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19-WAAS配置
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MSR810/810-W/810-W-DB/810-LM/810-W-LM/810-LM-HK/810-W-LM-HK/2630/3610/3620/3620-DP/3640/3660/3600-28/3600-51/MSR2600-10-X1路由器使用集中式命令行，MSR 5620/5660/5680路由器使用分布式命令行。
WAAS（Wide Area Application Services，广域网应用服务）是能够对WAN链路流量提供优化的一种广域网技术。WAAS设备可以通过配置优化动作，改善WAN链路高延迟、低带宽的缺点。相互通信的WAAS设备在TCP三次握手过程中，通过TCP选项协商两端优化动作。WAAS优化动作包括：
· TFO（Transport Flow Optimization，透明流优化）
· DRE（Data Redundancy Elimination，数据冗余消除）
· LZ（Lempel-Ziv compression，LZ压缩）
TFO在不改变TCP流量的源、目的IP地址和端口号的情况下，在WAN链路两端对TCP连接进行透明代理，并对WAN链路两端的TCP流量进行优化。TFO优化方式包括：
传统TCP启动时，拥塞窗口初始值为1个MSS（Maximum Segment Size，最大报文段长度），收到对端的确认报文后，拥塞窗口大小以指数形式增长，最后TCP流量占满整个WAN链路。在广域网环境下，传输时延较大，导致TCP流量占满整个WAN链路的带宽需要经过一段较长的时间。慢启动优化通过扩大初始拥塞窗口大小的方式来缩短慢启动过程。
传统TCP的接收窗口最大为64K，即TCP在发送完64K的报文后，需接收到对端的确认报文后才能继续发送数据，即使WAN链路带宽还有空闲，也无法再发送数据。TFO通过增加TCP接收窗口的扩展因子可以把接收窗口最大增加到16384K，提高TCP的传输性能。
TCP的拥塞控制算法主要依赖于拥塞窗口，窗口值的大小代表能够发送出去的但还没有收到确认报文的最大数据报文段。窗口越大，数据发送的速度也就越快，则也越有可能出现网络拥塞；相反窗口越小，数据发送的速度也就越慢，则导致发送效率低下。TFO拥塞控制算法优化就是要在发送速度与网络拥塞状况这两者之间权衡，选取最好的拥塞窗口值，使得网络吞吐量最大化且不产生拥塞。
SACK（Selective Acknowledgment，选择性确认）是指当发送方在一定时间内没有收到对方的确认报文时，只重传丢失的数据包，不用重传后续所有的数据包，实现数据包的选择性重传。
DRE是指消除冗余数据技术。在相互通信的WAAS设备上保存数据字典。数据发送端通过检查重复数据块，将重复数据块替换为字典索引在WAN链路上传输。接收端通过识别字典索引，还原原始数据块，以减少WAN链路传输的数据量，提高数据传输速度。用字典索引替换重复数据块的过程称为DRE压缩；用重复数据块替换字典索引的过程称为DRE解压缩。
(1) 数据缓存：将TCP连接上接收的数据块发送给DRE模块前，需要TCP透明代理缓存输入的TCP数据流，以提供给DRE一个较大的数据块。
(2) 数据分块和替换：DRE压缩前将数据划分为互不重叠的数据块，针对数据块来检测是否为重复数据。WAAS采用滑动块检测技术对数据进行分块和检测。如果为重复数据块，则用字典索引替换原始数据，加入转发流程；否则为新数据块生成对应的字典索引，将该字典索引和数据块添加到本端数据字典中，并加入转发流程。
· 对原始数据集进行基于固定长度窗口的逐字节滑动比较，可以有效地检测出重复数据块，从而获得良好的重复数据缩减率。所划分的数据块都是小于或者等于窗口长度的，有利数据字典表项的建立和碎片数据的处理。
(1) 数据还原：WAAS设备检测接收到的数据，根据接收数据获得对应的原始数据。
· 如果接收到的数据为字典索引，则根据字典索引进行数据字典查询以获取相对应的原始数据。
· 如果接收到的数据为字典索引和原始数据，将创建新的数据字典表项，并添加到本地字典中。
(2) 数据校验：所有数据都还原后，计算解压数据的MD5摘要值，并且和报文中携带的摘要信息进行对比。如果相同，则代表解压缩成功；如果不同，则代表解压缩失败，等待对端重新发送数据。
LZ压缩是一种数据无损压缩，主要是通过自建字典方法来进行压缩替换，其压缩字典存在于压缩结果中。与DRE压缩相比，LZ压缩的压缩率比较低，但其不需要在压缩和解压双方同步保存数据字典，因此内存开销比较小。
与WAAS相关的协议规范有：
· RFC 1323：TCP Extensions for High Performance
· RFC 3390：Increasing TCP's Initial Window
· RFC 2581：TCP Congestion Control
· RFC 2018：TCP Selective Acknowledgment Options
· RFC 3042：Enhancing TCP's Loss Recovery Using Limited Transmit
· RFC 2582：The NewReno Modification to TCP's Fast Recovery Algorithm
表1-1 WAAS配置任务简介
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配置WAAS 类 |
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配置WAAS策略 |
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配置TFO优化参数 |
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删除WAAS所有配置 |
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还原WAAS的预定义配置 |
要想通过WAAS策略对指定TCP流量进行优化，需要完成以下工作：
