Redes de longa distância, também conhecidas como WANs, são infraestruturas cruciais para organizações com múltiplas localizações. Uma WAN possibilita a conexão entre diferentes sites, permitindo que usuários de um local acessem recursos em outro. Contudo, é comum que as WANs apresentem desempenho aquém do esperado pelos usuários, devido à largura de banda limitada e à tendência ao congestionamento. Para mitigar esses problemas, existem duas abordagens principais: aumentar a largura de banda ou otimizar a rede. O custo do aumento de largura de banda frequentemente se mostra proibitivo, tornando a otimização a alternativa mais viável. Neste artigo, exploraremos algumas das melhores ferramentas disponíveis para otimização de WAN, com o objetivo de ajudar você a navegar no complexo cenário de produtos e soluções.
Iniciaremos nossa análise esclarecendo o que são WANs e, mais importante, por que frequentemente enfrentam problemas de desempenho. Em seguida, discutiremos a otimização de WANs, abordando seu significado, relevância e métodos de implementação. Finalmente, apresentaremos uma seleção de cinco ferramentas de otimização de WAN, destacando suas características, vantagens e desvantagens.
Redes de Longa Distância: Uma Visão Geral
As redes começaram em um contexto local. As primeiras redes eram usadas para conectar computadores dentro de uma mesma empresa, permitindo o compartilhamento de recursos, como impressoras. Para distingui-las das grandes inter-redes acadêmicas, essas redes foram denominadas Redes Locais, ou LANs. As LANs eram essencialmente conexões ponto a ponto, onde diversos computadores compartilhavam seus recursos. Com o tempo, tornou-se comum designar um dos computadores – geralmente o mais potente – como servidor, dedicado a fornecer recursos para os demais.
Organizações com múltiplos escritórios logo perceberam as vantagens de interconectar suas diversas localidades. Isso facilitaria a transferência de documentos e possibilitaria a centralização de servidores, com escritórios menores usando estações de trabalho que acessam recursos remotamente. Essas redes foram batizadas de Redes de Longa Distância, ou WANs.
Simplificando, uma WAN é um conjunto de LANs interconectadas. Essa interconexão pode ser feita de várias formas. No início, a comunicação serial via linhas telefônicas usando modems era comum. Posteriormente, surgiram os serviços de transmissão de dados como ISDN e, finalmente, a banda larga. Cada avanço evolutivo trouxe consigo maior largura de banda e preços mais acessíveis.
Causas da Degradação do Desempenho em WANs
A queda no desempenho é uma queixa comum em WANs, frequentemente percebida pelos usuários como lentidão. Usuários podem reclamar que leva muito tempo para abrir um documento armazenado em um servidor remoto, enquanto abrir um documento local é rápido e ágil.
O principal culpado por 99% dos problemas de desempenho em WANs é o congestionamento da rede. O congestionamento de rede pode ser comparado ao congestionamento de trânsito em uma rodovia. Os circuitos WAN, os enlaces físicos que interligam diferentes locais, têm uma capacidade finita. Pense em um link WAN como uma rodovia que liga duas cidades; ela também tem uma capacidade limitada. Uma rodovia de cinco faixas suporta mais tráfego do que uma de duas faixas. O que acontece quando o volume de tráfego excede a capacidade da via? Congestionamento. O mesmo acontece nas redes.
Os circuitos WAN geralmente têm um custo elevado em comparação com as LANs. Por isso, as organizações costumam instalar o circuito mínimo que atenda às suas necessidades atuais. No entanto, assim como espaço em disco, a largura de banda de rede é algo que sempre se torna escasso. Eventualmente, a maioria dos circuitos WAN experimenta congestionamento. Quando isso acontece, há duas opções: aumentar a capacidade do circuito ou otimizar seu uso. A otimização é o foco principal da nossa discussão.
O que é Otimização de WAN
De forma sucinta, otimizar uma WAN significa fazer o melhor uso possível dos recursos limitados de um circuito WAN. Isso pode ser alcançado de diversas maneiras. Em sua forma mais básica, a otimização pode envolver a regulamentação do uso da rede. Por exemplo, uma empresa pode implementar uma política que proíba o envio de e-mails com anexos grandes ou o uso da internet para fins pessoais.
