بهینه سازی عملکرد برنامه‌های تحت WAN و LAN با استفاده از TCP Express – قسمت اول

عدم کارایی TCP/IP در سازمان‌هایی که برنامه‌های Internet و Extranet ارائه می‌دهند، موجب تاخیر در شبکه WAN  و گم شدن Packet ها شده، که این امر بر عملکرد برنامه کاربردی تاثیرات نامطلوبی خواهد گذاشت.  این عدم کارایی، زمان پاسخگویی برنامه را افزایش داده و بهره‌وری استفاده از پهنای باند (که همان قابلیت Fill The Pipe است) را بصورت چشمگیری کاهش می‌‌دهد.

F5 BIG-IP Local Traffic Manager جدیدترین پشته‌یTCP/IP  را ارائه داده که سبب ارتقای قابل توجه عملکرد برنامه‌های کاربردی در سطح WAN  و LAN  در شبکه های امروزی می‌گردد. این مزایا در تست‌ کنترل که در  Packet Blasting  وجود دارد، یافت نمی‌شوند؛ چراکه برای پرداختن به کلاینت‌ها و شرایط اینترنت طراحی شده اند.

این  پشته TCP/IP که بصورت مطلوبی بهینه‌سازی شده و تحت عنوان TCP Express شناخته می‌شود، تکنیک های پیشرفته TCP/IP و بهبودهای صورت پذیرفته در آخرین RFCها را با اصلاحات فراوان و پیشرفت‌های شگرف توسط F5، برای به حداقل رساندن تاثیر تراکم (Congestion) و از دست رفتن و بازیابی Packet ترکیب می‌نماید.  ابزارهای مستقلِ تست و همچنین تجربه کاربران، نشان داده است که عملکرد TCP Express برای End User تا 2 برابر افزایش و استفاده از پهنای باند بدون ایجاد تغییر در سرورها، برنامه‌ها و دسکتاپ کاربران، تا 4 برابر بهبود می‌یابد.

بررسی قابلیت‌های TCP Express  

پشتهTCP بهینه‌سازی شده

TCP Express، جدیدترین پشتهTCP/IP  می باشد. این پشته بهینه‌سازی‌هایی را که به صورت Native در سیستم‌عامل‌های گوناگونِ سرور و Client پشتیبانی می‌شوند را فعال کرده و همچنین بهینه سازی هایی را که منحصر به سیستم‌عامل نیستند را نیز فعال می‌نماید.  F5 TCP/IP Stack دارای قالبیت‌ ارتقاء بسیار زیادی می باشد که کارایی WAN و LAN را تحت تاثیر قرار می‌دهد، به عنوان مثال:

• برای شبکه‌های LAN با سرعت بالا، TCP/IP Stack به سرعت سایز بافر را افزایش می دهد وLatency  پایین را به منظور مدیریت تراکم (Congestion) شناسایی می کند.
• برای WANهای با سرعت پایین، TCP/IP Stack سرعت Client را شناسایی نموده و به منظور کاهش Packet Loss و بازیابیPacket های Drop شده، میزان پهنای باند را تخمین زد.

معماری TMOS اساسِ BIG-IP Local Traffic Manager می‌باشد که TCP/IP Stack بهینه‌سازی شده‌ی کمپانی F5 را برای همه پلتفرم های BIG-IP و ماژول های Add-On نرم افزاری ارائه می دهد. این بهینه سازی ها که در ارتباطات LAN و WAN به کلاینت‌ها و سرورها گسترش می یابد، منحصر به F5 می‌باشد. این قابلیت راهکار F5 را مقابل سیستم های Packet-By-Packet قرار می دهد. در واقع راهکار شرکت F5 نسب به سایر روش‌های اعلام شده در دنیای IT، به دلیل قابلیت دستیابی به این سطوح بهینه سازی، بازیابیPacket Loss  یا واسطه گری بین زیرمجموعه Clientها و سرورها، دارای برتری می‌باشد.

ترکیب معماری F5 TMOS  که Full-Proxy می باشد با  TCP Express عملکرد تمامی Applicationهای مبتنی بر TCP را به طرز چشمگیری افزایش می دهد. همچنین با بکارگیری این تکنولوژی ها، BIG-IP موارد زیر را ارتقاء می‌دهد:

بهبود سرعت انتقال در انواع ارتباطات Client:

• • افزایش 35 درصدی عملکرد در Clientهای Dial-Up
  • افزایش 79 درصدی عملکرد برای کاربران Broadband

بهبود قابلیت اطمینان (Reliability) اتصال در Clientهای Dial-Up:

• • کاهش میانگین 56 درصدی در خطاهای TCP/IP  (عمدتا در Timeoutهای TCP)

افزایش کارایی Bandwidth در تمامیISP های موجود:

• • افزایش 224 درصدی  Wire Dataها  (بهبود 3.2 برابری)
  • کاهش 50 درصدی packet on the wire (بهبود 2 برابری)
  • حذف 63 درصد از TCP packetهای خالی (بهبود 2.7 برابری)

