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SD-WAN网络加速详解!
来源:   作者:SD-WAN广域网加速_电信国际专线_国际网络专线_深圳光纤专线上网  阅读:
1,数据压缩
压缩作为一种非常典型的技术,会应用到很多很多场合下,当网络压缩启用时,数据在网络上传输之前会被自动压缩。在网络传输过程中,最关心的就是传输效率问题,而提高传输效率最有效的方法就是对传输的数据进行压缩。通过数据压缩,可以加快交互响应时间,允许将小型数据包用于具有良好线路效率的大量数据传输,允许将小型数据包用于对延迟敏感的低数据速率流量,减小报头开销,降低有损耗链路的丢包率。这将提高网络传输性能,特别是对于那些使用带宽较小的网络环境。网络压缩提供了许多显而易见的好处,网络传输过程中数据总量的减小,还可以提高传输效率,尤其是当它们正处于繁重负载的时候。
压缩应用于单列字节,在数据包中它们相邻,字节总是以数据包有效载荷的最后字节结束。数据包压缩处理过程包含两个阶段,出站数据包压缩和入站数据报解压,压缩处理必须是无损耗的,确保数据包在压缩和解压缩之后,与原始的数据包一致。每个数据包单独地被压缩和解压,与其他数据报没有任何关联,每个压缩的数据包封装单个IP有效载荷。入站数据包的处理支持压缩和未压缩数据包,以便满足非扩展策略要求。出站数据包压缩在IP安全处理之前进行,在数据包分片之前进行。类似地,入站数据包的解压必须在数据包重组之后,在所有IP安全处理完成之后进行。解压缩应用数据包中单列相邻的字节,以IP有效载荷的最后字节结束,如果解压缩完全成功,IP头需要修改,以便指示解压后数据包的长度。数据压缩提供每个末端允许从帧将删除的字符在链路的发送端的编码方案,正确地然后替换他们在接收端。因为压缩帧占用较少带宽,更加了不起的编号可以每时间单位传送。数据压缩基本功能将减少在网络链路传送的数据帧的大小,减少帧的大小减少所需的时间传输在间网络的帧。

2,IPComp,IP有效载荷压缩协议
IP有效载荷压缩是一个减少IP数据报长度的协议,通过压缩数据报,这个协议将在一对通信主机/网关之间提升整体通信性能。倘若节点有足够的计算能力,透过CPU功能或者一个压缩协处理器,在慢速或者拥挤的链路上通信。IP数据报加密时,IP有效载荷压缩特别有用。加密IP数据报使得数据看起来很随机,在较低协议层压缩效率低,如果同时要求压缩和加密,压缩将在加密之前进行。
一个数据报的有效载荷已经压缩过,往往不再进一步压缩。先前已压缩的有效载荷可能是外部处理的结果,实现了一种适应性的算法避免性能受到影响,有效载荷处理期间,压缩算法可能定期进行测试,确定被处理数据的可压缩性。
为了利用IPComp协议,两个节点彼此必须首先建立一个IPComp关联(IPCA)。IPCA包括IPComp操作要求的所有信息,包括CPI、操作模式、使用的压缩算法,和任何选择的压缩算法要求的参数。IPComp操作模式可以是节点对节点策略,即IPComp用于节点之间所有数据报,或者基于策略的一次上层协议会话,只有节点之间选择的上层协议对话使用IPComp。对于每个IPCA,在每个方向上,可能协商不同的压缩算法,或者只有单向压缩。动态协商应该使用ISAKMP,在IPSEC出现的地方,动态协商可以通过不同的协议实现。
IPComp应用于IPSEC时,它对IPSEC协议提供的、基本的安全功能性没有影响,压缩不会降低或者改变基础安全架构的特性或者用于实现IPSEC的加密技术。IPComp可能对于边界路由器根据头字段过滤数据报是很困难的,只有过滤边界路由器共享用于压缩的IPCA时,它才可以过滤数据报。

