作者:唐秋菊
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测试目的
随着企业基于网络应用的业务增长和企业规模扩大,对于网络可用带宽的要求也日益增加,根据木桶原理,网络中两节点之间的可用传输速率为传输途径中最低线路的传输速率,在具有分支机构的企业互联网络架设中,由于专线接入的费用昂贵,所以接入带宽通常极为较小,这也成为了分支之间的网络传输的瓶颈。为减少企业租赁昂贵的专线线路的开销,同时又可达到增加广域网带宽和增加网络访问速率的目的,Cisco系统公司推出了WAAS广域网加速产品以帮助企业解决该类问题。具体效果如何?我们将通过搭建实验环境并模拟当前企业应用最多的HTTP、FTP和CIFS文件共享等服务进行实际测试。
测试环境
- WAAS加速设备:Cisco WAAS Server 500服务器两台,一台为Manager,另一台以在线模式部署在中心端。分支采用Cisco ISR 2811+NME-502模块,通过PBR将WAAS可优化的TCP流引入到WAAS上。所有WAAS设备的软件版本为4.1.1c 。
- 测试链路:中心站点与分支之间通过2M E1专线互联。
- 应用服务器:在中心站点Windows Server 2003上部署HTTP、FTP服务和CIFS文件共享。
测试网络拓扑图
本次测试时未部署WAAS时和部署WAAS后的网络拓扑图如下:


普通环境下访问速率测试(未添加WAAS时)
为更好的了解Cisco WAAS部署后对网络应用流量所起到的应用加速效果,需要对原有未添加Cisco WAAS的网络环境下的各种应用访问的响应时间进行统计。
- HTTP文件下载
使用迅雷下载工具在HTTP服务器10.0.100.100上下载文件大小为11.3M的vpnclient-win-5.04.0300-k9.exe文件:

文件下载完成后的截图如下所示:

此次通过HTTP下载的平均速度为168.56KB/s,总耗时为1分8秒。
第二次使用迅雷下载工具从HTTP服务器10.0.100.100上下载文件大小为111M的IME-6.2.1.exe文件:

文件下载完成后的截图如下所示:

此次下载平均速率为193KB/s,总耗时为9分49秒。
- FTP文件传输
使用迅雷下载工具在FTP服务器10.0.100.100上下载11.3M的vpnclient-win-5.04.0300-k9.exe文件。

使用迅雷完成文件下载完成后的截图如下

从图可以看出,此次下载使用FTP传输的平均速率为220KB/s,总耗时为52秒。
接下来继续使用迅雷从FTP服务器10.0.100.100上下载文件大小为111M的IME-6.2.1.exe文件。

使用迅雷完成文件下载完成后的截图如下

从上可以看出平均传输速率为223KB/s,总共耗时为8分31秒。
- CIFS文件共享
通过使用CIFS文件共享将服务器10.0.100.100上大小为11.3M的vpnclient-win-5.04.0300-k9.exe文件复制到Remote Client计算机,实际复制开始时间为01:58:30。

传输时将要完成的截图如下:

由于截图功能的限制,传输时间未能进行精确统计,实际测试时的传输完成的时间为1:59:28,总计耗时为58秒。
继续通过CIFS文件共享将服务器10.0.100.100上的文件大小为111M的IME-6.2.1.exe文件拷贝至Remote Client计算机,开始复制的时间为2:04:00。

拷贝将要完成时的截图如下:

实际测试时,此次拷贝完成的时间是02:12:50,总耗时为7分50秒。
- 测试结果报表
| 应用类型 | 数据文件大小 | 下载消耗时间 | 备注 | |
| HTTP访问 | 11.3M | 68s | 文件一 | |
| 111M | 589s | 文件二 | ||
| FTP文件传输 | 13.5M | 52s | 文件一 | |
| 111M | 511s | 文件二 | ||
| CIFS文件共享 | 13.5M | 58s | 文件一 | |
| 111M | 510s | 文件二 | ||
部署WAAS后访问速率测试结果
通过在中心与分支站点部署Cisco WAAS设备后,再使用相同的工具下载和拷贝相同的文件时测试过程如下:
- HTTP页面访问
下图为WAAS部署后使用迅雷下载工具通过HTTP在服务器10.0.100.100上第一次完成下载大小为11.3M的vpnlient-win-msi-5.0.04.0300-k9文件时的截图:

上图显示平均传输速率为216KB/s,完成下载所消耗的时间为53s。
删除已经下载的文件,然后继续进行第二次下载。第二次下载完成时的截图如下:

从上图可以看出,第二次下载时的文件传输速率达到了3.73MB/s,下载所需时间仅为3s!
接下来我们继续通过迅雷下载工具通过HTTP下载文件大小为111M的IME-6.2.1.exe文件,传输完成时的截图如下:

上图显示,下载平均速度为222KB/s,下载耗时为8分33秒。
删除文件已下载的本地文件后通过HTTP继续进行第二次文件下载,下载完成后的截图如下:

上图可看出在部署WAAS后的第二次下载速度达到了7.96MB/s,完成111M的文件下载用时仅为14s。
- FTP文件传输
部署WAAS后,使用迅雷下载工具通过FTP服务器下载大小为11.3M的vpnlient-win-msi-5.0.04.0300-k9文件,由于在测试HTTP下载时该文件已经下载过,所以为了保证测试的真实性,需要清除本地WAAS设备上的缓存(如不清除会看到第一次通过FTP下载文件时速率就可以达到10M以上),清除缓存时的截图如下:

