WAN-Emulator: Vor dem Kauf von WAN-Optimierungs-Tools Benchmarks erstellen

Vor dem Kauf eines WAN-Optimierungs-Tools sollten Sie Benchmarks für Performance-Tests durchführen. Am einfachsten geht das mit einem WAN-Emulator.

Anmerkung der Redaktion: Immer komplexere Netzwerke und Applikationen bedeuten, dass Unternehmen WANs (Wide Area Network) designen müssen, die mit einer wachsenden Menge an Traffic umgehen können. Dabei darf die Performance nicht leiden. Im zweiten Beitrag dieses Dreiteilers über den Kauf von WAN-Optimierungs-Tools zeigen wir Ihnen, wie Sie vor einer Kaufentscheidung Benchmarks ins Spiel bringen. Im ersten Teil haben wir Ihnen die Grundlagen der WAN-Optimierung näher gebracht und gezeigt, wie Sie das richtige Produkt für sich finden.

Als das Local Area Network (LAN) zum De-Facto-Standard für die Kommunikation in Gebäuden wurde, sahen Anwender viele Vorteile darin, das LAN mit dem Wide Area Network (WAN) zu verknüpfen. LAN-Applikationen und -Protokolle laufen in Netzwerken mit hoher Bandbreite ausgezeichnet. Leider gilt das nicht mehr, wenn man sie „quetscht“, damit sie mit den langsameren Bandbreiten des WAN operieren. So wurde das Geschäftsmodell der WAN-Optimierung geschaffen.

Frühe Innovatoren wie Packeteer haben spezielle System-Paare verwendet, bei denen sich ein Gerät an jedem Ende des WAN befand. Diese haben „in Reihe“ gearbeitet, um den Netzwerk-Traffic zu scannen und zu optimieren. Zu dieser Zeit hätte die Rechenleistung eines Standard-PCs mit einem Intel-Prozessor nicht ausgereicht, um die Aufgabe angemessen auszuführen. Heutzutage gibt es zum Glück wesentlich leistungsfähigere Intel-Prozessoren, mit denen sich komplexe Aufgaben wie WAN-Optimierung mit Standard-PC-Hardware durchführen lässt. Man kann zur WAN-Optimierung allerdings auch eine vorgefertigte virtuelle Appliance einsetzen. So können Sie alle Vorteile des Optimierungs-Prozesses genießen, ohne dem Overhead einer alleinstehenden Hardware ausgesetzt zu sein.

Ein WAN-Emulator hilft beim Monitoring der Netzwerk-Performance

Entwickeln sich Ihre WAN-Applikationen im Laufe der Zeit weiter oder enthalten geschäftskritische Systeme, dann sollten Sie sich ernsthaft die Anschaffung eines professionellen WAN-Emulators überlegen. Mit diesem können Sie die Bandbreiten-Limits und die Latenz Ihres WAN simulieren und erhalten Benchmarks komplexer Szenarien.

Sobald Sie den Emulator im Einsatz haben, verbinden Sie Ihre Plattform zur WAN-Optimierung damit. Wie gesagt kann es sich dabei um ein Geräte-Paar oder um eine virtuelle Appliance handeln. An einem Ende befindet sich die Client-Applikation und am anderen der Ziel-Server, beispielsweise ein Server für virtuelle Infrastrukturen, ein Datei-Server oder eine Anwendung, für die Sie einen Benchmark benötigen.

Die Konfiguration des WAN-Emulators ist der wichtigste Schritt. Neben den verschiedenen Charakteristika, die Sie einstellen können, ist die Bandbreite am wichtigsten.

Hinweis: Sie müssen die Emulator-Bandbreite nicht so konfigurieren, dass es Ihrer aktuellen Bandbreite entspricht. Entscheidend ist die Wechselbeziehung zwischen Ihrem Applikations-Traffic und der verfügbaren Bandbreite. Um zu sehen, wie effizient Ihr WAN ist, müssen Sie Traffic erzeugen, der 100 Prozent oder mehr der WAN-Verbindung in Anspruch nimmt.

Die Generierung von ausreichend Traffic könnte die größte Herausforderung im Benchmark-Test sein. Oftmals ist es besser, dem emulierten WAN für die Tests wesentlich weniger Bandbreite zu spendieren als Ihr produktives WAN hat.

Sollte Ihr produktives WAN also 20 Mbps aufweisen und Sie stellen den WAN-Emulator ebenfalls so ein, dann müssen Sie ein Traffic-Volumen von mehr als 20 Mbps erzeugen, um einen vernünftigen Benchmark für Ihr WAN zu erhalten.