Outra maneira comum de otimizar circuitos WAN é por meio da compressão de dados. Isso envolve a compactação dos dados antes de enviá-los pela WAN. Algoritmos de compactação avançados podem reduzir significativamente a quantidade de largura de banda necessária.
A modelagem de tráfego é outra técnica popular de otimização. Ela consiste em priorizar determinado tráfego considerado mais “importante” em relação a outros. Uma empresa pode, por exemplo, dar prioridade máxima ao tráfego do sistema ERP e menor prioridade à navegação na internet.
A seguir, veremos como essas otimizações podem ser implementadas, mas primeiro, vamos entender por que a otimização é tão valiosa.
Por que Otimizar a WAN
Embora aumentar a largura de banda pareça a solução mais óbvia para problemas de desempenho, nem sempre é a melhor opção. Existem várias razões para isso. Primeiro, largura de banda é cara, podendo ser muito cara. Imagine uma conexão WAN utilizando uma tecnologia já em seu limite máximo de capacidade. Aumentar a largura de banda nesse cenário implicaria substituir o circuito por uma tecnologia diferente e mais avançada.
Outra razão importante para não aumentar a largura de banda é que essa é uma solução temporária. Eventualmente, você ficará sem largura de banda novamente, precisando iniciar todo o processo novamente. A longo prazo, essa não é uma abordagem economicamente sustentável.
A otimização de largura de banda, por outro lado, é relativamente barata – especialmente quando comparada aos frequentes aumentos de largura de banda – e altamente escalável. Você pode implementar alguma tecnologia de otimização hoje e adicionar gradualmente mais recursos de economia de largura de banda conforme sua utilização aumenta. A longo prazo, é evidente que a otimização oferece melhor retorno.
Como Otimizar a WAN
Existem várias formas de otimizar a largura de banda. Vamos revisar as principais. Uma técnica é chamada de deduplicação, que elimina a transferência de dados redundantes no nível do byte, enviando apenas referências aos dados reais. A compressão é similar à deduplicação, mas se baseia em padrões de dados que podem ser representados de forma mais eficiente. Essa técnica é semelhante à compactação de arquivos, mas é aplicada em tempo real pelos sistemas de otimização.
Cache e proxy são técnicas que aproveitam o comportamento do usuário para otimizar a rede. Se um mesmo bloco de dados é transferido várias vezes, por exemplo, faz sentido armazenar uma cópia localmente onde os usuários precisam, em vez de buscá-lo repetidamente na WAN.
A modelagem de tráfego é outra técnica comum para otimização de WAN. A ideia é controlar o fluxo de dados para aplicações específicas, dando aos administradores a capacidade de determinar quais aplicações têm prioridade sobre outras. Isso é usado para evitar que um protocolo ou aplicação consuma toda a largura de banda disponível. Alguns sistemas de modelagem de tráfego também podem otimizar o tráfego por usuário, além de por aplicação. A priorização é alcançada usando diferentes filas com prioridades distintas, reservando parte da largura de banda para tráfego prioritário, ou ambos.
Finalmente, a otimização de latência é outra forma de otimizar WANs. Otimização de latência é um termo amplo que pode incluir o dimensionamento do tamanho da janela TCP, reconhecimento seletivo ou algoritmos de controle de congestionamento de camada 3. As estratégias de colocação, onde as aplicações são movidas para mais perto dos usuários, também representam uma forma de otimização de latência, embora manual.
As Melhores Ferramentas para Otimização de WAN
Muitos fornecedores de equipamentos de rede oferecem soluções para otimização de WAN. Exploramos o mercado para identificar algumas das melhores opções. A maioria das soluções nessa área são dispositivos de hardware, que geralmente oferecem a melhor combinação de funcionalidade e desempenho. As soluções não estão listadas em ordem de preferência, pois é difícil comparar diretamente cada uma delas.
1. SolarWinds Network Performance Monitor (Avaliação Gratuita)
Nossa primeira entrada não é uma ferramenta de otimização em si, mas decidimos incluí-la porque é uma ferramenta essencial antes de iniciar qualquer processo de otimização de WAN. O SolarWinds Network Performance Monitor é uma ferramenta de monitoramento de largura de banda. Ele permite monitorar a utilização da largura de banda em todos os seus circuitos WAN, permitindo que você planeje a implementação de seus esforços de otimização e avalie sua eficácia.