· 创建WAAS类，在类中创建匹配流分类的规则，实现对指定TCP流量的转发。
· 创建WAAS策略，一个策略可以引用多个类，根据不同的类指定相应的动作。
· 在接口上应用已创建的WAAS策略。
首先要创建一个WAAS类，然后在此WAAS类视图下配置其匹配规则。
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创建一个WAAS类，并进入WAAS类视图 |
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首先创建WAAS策略，在此WAAS策略视图下引用指定的类，为不同的类配置不同的动作，并开启对应的优化控制功能。WAAS类可以配置的动作包括：
· 优化动作：对匹配指定WAAS类的TCP流量进行优化处理，包括TFO、DRE、LZ三种方式。其中TFO为必选方式，DRE和LZ为可选方式。
· 直接旁路动作：对匹配指定WAAS类的TCP流量不进行优化处理。
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创建WAAS策略，并进入WAAS策略视图 |
缺省情况下，只存在预定义策略waas_default。建议用户通过修改预定义策略的方式完成策略配置 |
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配置WAAS策略引用的类，并进入WAAS策略类动作视图 |
缺省情况下，WAAS策略未引用任何类 |
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配置WAAS类优化动作 |
缺省情况下，WAAS类未配置任何动作。配置优化动作命令受对应优化控制功能的影响，如果用户配置了优化动作，而对应的优化控制功能处于关闭状态，则不能对匹配的报文流量进行相应的优化处理 |
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配置WAAS类直接旁路动作 |
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配置WAAS消除数据冗余功能 |
缺省情况下， WAAS消除数据冗余功能处于开启状态 |
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配置WAAS数据压缩功能 |
缺省情况下，WAAS数据压缩功能处于开启状态 |
WAAS设备应用策略的接口连接WAN网络，未应用策略的接口连接LAN网络。对从WAN侧发送或接收的报文流量会与WAN接口所引用的策略进行匹配。但如果指定流量经过设备的入接口和出接口都连接WAN网络或者LAN网络，则不对报文进行优化。
一个WAAS策略可以应用于多个接口，但一个接口只能应用一个策略。
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应用WAAS策略 |
拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度和发送速度，并且动态的在变化。设置合理的慢启动初始拥塞窗口，当拥塞发生后，能够较快的恢复到网络最大传输能力。
使能TFO的保活功能后，系统启动保活定时器。当定时器超时后，如果通信双方仍没有数据传输，则向对端设备发送报文，使连接不断开。
接收缓冲区的大小决定了可以接收到的报文大小，用户可以通过设置缓冲区的大小来影响线路的吞吐量。
表1-5 配置TFO优化参数
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配置TFO的保活功能 |
缺省情况下，TFO的保活功能处于关闭状态 |
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配置TFO的接收缓冲区大小 |
缺省情况下，TFO的接收缓冲区为64KB |
使能自动黑名单发现功能后，如果对端设备不是WAAS设备或对端设备接口没有应用WAAS策略，那么在TCP连接建立后，系统自动将请求的服务器接口的IP地址和端口号加入黑名单，对匹配黑名单的流量不做任何优化。
在下列情况认为对端设备不是WAAS设备或接口未应用WAAS策略，在TCP三次握手建立的过程中，本端发送携带特定TCP选项的请求报文后：
· 对端回复了未携带特定TCP选项的确认报文。
· 对端设备关闭了TCP连接。
WAAS黑名单是系统实时自动生成的，黑名单表项有一定的生存时间，当黑名单超时后将被系统自动删除。
删除WAAS所有配置是指删除WAAS特性的所有配置数据和运行数据，并使WAAS进程退出。
表1-7 删除WAAS所有配置
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删除WAAS所有配置 |
还原WAAS预定义配置是把WAAS预定义策略和预定义类的配置还原到WAAS进程第一次启动时创建的状态，不修改用户自定义的配置。
表1-8 还原WAAS的预定义配置
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还原WAAS的预定义配置 |
配置本命令时，需保证所有接口未应用任何WAAS策略，否则恢复失败 |
在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后WAAS的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
在用户视图下执行reset命令可以清除WAAS的信息。
表1-9 WAAS显示和维护
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显示WAAS策略的信息 |
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显示WAAS类的信息 |
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显示WAAS全局状态 |