Spendieren Sie dem WAN-Emulator lediglich zwei Mbps, brauchen Sie auch nur zwei Mbps an Datenaufkommen. Das ist wesentlich einfacher, um die WAN-Optimierung voranzutreiben. Das relative Verhalten der WAN-Optimierung hängt vom Verhältnis zwischen Bedarf und verfügbarer Bandbreite ab. Deswegen bekommen Sie mit hoher Wahrscheinlichkeit auch dann einen aussagekräftigen Benchmark, wenn die emulierte WAN-Geschwindigkeit niedriger als die tatsächliche ist. Auf diesem Weg müssen Sie aber eben wesentlich weniger Traffic generieren.

Latenz, Paket-Verluste und andere Vorteile der Emulation kalibrieren

Der WAN-Emulator erlaubt es Ihnen, eine gewünschte Latenz einzustellen. Das ist wichtig, da sich WAN-Optimierungs-Produkte entsprechend auf die Reduzierung der Latenz einer Verbindung fokussieren.

Einen WAN-Emulator können Sie auch so konfigurieren, dass dieser einen gewissen Paket-Verlust simuliert. In den meisten Bereichen ist das kein großes Problem. Sollte dies auch für Ihre Umgebung zutreffen, dann sollten Sie die entsprechende Fehlertoleranz einstellen. Große Paket-Verluste dagegen können eine Session sehr verlangsamen und im schlimmsten Fall sogar zu einem Reset führen, was sich unter Umständen auch negativ auf die Antwort-Zeit auswirken kann.

Beim Betrachten der Benchmark-Ergebnisse sollten Sie beachten: Eine WAN-Optimierungs-Plattform, die in der Test-Umgebung wesentliche Verbesserungen bei den Antwort-Zeiten aufweist, wird das mit hoher Wahrscheinlichkeit auch in Ihrer produktiven Umgebung tun. Vorausgesetzt natürlich, das Test-Szenario gibt die produktive Umgebung auch genau genug wieder. Unterscheidet sich die Lösung des Benchmarks nur gering, sagen wir um zehn bis zwanzig Prozent, dann könnte auch die Test-Umgebung für die Differenz verantwortlich sein. In diesem Fall sind vor einer Kaufentscheidung eine tiefere Analyse oder weitere Tests gefragt.

Kostenlose Tools und Lösungen für die WAN-Emulation

WAN-Emulation muss auch nicht unbedingt teuer sein. Wie bereits erwähnt, ist die Bandbreite der wichtigste Faktor, wenn es um die WAN-Emulation geht. Bei Linux gibt es ein Tool, das sich wondershaper nennt. Es ist in der Regel nicht vorinstalliert, befindet sich aber bei den großen Linux-Distributionen in den entsprechenden Repositories. Unter Debian, Ubuntu oder Linux Mint würden Sie das Paket wondershaper so installieren:

sudo apt-get install wondershaper

Die Syntax für das Kommandozeilen-Tool ist sehr einfach:

wondershaper [Netzwerk-Schnittstelle] [Downlink] [Uplink]

Downlink und Uplink werden dabei in Kilobit (Kb) pro Sekunde definiert. Wollen Sie die Einschränkungen wieder rückgängig machen, verwenden Sie:

wondershaper clear [Netzwerk-Schnittstelle]

In Linux-Distributionen mit Kernel 2.6 oder höher ist eine Funktion implementiert, die sich netem nennt.  Die Komponente netem wird mithilfe des Kommandozeilen-Tools tc kontrolliert, welches wiederum Teil des Pakets iproute2 ist. Mit netem können Sie die Latenz eines WAN emulieren. Ein einfaches Beispiel, um jedem Paket eine Verzögerung von 100 Millisekunden mitzugeben, wäre:

tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms

Mithilfe von netem können Sie die Latenz auch zufällig einfließen lassen. Ein WAN hat schließlich auch nicht immer dieselbe Verzögerung. So würden Sie eine Verzögerung von 100ms ± 10ms realisieren:

tc qdisc change dev eth0 root netem delay 100ms 10ms

Ebenso können Sie mittels netem Paketverluste emulieren. Wollen Sie, dass ein Tausendstel aller Pakete verloren geht, geben Sie das in Prozent an:

tc qdisc change dev eth0 root netem loss 0.1%

Bei der Linux Foundation finden Sie weitere Informationen zu netem.

Wer eine Komplettlösung sucht, sollte sich das Open-Source-Projekt WANem ansehen. Es ist sowohl als ISO-Abbild als auch als virtuelle Appliance für VMware erhältlich. WANem bringt eine Web-Oberfläche mit sich, über die Einstellungen für Bandbreite, Latenz, etc. definiert werden können.

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