SolarWinds é uma marca consolidada na área de administração de redes, com uma longa história de ferramentas de alta qualidade. A empresa também é conhecida por suas ferramentas gratuitas que atendem a necessidades específicas de administradores de redes e sistemas, como o servidor syslog Kiwi e a calculadora de sub-rede.
O Network Performance Monitor (NPM) é o principal produto da SolarWinds. Trata-se de uma plataforma de monitoramento de rede que usa o Simple Network Management Protocol (SNMP) para pesquisar dispositivos de rede, ler os contadores de bits de suas interfaces, calcular a utilização da largura de banda e exibir os resultados em gráficos que mostram a evolução ao longo do tempo. No contexto de otimização da largura de banda, é uma ferramenta valiosa para avaliar a linha de base atual. A comparação com as medições pós-otimização permite uma avaliação quantitativa e objetiva da melhoria.
O NPM oferece uma interface gráfica amigável que os administradores podem usar para monitorar dispositivos e configurar a ferramenta. Adicionar um dispositivo envolve simplesmente especificar seu endereço IP e a string de comunidade SNMP. O software também possui recursos de alerta úteis que podem notificar automaticamente quando algo anormal acontece, como a queda de um circuito ou a utilização ultrapassando um limite predefinido. O NPM é facilmente escalável para atender tanto pequenas redes quanto grandes instalações com centenas de dispositivos espalhados por vários locais.
Em termos de preço, o SolarWinds Network Performance Monitor custa um pouco menos de US$ 3.000 e varia conforme o número de dispositivos a serem monitorados. Uma avaliação gratuita de 30 dias está disponível no site da SolarWinds para que você possa experimentar o produto e verificar se ele atende às suas necessidades.
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2. Riverbed Steelhead SD
O dispositivo Riverbed Steelhead SD é, sem dúvida, uma das soluções mais eficazes no mercado. Sua imensa popularidade decorre, em parte, da sua abordagem de otimização “configure e esqueça”. Segundo a Riverbed, o dispositivo pode ser configurado em quinze minutos. Uma vez instalados e configurados atrás dos roteadores em cada extremidade de um circuito WAN, os dispositivos começam imediatamente a otimizar o tráfego.
O Riverbed Steelhead SD emprega várias tecnologias avançadas para realizar sua otimização. Primeiramente, o dispositivo usa uma forma de compressão que compacta múltiplos pacotes em um só, reduzindo a latência. O sistema também utiliza referência de dados, um tipo de deduplicação. Esse é um processo “inteligente” que pode gerar melhorias de velocidade de 60% a 90%. A previsão de transações é outro mecanismo pelo qual o Riverbed Steelhead SD otimiza WANs, antecipando as ações dos usuários. Por exemplo, se um usuário clicar em um nome de arquivo, é provável que o baixe. O dispositivo, portanto, começará o download automaticamente.
3. Blue Coat PacketShaper
O Blue Coat PacketShaper, agora parte da Symantec, após a aquisição da Blue Coat alguns anos atrás, tem otimizado WANs há quase 20 anos. É uma das soluções mais conhecidas do mercado. O nome já indica a principal tecnologia utilizada: modelagem de tráfego.
O Blue Coat PacketShaper identifica facilmente todas as aplicações de negócios e em nuvem, bem como o tráfego de aplicações. Ele oferece políticas simples de implementar para gerenciar o tráfego de aplicativos. O PacketShaper garante largura de banda para aplicações críticas, priorizando-as e restringindo tráfego menos importante ou disruptivo.
O PacketShaper oferece uma visão completa de 360° da rede, monitorando o tráfego em todas as portas e protocolos. Os relatórios fornecem informações sobre o comportamento de aplicações e usuários que possam afetar o desempenho ou a integridade da rede. Além disso, o recurso de relatórios integrado oferece relatórios pré-configurados para uma visão geral rápida de estatísticas de rede importantes.