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显示WAAS自动发现的黑名单信息（集中式设备） |
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显示WAAS自动发现的黑名单信息（分布式设备－独立运行模式/集中式IRF设备） |
display waas tfo auto-discovery blacklist { ipv4 | ipv6 } [ slot slot-number ] |
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显示WAAS自动发现的黑名单（分布式设备－IRF模式） |
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显示WAAS会话信息（集中式设备） |
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显示WAAS会话信息（分布式设备－独立运行模式/集中式IRF设备） |
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显示WAAS会话信息（分布式设备－IRF模式） |
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显示DRE的统计信息（集中式设备） |
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显示DRE的统计信息（分布式设备－独立运行模式/集中式IRF设备） |
display waas statistics dre [ peer peer-id ] [ slot slot-number ] |
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显示DRE的统计信息（分布式设备－IRF模式） |
display waas statistics dre [ peer peer-id ] [ chassis chassis-number slot slot-number ] |
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清除DRE统计信息 |
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清除DRE的数据字典 |
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· 在Router A和Router B两台设备上应用预定义策略waas_default，默认引用所有的预定义class。
· Host请求从Server下载数据，通过显示统计信息来检测优化效果。第一次请求下载数据，两端WAAS设备需要创建数据字典表项，发送字典索引和原始数据，压缩效率较低。第二次请求下载同样的数据，由于数据字典已经建立，用字典索引代替重复数据，压缩效率较高。
图1-1 预定义WAAS策略配置组网图
(1) 配置各接口的IP地址
(2) 在接口上应用预定义WAAS策略
# 配置Router A。
[RouterA] interface gigabitethernet 2/0/2
[RouterA-GigabitEthernet2/0/2] waas apply policy
[RouterA-GigabitEthernet2/0/2] quit
[RouterA] quit
# 配置Router B。
[RouterB] interface gigabitethernet 2/0/2
[RouterB-GigabitEthernet2/0/2] waas apply policy
(3) 客户端Host通过HTTP协议从Server下载一个约14MB的测试文件。
(4) 清除Router A 的DRE统计信息
<RouterA> reset waas statistic dre
# 第一次下载后，显示Router A的DRE统计信息。
<RouterA> display waas statistic dre
Peer-ID: cc3e-5fd8-5158
Peer version: 1.0
Cache in storage: 12710912 bytes
Index number: 49652
Age: 00 weeks, 00 days, 00 hours, 00 minutes, 35 seconds
Total connections: 1
Active connections: 0
Encode Statistics
Dre msgs: 2
Bytes in: 286 bytes
Bytes out: 318 bytes
Bypass bytes: 0 bytes
Bytes Matched: 0 bytes
Space saving: -11%
Average latency: 0 usec
Decode Statistics
Dre msgs: 57050
Bytes in: 14038391 bytes
Bytes out: 14079375 bytes
Bypass bytes: 0 bytes
Space saved: 0%
Average latency: 0 usec
# 清除统计信息后，重新下载，显示Router A的DRE统计信息。
<RouterA> display waas statistic dre
Peer-ID: cc3e-5fd8-5158
Peer version: 1.0
Cache in storage: 12851200 bytes
Index number: 50200
Age: 00 weeks, 00 days, 00 hours, 2 minutes, 56 seconds
Total connections: 1
Active connections: 0
Encode Statistics
Dre msgs: 2
Bytes in: 286 bytes
Bytes out: 60 bytes
Bypass bytes: 0 bytes
Bytes Matched: 256 bytes
Space saving: 79%
