应用网络服务

针对集中电子邮件服务的思科广域应用服务优化

思科®广域应用服务 (WAAS)使IT机构能够通过整合来简化电子邮件服务基础设施,并更好地提供进行了集中的电子邮件服务。思科WAAS提供的优化功能极大地提高了远程机构用户的吞吐率,它们一般利用MAPI、SMTP、POP3、IMAP、RPC和其他基于TCP的协议访问集中的电子邮件服务器。本文介绍了思科系统公司? 通过思科WAAS 提供的优化功能,以及思科WAAS 实现电子邮件服务整合和加速的机制。

挑战

为了保持策略和法规符合性,改进数据保护,并在不影响远程机构用户生产率和体验的前提下控制成本,企业IT部门面临着集中分布式服务器基础设施所带来的挑战。在广域网链路上,对电子邮件等内容丰富的应用的访问延迟高、有分组丢失现象和带宽限制,这给终端用户带来了性能压力,使现有广域网基础设施很快呈现超负荷。为解决这些问题,许多IT机构已迫切需要为中小型远程机构部署、管理和保护本地基础设施,如图1所示。


图 1. 典型的分布式企业基础设施部署

典型的分布式企业基础设施部署

借助思科WAAS和思科广域应用引擎(WAE)系列硬件设备和路由器集成网络模块,企业IT机构目前能够安全地将分布式文件、电子邮件和应用基础设施集中到数据中心中,而不会降低远程机构用户的性能,如图2所示。


图 2. 利用思科WAAS集中和整合的基础设施

利用思科WAAS集中和整合的基础设施

针对集中电子邮件应用的思科WAAS优化

思科WAAS是一个多层应用加速和广域网优化解决方案,能够提高广域网应用性能,加速集中的实施。电子邮件应用和相关协议的加速是通过下列思科WAAS优化特性实现的:

  • 思科WAAS传输流优化(TFO)—TFO为基于TCP的应用提供了基于标准、经过现场验证的更高吞吐率,保持了分组网络友好的特点,能与利用标准TCP实施通信的其他网络节点安全共存。通过在本地透明地端接TCP连接,TFO优化了穿越广域网的数据流,为通信节点提供了广域网故障屏蔽。TFO包括的组件如下,它们均为电子邮件服务提供了独特的加速功能:
  • 大型初始化窗口——客户端电子邮件连接能够更快速地退出TCP慢启动阶段,进入拥塞 避免阶段,使电子邮件吞吐率得以迅速提高。
  • 窗口扩展——思科WAAS透明地扩展了经优化的TCP连接的窗口容量,增加了数据传输量,提高了电子邮件吞吐率。
  • 先进的拥塞处理——通过智能处理拥塞,思科WAAS能够(在需要时)更有效地重新传输丢失数据,更高速地恢复高水平的网络吞吐率,实现更优的电子邮件应用性能。
  • 思科WAAS重复数据消除(DRE)技术——DRE是一种先进的网络高级压缩形式,使思科WAAS能够将先前穿越网络的数据保存在一个数据库中。该信息可避免数据在网络上重复传输。对于重复传输,只需发送指令,原始信息即可在远程设备中完整重建。该流程实现了大幅数据压缩,且由于原始信息始终由远程思科WAE重建和验证,确保了信息和应用的一致性。因为DRE与应用无关,且是双向的,所以无论数据的流向如何,它都可发挥效能。因此,识别一种应用协议的数据模式也可用于其他应用,而识别一个流量方向的模式也能用于另一方向的流量,从而消除了重复传输。使用DRE,电子邮件信息和附件存储为已传输内容,如果见到重复的内容(例如,发送的电子邮件或附件曾经见过),压缩功能就能发挥显著效果了。
  • 持续Lempel-Ziv (LZ)压缩——持续LZ压缩是一种基于标准的压缩功能,拥有长期的连接导向压缩历史记录,能够进一步降低TCP流占用的带宽量。LZ压缩能与DRE结合使用,也可单独使用。根据所使用的应用和传输的数据的不同,LZ压缩能提供2:1到5:1的压缩功能。对于没有出现过、未经DRE压缩的数据,这种压缩功能尤其有效。

电子邮件加速示例

当终端用户发送或接收电子邮件时,思科WAAS能够采取适当的优化措施,提高电子邮件应用的性能,从而减少带宽占用,提供更高速的远程机构用户电子邮件性能。下面列举了一个普通用户操作的示例,介绍了思科WAAS是如何识别网络流量模式,优化应用流的(图3)。