清除WAAS缓存并删除本地已经下载的文件后继续进行下载的截图如下:

部署WAAS后的FTP第一次文件传输速度为239KB/s,下载完成耗时为48s。
接下来删除刚才已经下载的文件,再使用FTP进行第二次文件下载,完成时的截图如下:

此次下载平均速率为1.40MB/s,下载时间仅为8s!
下面继续通过FTP传输大小为111M的IME-6.2.1.exe文件的下载测试。部署WAAS后第一次下载完成时的截图如下:

上图显示,FTP文件下载平均传输速度为224 KB/s,完成下载用时为510s。
再使用FTP进行第二次文件下载,完成时的截图如下:

在通过FTP进行第二次文件下载时,下载速度达到了10.12BM/s,下载耗时仅为11s。
- CIFS文件共享
删除原来已下载的文件,通过CIFS文件共享继续进行下载速度测试,下载11.3M的vpnlient-win-msi-5.0.04.0300-k9文件时的截图如下。


实际测试时开始下载时间为04:08:00,实际测试时完成下载的时间为04:08:45,下载耗时为45s。
继续进行该文件的第二次下载,可由于下载的时间过短,无法进行截图,只好进行抓包查看数据下载时间,具体截图如下:

下载开始时间为2..7s。

完成下载的时间为5.5s,减去开始计时的时间,那么真正下载时间仅为:5.5-2.7=2.8s !
清除本地WAAS设备上的DRE和CIFS缓存,继续通过CIFS文件共享下载大小为111M的IME-6.2.1.exe文件,同时进行截图:

开始下载的时间为04:33:56

实际测试时完成的时间为04:42:20,下载共计时间为505s。
第二次通过CIFS共享进行大小为111M的IME-6.2.1.exe文件的拷贝,截图如下:

实际开始复制的时间为04:49:30

实际拷贝完成的时间为04:49:52,下载耗时仅为22s。
- 使用WAAS后测试结果表
未加WAAS时 下载消耗时间
应用类型
数据文件大小
下载消耗时间
加速效果
备注
HTTP
11.3M
53s
68s
28.3%
第一次下载
11.3M
3s
68s
21.7倍
第二次下载
HTTP
111M
513s
589s
14.8%
第一次下载
111M
14s
589s
41.1倍
第二次下载
FTP
11.3M
48s
52s
8.3%
第一次下载
11.3M
8s
52s
5.5倍
第二次下载
FTP
111M
510s
511s
0.1%
第一次下载
111M
11s
511s
45.5倍
第二次下载
CIFS共享
11.3M
45s
58s
6.7%
第一次下载
11.3M
2.7s
58s
20.5倍
第二次下载
CIFS共享
111M
505s
510s
1.0%
第一次下载
111M
22s
510s
22.2倍
第二次下载
由于测试时间和条件有限,测试结果可能存在一定在误差,而且我们仅针对企业目前最常用的HTTP、FTP、CIFS协议进行了优化测试,未对其他TCP流量如视频流和邮件等进行优化测试。实际上Cisco WAAS可对所有TCP的流量进行优化,根据流量协议类型的不同,实际加速效果也存在一定的差异。
测试总结与分析
根据以上测试环境中的测试报告数据显示,在部署Cisco WAAS后,用户通过WAN低速广域网的应用访问速率得到了极大的提高,加速效果甚为明显,特别是在部署WAAS后的第二次访问时,由于WAAS自身的缓存机制,效果愈为明显,测试中最高加速效果达到了45倍!
实际上,为了加速应用和提高性能,思科WAAS采用了最先进的应用加速和广域网优化技术,包括压缩、重复消除、传输优化、缓存和内容分发。这些技术旨在突破与TCP/IP 和应用协议相关的带宽、吞吐率及延迟限制。同时为提高性能和灵活性,思科WAAS预先集成了网络优化特性。它从端到端地保留报头信息,以保持对本地网络特性和策略的可访问性,并能支持对所有点的可视性和监控功能,简化了管理和问题的解决。通过集群和‘传输路径外’架构,实现了高可用性和扩展性,避免了瓶颈和单点故障。
由于思科WAAS无需更改现有基础设施,也不必设置重叠网络,所以实施简单而且迅速。它能够自动发现和适应任何网络拓扑结构,处理所有基于TCP的应用或业务服务,具通用适用性。它为25种以上的应用类型和150个分类器预定义了应用策略,减少了设置,保证了可靠的配置。它还提供了多层优化功能,包括应用专用优化(第七层)和TCP吞吐率优化(第四层),降低了应用导致的延迟,并能更好地利用广域网。借助其符合标准的TCP扩展,思科WAAS能够提高性能和效率,且不必锁定于专用技术或承担风险。
Cisco WAAS是一个功能强大的新型应用加速和广域网优化产品,适用于各种要求有分支机构互联的应用场景,它能够提高广域网(WAN)环境中运行的任意的基于TCP的应用的传输性能。凭借思科WAAS,企业能将昂贵的分支机构服务器和存储整合到集中管理的数据中心之中,同时仍为远程用户提供类似局域网的服务水平。