4. Citrix NetScaler SD-WAN
A Citrix afirma que o NetScaler SD-WAN é a única solução que combina gerenciamento proativo de tráfego de aplicativos, QoS de ponta a ponta, roteamento e otimização de WAN. O objetivo do sistema é oferecer uma melhor experiência do usuário para aplicativos SaaS, corporativos e de desktop virtual. Ele ajuda a reduzir custos de rede, simplifica a rede de escritórios remotos e oferece visibilidade do desempenho de aplicativos.
O NetScaler SD-WAN utiliza compressão e deduplicação de dados para um desempenho mais rápido das aplicações. Ele também suporta um amplo conjunto de protocolos de aceleração, incluindo a aceleração HDX para entrega mais rápida de aplicativos. O sistema oferece definição de política centralizada e configuração de otimização de WAN integrada, o que torna a construção de uma WAN definida por software intuitiva e simples. Ele também inclui roteamento dinâmico que aprende sobre mudanças na rede e pode ser implementado como um roteador WAN de filial.
Este sistema também é um dispositivo de segurança robusto, oferecendo um firewall integrado com reconhecimento de aplicações, facilitando a implementação de políticas de firewall centralizadas. Com recursos integrados de criptografia e encapsulamento, ele não necessita de uma VPN para estabelecer conexões de escritório remoto via internet pública.
5. Soluções Cisco
A Cisco é, sem dúvida, a marca mais reconhecida em redes. Com seu extenso portfólio de soluções, não é surpresa que também ofereça otimização de WAN. Na verdade, a Cisco tem uma ampla variedade de produtos e soluções para otimizar a WAN. Vejamos quais são eles.
Primeiro, temos o Cisco SD-WAN. Essa solução seleciona o link mais eficiente para cada aplicação. Geralmente, é utilizada em um escritório remoto com um link WAN e um circuito de internet. O Cisco SD-WAN rotearia automaticamente o tráfego menos importante pela internet, liberando a WAN para aplicações essenciais aos negócios.
Embora o Cisco SD-WAN seja muito útil, ele não aborda diretamente a latência, o jitter e a perda de pacotes introduzidos na WAN. O Cisco WAAS usa uma combinação de técnicas e recursos de aceleração de aplicações para superar os desafios mais comuns associados ao tráfego em uma WAN. Ele aplica técnicas de aceleração e cache de protocolo por aplicação aos fluxos de tráfego da WAN, garantindo o bom funcionamento das aplicações. A Cisco afirma que o WAAS fará com que “as aplicações funcionem na WAN tão bem quanto na LAN”.
O WAAS também pode ser combinado com os serviços de cache em nuvem da Akamai – líder em distribuição de conteúdo – oferecendo otimização ao “estender a Akamai Intelligent Platform diretamente ao roteador de sua filial”. Além disso, todas as soluções da Cisco podem ser gerenciadas, monitoradas, projetadas e configuradas centralmente usando o Cisco DNA Center e o Virtual Central Manager para WAAS.
6. Silver Peak NX & VX
Silver Peak oferece várias soluções na área de WAN definida por software, WAN híbrida, e otimização e aceleração de WAN. Seus dispositivos de otimização de WAN NX se posicionam entre os recursos de rede e a infraestrutura de WAN, permitindo superar desafios de largura de banda, distância e qualidade de rede ao movimentar dados de aplicativos pela WAN.
Os dispositivos Silver Peak NX não requerem reconfiguração de cliente, servidor ou aplicação para funcionar. De acordo com a Silver Peak, esses dispositivos são os dispositivos de otimização de WAN de mais alto desempenho do mercado. Os dispositivos estão disponíveis para atender desde a menor filial até o maior data center, suportando até 5 Gbps de largura de banda WAN e 512.000 fluxos simultâneos. O sistema também está disponível em formato virtual, como o Silver Peak WX, que pode ser executado virtualmente em qualquer hipervisor.
Conclusão
Não importa a solução escolhida, todos os produtos analisados neste artigo fornecerão excelente valor. Uma solução de monitoramento como o SolarWinds Network Performance Monitor o ajudará na fase de planejamento da implementação e permitirá que você quantifique as melhorias. Pode haver diversas razões para otimizar sua WAN, mas, em última análise, a maior vantagem da otimização de WAN é que os usuários da sua rede se beneficiarão da melhor experiência possível.