数据包丢失通常不是可以主动向发送器报告的情况;也就是说，丢失一个特定数据包的路由器不能通知传输节点某个特定的数据包由于拥挤的队列而被丢失。数据包丢失通常由传输节点根据从接收方收到的确认或缺少确认进行反应性处理。例如，在面向连接的传输协议的情况下，如果5 KB的数据以5个唯一的1-KB序列发送，只承认5个段中的4个将导致发送器重新发送丢失的段。这种行为也各不相同,传输协议也依赖于扩展使用的传输协议,但一般的行为保持一致:一个不被承认的部分可能是一段包含在一个包丢失,没有收到正确(由于信号退化或错误),或接收缓冲区的超额认购。双重和三重确认也可用于指示未成功接收的段的窗口位置，以指定发送器应该重发什么。
在TCP的情况下，缺乏确认导致发送器不仅重新发送，而且重新评估发送数据的速率。失去一段导致TCP窗口调整能力较低的值覆盖场景太多的数据被送往要么太多数据网络提供网络(由于超额认购)或太多的数据接收者接收(由于拥挤的接收缓冲区)。其净效应是，在遇到丢包并随后不得不重传数据时，发送方会降低连接的总吞吐量，以尝试找到一个不会使网络或接收方超额订阅的速率。这种行为称为congestion回避，因为TCP调整其速率以匹配网络和接收方的可用容量。
目前发现的最常见的TCP实现TCP Reno在遇到包丢失时将拥塞窗口减少50%。尽管将拥塞窗口减少50%并不一定与连接吞吐量减少50%相关，但这种减少肯定会限制连接使链接饱和的能力。在TCP Reno的拥塞避免阶段，每一次成功的传输(收到确认的信号)都会导致拥塞窗口增加一个段的大小。拥塞窗口的目的是允许TCP首先对包丢失做出反应，这确保吞吐量被调整到可用容量，其次是继续尝试并找到额外的可用容量，结果是不断增加拥塞窗口为每个成功的传输。
图1 - 6示出的示例如何分组丢失影响的TCP拥塞窗口，这会影响应用程序的总体吞吐量。
数据包丢失对吞吐量的影响
这种“后退”行为不仅有助于TCP规范可用网络容量和接收方缓冲区的可用容量，而且还有助于确保竞争可用WAN带宽的节点之间的公平性。
思科WAAS简介
前面的部分检查应用程序的性能挑战的最常见的原因在广域网环境中。虽然前面的章节中肯定没有涵盖所有可能的性能障碍，他们总结，并简要考察最大的这些问题。随着什么有助于应用性能挑战这个基本的了解，人们可能会问，“他们如何解决呢？”每个应用程序性能挑战具有适当的溶液中，并且这些解决方案必须与在适当的点网络内的合适的解决方案以分级的方式来实现，如表1-1所示。
表1 - 1解决方案应用性能障碍在广域网中找到
性能障碍 |
技术解决方案 |
应用程序层延迟 |
应用层优化，包括串行并行任务，预取，消息预测，局部响应处理，和对象预定位 |
应用层带宽消耗 |
应用层对象缓存与本地交付在网络的边缘附近的请求用户 |
网络带宽的消耗和拥塞 |
压缩，数据抑制，QoS，应用层对象缓存 |
包丢失敏感 |
具有先进的拥塞避免算法，TCP代理体系结构，基于速率的传输协议，或前向纠错优化传输协议实现（FEC） |
网络吞吐量 |
优化传输协议实现与先进拥塞避免算法，大的发送和接收缓冲器，窗口缩放 |
优先顺序和资源分配 |
端到端QoS，包括基本分类、深度包检查、排队前操作、分层排队与调度、排队后优化 |
Cisco WAAS通过使用一系列与应用程序无关的优化(也称为WAN优化)，以及一系列特定于应用程序的优化(也称为应用程序加速)，为广域网提供了一种性能障碍的解决方案。WAN优化指的是在网络或传输协议上使用技术，这些技术应用于使用该网络或传输协议的任何应用协议。应用程序加速是指直接对应用程序或它使用的应用程序协议进行优化。广域网路优化具有广泛的适用性，而应用程序加速着重于适用性。
思科WAAS是一个解决方案，在三个域透明：
客户机节点:需要由思科WAAS提供的优化客户端节点，以效益上没有变化。
服务器：需要从思科WAAS服务器节点上的利益没有改变。
网络：思科WAAS提供的互操作性与网络中部署的技术，包括QoS，NetFlow的，IP服务级别协议（IP SLA），访问控制列表（ACL），防火墙策略，多的最强的水平。透明度在网络中是唯一的思科WAAS。
这三个透明领域的独特组合允许Cisco WAAS将任何WAN优化或应用程序加速解决方案的破坏性最小地引入企业IT基础设施。
下面的章节详细检查思科WAAS的广域网优化和应用加速组件。
广域网优化
Cisco WAAS实现了许多WAN优化功能，以帮助克服在WAN中遇到的挑战。这些优化包括三个关键元素的基本集合:
数据冗余消除（DRE）：DRE是一种使用磁盘和内存的高级压缩机制。DRE利用广域应用程序引擎(WAE)对等点上松散同步的压缩历史记录，最大限度地减少WAN上发现的冗余数据量。当识别出冗余数据时，WAE将发送引用该数据的签名到对等点，而不是发送原始数据，从而提供潜在的非常高的压缩级别。非冗余的数据被添加到两个对等点上的压缩历史中，并使用新生成的签名通过WAN发送。