3,UDP压缩
UDP报头包含了源与目标UDP端口地址、长度、校验和,而IP报头则有12个不同的字段,包括源/目标IP地址与业务类型位。
在属于相同数据包流的大部分数据包中,大多数报头字段的值往往保持不变。由于这些字段在各个数据包之间保持不变,因而无需在每个数据包中都完整地发送它们,因此,传输端可以利用简单的报头,替换包含16个字段、占用28个字节的标准报头。这种压缩报头包含一个可唯一识别数据流的2字节字段、生成字段以及IP标识字段,它们共同构成了5字节压缩报头。接收端通过将原始报头字段替换压缩报头即可实现对报头的解压。对于有损耗的低速点对点链路,压缩可以显著提高传输效率。任意端口收到数据包后,其中的分类器模块确定所收到的数据包属于哪个包流。在确定包流之后,流量管理引擎可以访问与此包流相关的状态变量,并做出路由、排队、调度与PDU修改等决定。NP的这种架构非常适用于UDP/IP报头的压缩与解压。在收到数据包后,分类器将它们转发到流量管理模块,并表明该PDU属于哪个包流。流量管理模块根据从分类器收到的信息执行压缩或解压。对PDU报头的修改由属于流量管理器一部分的流编辑器(SED)执行压缩和解压在无需主处理器协助的情况下即可在快速通道中执行。唯一例外的情况是在开始阶段,当收到某个带新的报头参数的数据包时,主处理器需协助设置NP执行报头压缩与解压所需的表项目。一旦表项目设置完成,NP即作为快速通道处理的组成部分执行实际的压缩与解压。
分类器利用查询树执行UDP/IP数据包报头至CID的映射。如果存在新的包流,则按原样发送出数据包。此外该数据包的副本被发送到控制处理器,用于包流设置。然后,主处理器在查询表中创建一个项目。快速通道将该表用于此组报头参数,同时将相应的压缩报头分配给该报头参数的组合。后续收到的、带上述报头参数组合的数据包由该查询表项目进行匹配。在报头压缩中用压缩报头值替代相应参数。在SED中将数据包重新写为压缩格式或完整报头格式。执行压缩的NP最初需要发送一个具有完整报头的PDU,其中包括所有未经压缩的报头参数与分配给这个特定数据流的CID。该PDU可帮助接收端的NP记录给定CID所对应的解压参数。在使用某个压缩报头发送属于相同数据流的后续PDU时,接收端的NP可以用一组正确的报头参数替代该压缩报头,这个过程作为解压过程的一部分。通过一种被称为刷新检查的过程,完整报头能够以不断降低的频率按指定的间隔发送,从而确保了压缩/解压同步,状态引擎决定何时发送带有完整报头格式的数据包。

4,FEC

在IP视频通话中丢包造成的影响多种多样。其中对视频质量的影响主要有:马赛克现象、局部变形、图像模糊、屏幕频繁刷新或闪烁、视音频不同步、帧率下降、图像静止等等。对音频质量的影响包括:总体音频失真、间断或间歇性噪音、音频中断等。而对内容和演示数据质量的影响则包括:幻灯片模糊变形、翻页速度减慢或屏幕频繁刷新和图像静止等等。另外,丢包还会引起过度延迟,甚至是通话中断。IP视频通话中丢包造成的影响程度主要由丢包率、丢包随时间变化情况和视频通话中各个终端和设备的能力所决定,丢包率越高,对视频通话的影响也更为明显,传输差错反映到通讯高层只是数据包的丢失。因此工作在传输层或者应用层的FEC可通过丢失矫正码和已知包数来处理丢失情况。FEC是一种前向性纠错技术,发送方将要发送的数据加上一定的冗余纠错码一起发送,接收方则根据纠错码对接收到的数据进行差错检测,如发现差错,则由接收方进行纠错。其使用纠错码,单信道通信,发送方无需设置缓存。FEC的方案是在RTP或私有协议头上扩展出包组头(Group head),一个Group有k个媒体包和r个冗余包组成,他们在Group内拥有不同的组号,通过组号的连续性可以判断本组内数据包的丢失情况,从而选择性的予以恢复,Group是一个完整的独立的FEC处理单元,不同Group之间无相关性。由于冗余性的存在,一个Group中任意个数据包可以用来重建个原始媒体包,如果丢失数据包数小于等于特定值,接受者收到一个Group中任意个数据包后,即可以通过组号信息确定丢失包的相对位置并进行FEC解码,以恢复原始媒体包,冗余度越高,抗丢包能力越强,同时传输效率也越低。

发布时间:2022-11-13  【打印此页】

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