Average latency: 0 usec
Decode Statistics
Dre msgs: 62791
Bytes in: 2618457 bytes
Bytes out: 13972208 bytes
Bypass bytes: 0 bytes
Space saved: 81%
Average latency: 0 usec
通过比较可以看出：数据字典建立后，第二次下载解压缩接收字节数明显降低，节省空间81%，第二次下载速度明显加快。
· 在Router A和Router B两台设备上应用用户自定义策略。
· Host请求从Server下载数据，通过显示统计信息来检测优化效果。第一次请求下载数据，两端WAAS设备需要创建数据字典表项，发送字典索引和原始数据，压缩效率较低。第二次请求下载同样的数据，由于数据字典已经建立，用字典索引代替重复数据，压缩效率较高。
图1-2 用户自定义WAAS策略配置组网图
(1) 配置各接口的IP地址
(2) 创建类并配置匹配规则为匹配任意TCP流量
# 配置Router A。
[RouterA] waas class c1
[RouterA-waasclass-c1] match 1 tcp any
[RouterA-waasclass-c1] quit
# 配置Router B。
[RouterB] waas class c1
[RouterB-waasclass-c1] match tcp any
[RouterB-waasclass-c1] quit
(3) 在Router A和Router B上分别创建策略p1，配置其引用类c1，优化方式为TFO、DRE和LZ
# 配置Router A。
[RouterA-waaspolicy-p1] class c1
[RouterA-waaspolicy-p1-c1] optimize tfo dre lz
[RouterA-waaspolicy-p1-c1] quit
[RouterA-waaspolicy-p1] quit
# 配置Router B。
[RouterB-waaspolicy-p1] class c1
[RouterB-waaspolicy-p1-c1] optimize tfo dre lz
[RouterB-waaspolicy-p1-c1] quit
[RouterB-waaspolicy-p1] quit
# 配置Router A。
[RouterA] interface gigabitethernet 2/0/2
[RouterA-GigabitEthernet2/0/2] waas apply policy p1
[RouterA-GigabitEthernet2/0/2] quit
[RouterA] quit
# 配置Router B。
[RouterB] interface gigabitethernet 2/0/2
[RouterB-GigabitEthernet2/0/2] waas apply policy p1
[RouterB-GigabitEthernet2/0/2] quit
[RouterB] quit
(5) 客户端Host通过HTTP协议从Server下载一个约14MB的测试文件。
(6) 清除DRE统计信息
<RouterA> reset waas statistic dre
# 第一次下载后，显示Router A的DRE统计信息。
<RouterA> display waas statistic dre
Peer-ID: cc3e-5fd8-5158
Peer version: 1.0
Cache in storage: 12718592 bytes
Index number: 49682
Age: 00 weeks, 00 days, 00 hours, 00 minutes, 35 seconds
Total connections: 1
Active connections: 0
Encode Statistics
Dre msgs: 2
Bytes in: 286 bytes
Bytes out: 318 bytes
Bypass bytes: 0 bytes
Bytes Matched: 0 bytes
Space saving: -11%
Average latency: 0 usec
Decode Statistics
Dre msgs: 56959
Bytes in: 13999244 bytes
Bytes out: 14055291 bytes
Bypass bytes: 0 bytes
Space saved: 0%
Average latency: 0 usec
# 清除统计信息后，重新下载，显示Router A的DRE统计信息。
<RouterA> display waas statistic dre
Peer-ID: cc3e-5fd8-5158
Peer version: 1.0
Cache in storage: 12857856 bytes
Index number: 50226
Age: 00 weeks, 00 days, 00 hours, 2 minutes, 02 seconds
Total connections: 1
Active connections: 0
Encode Statistics
Dre msgs: 2
Bytes in: 286 bytes
Bytes out: 60 bytes
Bypass bytes: 0 bytes
Bytes Matched: 256 bytes
Space saving: 79%
Average latency: 0 usec
Decode Statistics
Dre msgs: 62687
Bytes in: 2592183 bytes
Bytes out: 13972208 bytes
Bypass bytes: 0 bytes
Space saved: 81%
Average latency: 0 usec
通过比较可以看出：数据字典建立后，第二次下载解压缩接收字节数明显降低，节省空间81%，第二次下载速度明显加快。
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