Optimiser le WAN ou augmenter la bande passante ? Que choisir ?

Les entreprises dont les sites géographiques sont dispersés doivent souvent faire face à une infrastructure informatique lente. Pour remédier à ce problème, deux possibilités s'offrent aux responsables informatiques: optimiser le réseau étendu, le WAN ou augmenter la bande passante.

Le fait que les entreprises soient par nature constituées de plusieurs sites a rendu complexe la gestion et l'accès aux fichiers et aux applications Quelle que soit sa taille, une entreprise dont les sites sont géographiquement distribués utilise de plus en plus les réseaux étendus (Wide Area Networks, ou WAN) pour donner à ses employés l'accès aux données. Toutefois, l'accès à ces données à travers le WAN se traduit souvent par des performances médiocres, ce qui impacte la productivité et mécontente les employés.

Lorsque les utilisateurs se plaignent d'applications léthargiques, la réponse de l'entreprise est souvent d'augmenter la bande passante des liaisons WAN. Mais les directeurs informatiques s'aperçoivent souvent qu'au lieu d'arranger les choses, le fait d'augmenter la bande passante des sites distants n'a que peu ou pas d'effet sur les performances. En effet, le problème vient bien souvent de la latence et du manque d'efficacité de l'utilisation des protocoles à travers le WAN.

Les vraies causes des problèmes de performance des applications via le WAN

En général, les connexions WAN ont une bande passante plus faible et une latence plus importante que les liaisons LAN (Local Area Networks, ou réseaux locaux). Comment ces contraintes affectent-elles les performances des applications ? Il existe quatre types de goulot d'étranglement : l'un est lié à la bande passante, les trois autres à la latence. Le premier est évident : il est impossible d'envoyer des données plus rapidement que ce que ne l'autorise la bande passante disponible. Les trois autres sont plus subtils et ne deviennent évidents que si la bande passante n'est pas une contrainte : à cause des trois problèmes de latence, les applications ne parviennent pas à utiliser toute la bande passante disponible, même lorsqu'elle paraît largement suffisante.

Le premier problème de latence découle des accusés de réception du protocole TCP (Protocole de Contrôle de Transmission). Celui-ci utilise une fenêtre de paquets qui peuvent être en cours de transmission d'un bout à l'autre de la liaison (c'est-à-dire entre le client et le serveur). Lorsque la fenêtre est pleine, l'émetteur n'envoie pas de paquets supplémentaires tant que le récepteur n'accuse pas réception d'au moins une partie des paquets déjà envoyés. Si la fenêtre maximale est trop petite, le débit de la liaison peut être limité par la vitesse à laquelle chaque fenêtre pleine peut être envoyée et validée par l'autre extrémité.

Le second problème de latence est provoqué par l'algorithme de démarrage lent de TCP et par son mode de contrôle de la congestion. Nous avons vu que le problème de latence est lié à la taille maximale autorisée pour la fenêtre. Le deuxième tient à ce que le TCP n'utilise pas en permanence cette taille maximale (probablement car elle est inadaptée). En effet, le TCP augmente progressivement la taille de sa fenêtre lorsque la transmission semble se dérouler correctement, et la réduit subitement lorsqu'elle semble échouer. Sur un réseau avec une bande passante confortable mais avec une latence élevée, ce comportement entraîne de longues périodes pendant lesquelles une bonne partie de la bande passante disponible reste inutilisée. Toutefois, ce problème ne concerne principalement que ceux qui tentent de remplir de tels réseaux (nommés LFN, à latence et bande passante élevés)

Le troisième problème lié à la latence est dû aux protocoles des applications, qui fonctionnent au-dessus de TCP. Rappelons que pour le premier problème lié à la latence, la bande passante disponible n'était pas vraiment une limitation si le TCP était déjà limité par la taille de la fenêtre de données et la nécessité d'accuser réception. De même, il n'est pas utile de s'inquiéter de la bande passante disponible et des deux premiers problèmes liés à la latence (qui interviennent au niveau du TCP) si l'on est limité au niveau de la couche application par la taille des messages et par la nécessité d'accuser réception ou de répondre à ces données. Les protocoles applicatifs conçus d'emblée pour fonctionner via le WAN (comme HTTP et FTP) ne rencontrent généralement pas ce troisième type de problème de latence. À l'inverse, les protocoles d'application conçus à l'origine pour les réseaux locaux, comme le partage de fichiers Microsoft Windows via CIFS, sont souvent gravement affectés.

Réduire les goulots d'étranglement grâce à l'optimisation du WAN


Les solutions d'optimisation du WAN peuvent appliquer diverses approches pour réduire les goulots d'étranglement. Elles peuvent réduire la quantité de données, mettre en cache les données, les fichiers et les e-mails, éviter la réplication, optimiser le TCP, utiliser la qualité de service (QoS), compresser le réseau et utiliser l'accélération SSL. Cependant, chacune de ces approches n'est efficace que pour un éventail réduit de protocoles. Par exemple, la mise en cache remédie à la latence des applications mais pas à celle de TCP. Il faut donc envisager une solution d'optimisation du WAN qui associe plusieurs approches, pour déboucher simultanément plusieurs types de goulots d'étranglement.

La mise en oeuvre d'une solution d'optimisation du WAN couvrant de nombreux protocoles, configurations et applications garantit de tirer au mieux parti des réseaux, des infrastructures et des applications. Cette approche en couches améliore les performances des applications fonctionnant au-dessus de TCP, mais en outre, elle applique des modules spécifiques à chaque application pour éliminer les inconvénients liés aux protocoles « bavards ». L'utilisation de solutions d'optimisation du WAN accélère généralement les applications d'un facteur 50, voire 100 dans certains cas, tout en réduisant de 65 à 95% la bande passante utilisée.

Ainsi, le réseau WAN en place peut servir bien plus d'utilisateurs et accepter de nouvelles applications, et l'entreprise peut éviter ou retarder la mise à niveau coûteuse de la bande passante, parfois jusqu'à cinq ans. Pour cela, il faut bien comprendre les quatre goulots d'étranglement du WAN décrits ci-dessus et savoir y remédier. Enfin, en investissant dans une solution d'optimisation du WAN, une entreprise peut réaliser d'autres économies importantes :

•    Consolider l'infrastructure dans le centre de données, en supprimant des bureaux distants une grande partie de l'infrastructure informatique (serveurs de fichiers, de courrier, de SMS et SharePoint, unités à bande, NAS et systèmes de sauvegarde en local), sans réduire les performances des applications.

•    Optimiser la reprise après sinistre, en améliorant les performances d'un site de reprise, conduisant à des économies et à des sauvegardes plus fréquentes et plus fiables.
•    Renforcer la collaboration, car les employés peuvent partager des fichiers volumineux où qu'ils soient, devenant ainsi plus productifs.
•    Améliorer les objectifs de point de reprise, grâce aux sauvegardes et réplications possibles dans des délais plus courts via des liaisons WAN à longue distance, donc dans des fenêtres auparavant inaccessibles.

L'optimisation du WAN est ainsi un outil essentiel pour les entreprises distribuées. Elle permet de réduire le trafic circulant via le WAN, d'améliorer considérablement les performances des applications, de consolider l'infrastructure informatique, et de mettre en oeuvre des initiatives de sauvegarde et de reprise. De nombreuses entreprises ont ainsi pu tirer le meilleur parti de leur infrastructure en place, évitant de procéder à des mises à niveau coûteuses de la bande passante.

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