معماری TMOS  و TCP/IP

واقعیت این است که اکثر سازمان ها سیستم عامل‌های سروری را به‌روزرسانی نمی نمایند، به همین دلیل برخی از Applicationها تحت سیستم هایی بسیار قدیمی اجرا می‌شوند. این زیرساخت قدیمی می تواند منشا تاخیرهای قابل توجه در Applicationهایی باشد که از طریق WAN ارائه می شوند. BIG-IP Local Traffic Manager با استفاده از TCP Express می تواند TCP/IP  قدیمی یا غیرسازگار که ممکن است بر روی سرورهای مجتمع شده‌ی دیتاسنتر یک سازمان اجرا شوند را محافظت و بهینه‌سازی نماید. این امر با حفظ سازگاری با آن تجهیزات حاصل می‌گردد، در حالی‌ که بهبود مجزای بهینه‌سازی TCP/IP Stack 5F در سمت Client یک اتصال، موجب رفتار کاملا مستقل و بهینه‌شده TCP در هر یک از تجهیزات متصل و همچنین در وضعیت شبکه می‌گردد.

به عنوان یک پروکسی کامل که Stack های TCP/IP متفاوتی را Bridge می‌نماید، TMOS یک عامل کلیدی برای بسیاری از بهینه‌سازی‌های WAN است که در TCP Express F5 موجود می‌باشد. اتصال‌های Client و سرور مجزا، کنترل شده و به صورت مستقل بهینه شده هستند تا بهترین عملکرد را برای تمامی تجهیزات ارتباطی  فراهم نماید.

BIG-IP نیاز به Clientها و سرورها را برای تعامل در ارتباطات را حذف می کند. BIG-IP بجای Client در فرآیند مربوطه، دخالت می کند (که Stack Brokering نامیده می شود) و از TCP Express برای بهینه‌سازی ارائه Client-Side استفاده می نماید؛ در حالی که اتصال های داخل شبکه که توسط سرور بهینه سازی شده اند را حفظ می‌کند که در شکلی که در ابتدای این مقاله قرار داده شده، نشان داده شده است.

معمولا سازمان ها یا منابع لازم برای حذف یا جایگزینی سرورهای قدیمی و Applicationها را ندارند و یا نیازی به این کار نمی بینند. به منظور تطبیق دادن این سیستم ها، BIG-IP واسطه ای برای Translate بین تجهیزات بهینه‌سازی نشده و یا حتی ناسازگار ایجاد می نماید، از جمله:

• به‌منظور اطمینان از انتقال داده ها به میزان مطلوب توسط Clientها و سرورها، MSSها برای آنها بصورت جداگانه نگهداری می‌شوند. ارتباط Clientها و سرورها با MSS برای تعیین حداکثر میزان داده ها که ممکن است دربخشی از ارتباط TCP  قرار داده شوند. این دو بخش در تلاش برای ایجاد سازگارترین ارتباط با MSS  وارد تعامل می‌شوند، اما این امر گاها موجب عدم بهینه‌سازی کلاینت یا سرور می‌گردد، زیرا ناگزیر می‌شوند بر روی کمترین میزان MSS مشترک به تعامل برسند.
• حفظ بهینه سازی هایی همچون TCP Selective Acknowledgements که به اختصار SACK نامیده می‌شود، یا TCP Timestamps (و بسیاری موارد دیگر) در Clientها هنگام اتصال به سرورهای پشتیبانی نشده.
• بهینه سازی داینامیک و خودکار اندازه‌های TCP Window  و اطلاعات تراکم TCP برای تمامی تجهیزات متصل شده از جمله تمامی Clientها و سرور.
• حفظ تعامل‌پذیری در Stackهایی همچون Windows و سیستم های قدیمی Solaris که با TCP FIN-PUSH تعامل‌پذیری ندارند. این تنها یک نمونه از انواع مشکلات تعامل‌پذیری Stack می باشد که معمولا کسب وکاری که سعی دارد سرور در اختیار کاربران بیشتری قرار دهد را با مشکل روبرو می نمایند.

BIG-IP علاوه بر ارتقاء ارتباطات WAN، به عنوان پل ارتباطی در تمامی زیرساخت یا میان همه‌ی Clientها و سرورهای Back-End، این قابلیت‌ها را Translate می نماید. نتیجه نهایی این خواهد بود که BIG-IP همزمان با بهبود عملکرد، عدم کارایی شبکه را پنهان می‌نماید. این کار با از بین بردن نیاز به بروزرسانی و تنظیم هر Client و سرور باعث کاهش هزینه و پیچیدگی می شود.

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

بهینه سازی عملکرد برنامه‌های تحت WAN و LAN با استفاده از TCP Express – قسمت اول

بهینه سازی عملکرد برنامه‌های تحت WAN و LAN با استفاده از TCP Express – قسمت دوم

 بهینه سازی عملکرد برنامه‌های تحت WAN و LAN با استفاده از TCP Express – قسمت سوم (پایانی)