广域网优化技术在石油行业的应用探讨
2010-10-19   中国石油川庆钻探

石油行业的信息化建设这几年发展迅速，目前企业内部已经建设了包括OA、邮件、视频会议以及专业应用系统等多达数十种系统。而承载这些业务的企业内部广域网多数采用专线方式与各个下属分支机构进行联网，对于一些受到条件限制的井场以及部分海外分公司还采用了卫星进行联网。

企业对于信息化的依赖程度愈来愈高、内部的应用系统和承载的数据越来越多，而专线及卫星组建的广域网往往受到带宽以及网络质量的限制，而带宽增加的成本也非常高。如何有效的对广域网的链路进行优化，在广域网有限的带宽及质量条件下，实现各种应用系统和数据的更加高效的传输，具有非常现实的意义。随着这几年的广域网优化技术在国内的快速发展和其技术的愈来愈成熟，本文就广域网优化技术结合石油行业信息化的特点进行一些探讨。

广域网优化技术是在2004年第一次推出，该技术主要采用了数据缓存技术、TCP协议以及应用协议优化、流量分析与优化等技术来改善和优化广域网数据传输时面临的速度难题：

1)        数据缓存技术：

该技术不是简单的文件缓存，而是将广域网当中传输的数据包通过一定的算法拆分成更小的“碎片”，并对该碎片分配唯一的“标签”，将“碎片”和“标签”分别存储在本地设备和目的地接收设备中，当具有相同“标签”内容再次需要传输时，只传输“标签”到目的地，接收设备根据“标签”便在本地的设备中提取出内容。

图表 1 “碎片”与“标签”

2)        TCP协议优化以及应用优化：

TCP协议是在上世纪70年代提出的，其中的滑动窗口、慢启动算法、拥塞避免算法对于当时的网络条件下有着比较好的传输效果，但是随着互联网的飞速发展其中的很多算法在目前的网络条件下已经成为网络传输速率的瓶颈。例如测试显示在网络时延达到一定程度后对于网络传输速率有着非常大的影响，具体见下图。

图表 2 延时对传输速率的影响

另外一些网络应用在局域网当中访问速度非常好，但是由于其传输机制原因到互联网之后，受到延时、丢包的影响之后，其访问速度将收到非常大的影响。

而广域网优化设备（两端部署）能够对TCP协议的窗口滑动机制、窗口大小以及一些应用系统的协议进行优化，进而能够实现更高的网络利用率和传输速度。

3)        流量分析与优化

通过对广域网当中的流量进行应用协议分析，并根据应用的重要程度以及对网络实时性的要求情况来分不同的优先级别进行带宽的动态分配。

石油行业的广域网的特点是地理分布广、承载应用种类多、数据承载量大，广域网优化技术能够对石油行业的广域网应用流量进行有效的优化和处理，主要能够解决一下几个方面的问题：

1)        专线链路优化：

专线带宽有限，如果负载过高会造成网络拥塞进而出现网络延迟增大、网络出现丢包的现象，通过广域网的数据缓存技术能够降低专线当中的网络负载，避免出现拥塞。此外对于一些广域网当中已经存在的丢包现象，部分广域网优化产品能够通过数据包冗余技术降低网络丢包率，这对视频会议或者VOIP的效果改善将会有一定的帮助。

图表 3 广域网减速先后数据削减量

这种数据削减应用在对于石油系统内部的大量的地震波数据传输方面将给地震波数据传输分析带来极大的便利性。传统的地震波数据由于数据量大，采用网络传输访问时间太长，因此往往都只能够采用硬盘拷贝之后再由人力的方式将数据带回分析。而广域网优化数据削减技术能够得到推广应用之后，将能够有效提高数据传输效率，提高地震波数据采集和分析的效率。

2)        应用系统及数据传输提速：

通过数据缓存技术及协议优化技术能够让应用系统的访问以及数据传输在固有的专线带宽情况下访问速度更快的。在测试深信服科技提供的广域网优化设备过程中发现，广域网优化设备加速效果非常明显，甚至可以超过原有的物理带宽很多倍，具体测试数据如下：

在4M的广域网专线条件下访问速度的对比：

a)        OA办公系统访问测试（B/S架构，采用HttpWatch抓包）

在采用广域网优化加速功能后打开中石油集团内部门户网站速度提升明显。

b)        内部文件打开速度测试（B/S架构，下载内部Word及PDF文件）

测试过程中，在开启广域网优化加速功能之后内部多个文档打开速度提升明显，并且在第一次打开时就有明显提速，这也表明广域网加速并不是采用的文件缓存的方式，而是采用基于数据包碎片的缓存方式。并且可以看出广域网优化采用的传输“标签”的方式，使得专线两端出口的实际数据吞吐率（708KB/S*8=5664bps≈5.5Mbps，3413.3KB/S*8=26.7Mbps）远超过了4Mbps的专线理论带宽。

3)        带宽动态分配保障核心应用：

目前内部的数十种应用的重要程度、对网络实时性要求都不太一样，除了采用上面的优化手段之外，通过协议分析以及对内部各个应用系统的流量分析，通过对于内部的视频会议、视频监控等实时性要求较高的应用以及一些重要业务系统提供较高的优先级别。而其他应用系统则通过上面两项优化手段依然可以保证访问质量。

现今，广域网优化技术在国外的应用已经非常普遍，很多世界500强企业都已经进行了部署广域网优化解决方案，而目前在国内广域网优化技术的应用刚刚起步，在本文内笔者仅根据在川庆钻探自身广域网建设经验当中遇到的问题结合广域网优化技术如何解决，为广大同行一同进行一些探讨。