數(shù)據(jù)傳輸類型對傳輸速度的影響剖析

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  之所以討論數(shù)據(jù)傳輸類型對傳輸加速的影響,主要原因有兩個方面:一是由于大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)加速技術(shù)都會使用壓縮算法來減少網(wǎng)絡(luò)通訊總量;其次是有些文件類型內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在共同點,這樣在使用緩存技術(shù)進行網(wǎng)絡(luò)加速的時候可以只傳輸不同部分,而文件格式的共性部分不用傳輸,對于這類文件數(shù)據(jù),獲得文件格式的共性部分存在不確定性,擁有文件格式的公司開放文件內(nèi)部格式的程度也不同,我們在此不進行特別討論。

傳輸數(shù)據(jù)的類別:大數(shù)據(jù)包和小數(shù)據(jù)包

對于網(wǎng)絡(luò)加速而言,數(shù)據(jù)傳輸類型可以簡單的分為兩大類,不可壓縮數(shù)據(jù)和可壓縮數(shù)據(jù);對于不可壓縮數(shù)據(jù),通過壓縮技術(shù)是不能減少總通訊量的,因此,在可壓縮數(shù)據(jù)中壓縮倍率大大小直接關(guān)系到加速效果

事實上,在網(wǎng)絡(luò)通訊過程中,并沒有大數(shù)據(jù)包和小數(shù)據(jù)包之分,傳統(tǒng)上大家常說的大數(shù)據(jù)包和小數(shù)據(jù)包是一般是指一次通訊的數(shù)據(jù)總量,通俗的講,一次完整的通訊要傳輸5M的數(shù)據(jù)(比如 大文件傳輸),就可以稱為大數(shù)據(jù)包通訊,而一次通訊只傳輸幾百字節(jié)(比如 常見的ERP系統(tǒng)登陸),就可以稱為小數(shù)據(jù)包通訊,但具體是多大算大數(shù)據(jù)包通訊,多小算小數(shù)據(jù)包通訊目前還沒有一個確切的分界。

在網(wǎng)絡(luò)加速領(lǐng)域,通常大家區(qū)分大數(shù)據(jù)包和小數(shù)據(jù)包通訊其實是為了區(qū)分網(wǎng)絡(luò)加速技術(shù)對于不同數(shù)據(jù)包通訊的加速效果是有區(qū)別的。我們知道,在網(wǎng)絡(luò)通訊過程中使用的主要通訊協(xié)議是TCP/IP協(xié)議,TCP協(xié)議是可靠傳輸協(xié)議,為了保證其高可靠性,TCP本身犧牲了一部分效率而做了一些傳輸控制可靠性方面的工作,很典型的例子,如 TCP窗口機制、TCP握手機制等都是很好的保證傳輸可靠性的必要機制。而幾乎所有網(wǎng)絡(luò)加速技術(shù),都會涉及到TCP協(xié)議優(yōu)化方面,TCP協(xié)議優(yōu)化技術(shù)更多的是在優(yōu)化TCP窗口機制和TCP握手機制方面入手,這方面的論文很多,優(yōu)化技術(shù)也相對比較成熟。

TCP握手機制造成多次重復(fù)

在正常通訊過程中,首先通過TCP握手機制(見下圖)進行連接的建立,

數(shù)據(jù)發(fā)送方與數(shù)據(jù)接收方要通過三次'握手'才能建立連接,當(dāng)連接建立以后才能進入到數(shù)據(jù)傳輸階段。在發(fā)送方與接收方進行數(shù)據(jù)通訊時,TCP是使用窗口機制來進行數(shù)據(jù)發(fā)送的,而實際上,在窗口機制通訊過程中,每個發(fā)送數(shù)據(jù)包都要接收到來自于接收方的接收確認才算是一個成功的數(shù)據(jù)包傳輸,而當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)比較小的時候,比如 某個應(yīng)用系統(tǒng)的登陸過程,需要多次互相的傳輸一個或幾個IP數(shù)據(jù)包,這樣每次傳輸都要經(jīng)過發(fā)送和確認過程,而發(fā)送和確認過程中的網(wǎng)絡(luò)延遲是無法避免的(數(shù)據(jù)信號在鏈路中的傳輸物理時間是沒有任何方法可以減少的)。