持久LZ压缩(PLZ):PLZ是的Lempel-谢夫（LZ）压缩算法的变体。该WAE使用持久性会话历史扩展基本LZ，这有助于减少数据在广域网上传输带宽消耗的抗压能力。PLZ是由DRE确定为非冗余数据乐于助人，还可以压缩的签名由DRE代表数据的冗余数据块的发送。
传输流优化（TFO）：TFO是一系列TCP优化，可以帮助减轻与TCP相关的性能障碍。TFO包括大初始窗口、选择性承认和扩展、窗口缩放和高级拥塞避免算法，帮助“填充管道”，同时保持优化和未优化连接之间的公平性。
确定要应用的优化是应用程序流策略（ATP），其可以每WAAS设备离散地或中央管理器控制台内进行管理的功能，并且还取决于该自动发现期间WAAS设备之间发生的优化谈判（本章中的“其他功能”稍后讨论）。
为Cisco WAAS设备内的优化数据路径是TCP代理，其用于正由思科WAAS优化每个连接。TCP代理允许思科WAAS透明地插入自己作为一个标准的TCP-中介。以这种方式，思科WAAS设备可以接收和临时缓冲从主机发送的数据和本地时适当确认的数据段。通过采用TCP代理，思科WAAS也可以发送较大的数据块，以优化软件组件，其允许更高程度的压缩相比，每个分组的架构，其中所述压缩结构域可通过的大小的限制时，可以实现被接收的数据包。
TCP代理中的数据然后根据配置的策略通过相关的优化组件传递，并且使用优化的TCP实现在WAN上传输优化的流量。通过实现TCP代理，Cisco WAAS可以保护通信节点免受不受控制的WAN条件(如包丢失或拥塞)的影响。如果遇到丢失的段，Cisco WAAS设备可以从TCP代理重传队列中提取段并重传优化的段，从而消除了原始传输节点重传在传输中丢失的数据的需要。传输节点享受着具有类似lan的TCP性能的好处，表现出最小的包丢失和快速应答的特性。通过使用TCP代理，Cisco WAAS允许更快地从传输节点中抽取数据，并且几乎消除了在WAN中遇到的性能限制问题。
图1 - 7展示Cisco WAAS TCP代理体系结构，以及它如何提供缓冲区以防止广域网性能影响传输节点。
Cisco WAAS TCP代理架构
下面几节将更详细地研究每一种优化。
重复数据消除
DRE是一种先进的无损压缩算法，它同时利用内存(高吞吐量和高I/O率)和磁盘(持久和大型压缩历史)。DRE检查正在运行的数据中是否存在冗余模式(之前已经确定的模式)。当识别出冗余模式时，它们被替换为一个签名，该签名引用对等WAAS设备压缩历史中的冗余模式。这些签名只是5或6字节大小(取决于数据中的断点标识),和冗余模式识别可能数十或数百kb,衣服可以提供大量的压缩流包含数据之前确定,这有助于减少广域网带宽消耗。
DRE是双向的，这意味着在业务流的一个方向上可以利用在相反方向上流动的流量识别的模式。DRE还在于用于一个应用程序流内识别的模式可以优化用于不同的应用流被利用应用无关。的DRE的双向和应用不可知的特性的一个例子如下。假设两个用户都位于相同的远程办公，这是由T1 WAN的方式连接到企业园区。无论是远程办公和企业园区安装了思科WAAS设备。应在第一个用户下载含附件的电子邮件，每个连接路径的WAAS设备的压缩历史将被与包含在流中的相关数据模式更新。如果第二个用户有该文件的副本，或含有类似文件，并上传由另一个应用程序，如FTP的方式文件，这是以前从电子邮件传输内置压缩历史可以被利用来提供巨大的水平压缩为FTP上传。
分层分块和模式匹配
如从配置用于优化DRE的连接数据进入TCP代理，它被缓冲的时间短的时间。缓冲器中的数据建立后，缓冲的数据的大块被传递给DRE进入被称为编码的处理。编码是从发射节点正在发送的数据中，消除了冗余，任何新的数据更新所述压缩库，和发送压缩的邮件的过程。
DRE编码计算原始数据块上的消息有效性签名。该消息由对等WAE上的解码过程使用，以确保基于已编码消息中包含的签名重新构建消息时的正确性。在要压缩的数据块上使用了一个滑动窗口，它使用了一种cpu效率的计算来根据被传输的实际数据(也称为断点)来识别数据中的断点基于内容的分块。基于内容的分块依赖于实际数据本身来识别数据中的断点，因此，对于后续相同或类似数据传输时的细微更改(添加、删除、更改)不那么敏感。使用基于内容的分块，如果在下一次传输期间将少量数据插入到块中，则块边界会随着数据插入的变化而变化，从而允许DRE更好地隔离新数据，这有助于在其他块仍然有效的情况下保持高水平的压缩。
块在多个层识别，并且聚集体块REFERENCING小，下层的块可被识别。由于这种多层的方法来分块，DRE是在一个组块的分层可以参考许多较小的，较低层块。如果更高层的块被识别为冗余的，一个单一的签名可以被用于引用集合形式下层块的数量较多。在本质上，DRE聚集提供了使用不同的大小和水平块的相同数据的多分辨率图。