  • 远程机构的一位用户连接Microsoft Exchange服务器,下载另一用户从另一远程机构发送的电子邮件信息,包括一个5-MB的PowerPoint附件。思科WAE此前从未发送过该数据,因此,它开始识别流量模式,并将流量分段保存在本地的DRE中。在操作过程中,思科WAE不仅将其模式存入DRE数据库中,还检查了流量模式中的重复序列,消除了重复现象。思科WAAS还利用LZ压缩技术压缩了传输数据,优化了客户端和服务器的TCP连接。操作的结果如下:
    • DRE识别了新流量的模式,在本地存储,以免未来出现重复传输。
    • DRE甚至可能在传输过程中即已识别了重复序列并将其去除。
    • 持续LZ压缩削减了所有交换信息的大小。
    • TFO提高了客户端和服务器高效通信的能力。
    • 用户能够体验到更出色的电子邮件性能。
  • 用户现在开始打开幻灯片附件,将文件存入桌面。然后,对文件进行若干修改,包括添加新的图像、幻灯片,删除一些幻灯片,再通过电子邮件发回另一远程机构的用户。该操作以类似局域网的响应速度完成,因为DRE会找出网络传输中的变化,给远程思科WAE发送指令,使其知道如何重建完整的信息,包括变更的字节内容。此外,为了实现高水平的传输重复消除,也采用了持续LZ压缩和TFO。因此,思科WAAS安全地找到了变更部分,消除了网络流量的重复传输,因而减少了带宽占用,提供了较高的广域网吞吐率。用户电子邮件在广域网上的传输得以显著加速。
  • 最后,该用户决定将幻灯片拖放至他在数据中心NAS设备上的共享文件夹中。思科WAAS能够识别这一传输,而DRE则能去除重复的流量。由于DRE与应用无关且是双向的,通过一个协议(在本案例中为电子邮件)传输的文件,为其他协议(本案例中的CIFS)传输提供了压缩功能。因此,当访问集中NAS设备时,客户体验到了类似局域网的性能。

以上只是思科WAAS 提供类似局域网的应用性能、支持电子邮件和其他服务器整合的大量案例之一。在此情况下,如果电子邮件被发送给同一地点中的许多用户,借助思科WAAS的优化功能,每位后续用户下载该电子邮件的性能也将类似于局域网性能,且只需占用极少的带宽。


图 3. 思科WAAS电子邮件优化示例

思科WAAS电子邮件优化示例

优化的电子邮件协议和应用

在建立客户端到服务器连接的过程中,思科WAAS设备会自动相互搜索。电子邮件优化无需特别的配置,因为思科WAE能够分类应用协议,并根据应用协议自动实施优化。思科WAAS为许多电子邮件协议和应用提供了开箱即用的预配置优化策略,能方便地为采用非标准端口或协议的电子邮件应用创建新策略。 思科WAAS能够自动识别和优化的电子邮件协议如下:

  • MAPI—被Microsoft Exchange服务器和Outlook客户端广泛采用;思科WAAS为MAPI提供了优化功能,以及各种服务器和客户端配置,包括缓存模式
  • 标准电子邮件和消息传送协议—包括POP3、SMTP、IMAP4、NTTP和QMTP
  • 基于Web的电子邮件—包括Outlook Web接入 (OWA)
  • 其他邮件系统—包括Lotus Notes、Notes RPC和Hewlett-Packard (HP) OpenMail

图4介绍了Microsoft Exchange 2003和Microsoft Outlook 2003 (缓存模式)的典型改进,图5介绍了非缓存模式的典型改进。两图都描述了在往返延迟为80 ms 的T1 (1.5 Mbps)线路上,发送和接收(上传和下载) 1-MB和5-MB附件的情况。


图4. 思科WAAS对Microsoft Exchange 2003和Outlook 2003 (缓存模式) 的优化

思科WAAS对Microsoft Exchange 2003和Outlook 2003 (缓存模式) 的优化


图5. 思科WAAS对 Microsoft Exchange和Outlook (非缓存模式)的优化

思科WAAS对 Microsoft Exchange和Outlook (非缓存模式)的优化

总结

思科WAAS提供了必备的工具,使IT机构能安全地将分布式电子邮件服务器集中到数据中心之中,且为远程机构用户提供了电子邮件加速,因而提高了广域网环境中的集中电子邮件服务性能。通过对电子邮件协议采用LZ压缩、TFO和DRE等智能优化,思科WAAS为利用整合电子邮件服务器开展工作的远程机构用户提供了类似局域网的性能。

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