prijskaartje dat aan de uitbreiding van de netwerkvoorzieningen zit", aldus de manager. Het bedrijf bestudeert op dit moment producten van Peribit en Riverbed.
Voor het selecteren van de beste oplossing is het testen en vergelijken van verschillende producten een must om de voor- en nadelen gezien de eigen situatie af te kunnen wegen. Het Steelhead-apparaat van Riverbed gooit tot nu toe de hoogste ogen. Deze hardware vervangt het tcp-protocol voor het zelf ontworpen SDR (Scalable data referencing). Deze methode hakt de data in kleine eenheden van 100 byte en slaat deze informatie op in Steelhead-hardware aan beide uiteinden van het netwerk.
Als applicaties nieuwe versies van voor hen typisch verkeer genereren, detecteert de Steelhead deze dataverzameling. Het verstuurt vervolgens alleen een verwijzing naar die informatie op het perifere Steelhead-apparaat plus de informatie die hiervan afwijkt. Om applicaties in de periferie te laten werken hoeven daardoor fors minder bits over de lijn gestuurd te worden. Uit de testen blijkt dat het netwerkverkeer van applicaties over het algemeen met een factor vier afneemt. In sommige gevallen is dat honderd procent. De Steelhead beperkt zich tot het tcp-verkeer. Ander netwerkverkeer zoals udp en voip laat het apparaat met rust. De SDR-methode levert een veel hogere compressie op dan bij gebruikelijke verdichtingsmethoden.
Daarnaast heeft de Steelhead kennis van veel voorkomende protocollen als Cifs en Mapi aan boord. Daardoor kan de hardware anticiperen op deze protocollen, zodat het heen- en terugsturen van informatie beperkt blijft. De vertragingseffecten in lange-afstandsnetwerken blijven hierdoor beperkt. Verder werkt de Steelhead-apparatuur ook met databuffers die zelfstandig informatie naar de perifere apparaten sturen op rustige momenten in de verbinding. Zo zet het mail en belangrijke programma-aanpassingen klaar op perifere locaties. De gebruikers hoeven hierdoor de lijnen op drukke momenten niet aan te spreken.
De apparatuur van Peribit gebruikt soortgelijke technologie die dezelfde verdichtingsratio weet te halen als de Steelhead-hardware. De Peribit heeft door zijn langere levensloop als voordeel dat het apparaat volwassen rapportagemogelijkheden kent. In de Riverbed-oplossing komt dit nog niet zo goed uit de verf. De Peribit-hardware heeft als nadeel dat het een tunneltechniek gebruikt, die alleen in point-to-point-verbindingen functioneert. Dat is geen probleem zolang het in frame-relay-netwerken gebruikt wordt. Deze verbindingstechniek houdt deze topologie ook aan. Het datanetwerk van het accountancykantoor kent alleen een multipoint-opzet. Dit levert de apparatuur van Peribit een minpunt op.

Consolidatie

De apparatuur die optimalisatie in een wan-netwerk ondersteunt, is ook voor de consolidatie van servers in te zetten. Volgens Fred Geerlings, één van de oprichters van IPknowledge een adviesbureau gespecialiseerd in netwerkinfrastructuur, vormt dit een minstens even groot toepassingsgebied voor dergelijke apparatuur. "Bedrijven hoeven afgezien van de Riverbed-apparatuur en de lokale desktopmachines lokaal geen servers meer te onderhouden. De applicaties worden vanaf een centraal punt via een wan-netwerk aan de perifere vestigingen aangeboden. Het mannetje dat vroeger langs kwam rijden voor het serverbeheer is daarmee overbodig."
De grootste fabrikant van netwerkapparatuur Cisco heeft de groeimogelijkheden van dergelijke toepassingen ook ontdekt. Het nam vorig jaar augustus Actona Networks over. Het concern heeft inmiddels het door deze starter ontwikkeld apparaat onder eigen naam uitgebracht. De wafs-technologie (wide area file service) in dit apparaat staat centrale softwaredistributie en opslag van informatie toe. Een centrale wafs-machine distribueert informatie naar wafs-apparaten op perifere vestigingen. Daar zijn vervolgens geen servers meer nodig voor het opslaan van bestanden en het afdrukken van informatie. Ook heeft deze apparatuur voorzieningen aan boord om de vertraging in het wan-netwerk zoveel mogelijk te ondervangen.< BR>

x

Om te kunnen beoordelen moet u ingelogd zijn:

Dit artikel delen:

Stuur dit artikel door

Uw naam ontbreekt
Uw e-mailadres ontbreekt
De naam van de ontvanger ontbreekt
Het e-mailadres van de ontvanger ontbreekt

×
×
article 2005-03-04T00:00:00.000Z Sytse van der Schaaf
Wilt u dagelijks op de hoogte worden gehouden van het laatste ict-nieuws, achtergronden en opinie?
Abonneer uzelf op onze gratis nieuwsbrief.