如果一條鏈路的延遲是200毫秒,登陸過程理想的認為只需要1個IP數(shù)據(jù)包通訊,則可以簡單的認為至少需要800毫秒的時間才能完成登陸,因此,可以看到,當(dāng)每次數(shù)據(jù)通訊量很少(就是常說的小數(shù)據(jù)包通訊)的時候,沒有技術(shù)能夠加速網(wǎng)絡(luò)通訊速度,因為那是由于數(shù)據(jù)信號在鏈路中通訊的物理時間,是不可以減少的時間。而如果每次通訊量比較大(就是常說的大數(shù)據(jù)包通訊)的時候,情況就會有很大不同,通過TCP協(xié)議優(yōu)化技術(shù)可以顯著的減少數(shù)據(jù)通訊過程中的總延遲,從而提高網(wǎng)絡(luò)通訊速度,一般可以通過簡化TCP握手過程、優(yōu)化TCP窗口和減少確認信息的方式來降低總延遲量,明顯的提高網(wǎng)絡(luò)通訊速度。也只有在這類數(shù)據(jù)通訊應(yīng)用中,網(wǎng)絡(luò)加速技術(shù)才可以發(fā)揮出很好的作用。

針對不同數(shù)據(jù)包類型:采用何種最優(yōu)加速手段?

因此,上面的討論都是在不考慮網(wǎng)絡(luò)丟包的前提下進行的,所謂的大數(shù)據(jù)包和小數(shù)據(jù)包通訊實際上對于網(wǎng)絡(luò)加速效果是有很大的區(qū)別。在實際的鏈路中既有延遲又會有丟包出現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)加速過程會很復(fù)雜,可以優(yōu)化的地方也比較多,對于小數(shù)據(jù)包通訊會通過丟包處理可以獲得一點加速(一般不會超過10倍),而對于大數(shù)據(jù)包通訊優(yōu)化的效果會更好,甚至可以出現(xiàn)1000倍的加速效果。

從前面的分析可見,并非所有的廣域網(wǎng)加速措施都能夠?qū)RP等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進行加速,這主要跟ERP的傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸類型密切相關(guān),F(xiàn)在,我們就來看看緩存、TCP優(yōu)化、數(shù)據(jù)壓縮、應(yīng)用協(xié)議優(yōu)化等幾種措施對ERP應(yīng)用的加速可能性。

目前,有些廣域網(wǎng)加速產(chǎn)品基本上都是以緩存技術(shù)為核心的網(wǎng)絡(luò)加速技術(shù)。這類技術(shù)對于重復(fù)率非常高的通訊應(yīng)用會有很好的加速效果,但對于更大量的通訊重復(fù)率低的應(yīng)用,加速效果非常有限,甚至對于ERP類每次通訊只有幾個數(shù)據(jù)包的應(yīng)用,反而會比不加速更慢。

其次,該企業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)是典型的ERP類應(yīng)用,包含了少量的帶工作流的OA子系統(tǒng)。應(yīng)用系統(tǒng)運行模式包含了B/S和C/S結(jié)構(gòu),尤其是C/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)對于網(wǎng)絡(luò)通訊過程中丟包的出現(xiàn)非常敏感,提交失敗和重復(fù)登陸現(xiàn)象非常明顯。ERP類應(yīng)用的顯著特點就是每次通訊量非常少,往往只有幾個數(shù)據(jù)包,數(shù)據(jù)往返通訊頻繁,一旦某次通訊出現(xiàn)丟包現(xiàn)象,將會嚴重影響整個系統(tǒng)應(yīng)用;同樣,網(wǎng)絡(luò)延遲問題對于ERP類應(yīng)用很難避免,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)延遲達到上百毫秒以上時,在ERP類應(yīng)用中就會比較明顯的感覺到網(wǎng)絡(luò)的緩慢。

作者:安及 來源:IT168


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