IT组织都具有两个相对的挑战挣扎：为日益分散的员工提供高水平的应用性能，并巩固昂贵的基础设施，以简化管理，提高数据保护，并控制成本。从IT希望部署基础设施的位置分离日益增长的远程工作人员是广域网（WAN），介绍了巨大的延迟，丢包，拥塞和带宽的限制，所有这些都可以阻止用户与应用程序交互的能力在高性能的方式。
思科广域应用服务(WAAS)是一种解决方案，旨在弥合广域网环境中应用程序性能和基础设施整合之间的鸿沟。通过在多层上采用健壮的优化，Cisco WAAS能够确保对远程应用程序基础设施的高性能访问，包括文件服务、电子邮件、内部网、门户应用程序和数据保护。通过减少广域网的性能限制因素，Cisco WAAS不仅提高了性能，而且使IT组织能够更好地整合分布式基础设施，以更好地控制成本，并确保在数据保护和遵从性方面处于更有利的地位。
这本书的目的是深入讨论思科WAAS解决方案，包括如何设计和部署思科WAAS解决方案的全面检查。本章介绍了由广域网的性能障碍，技术引进到思科WAAS。本章还考察了思科WAAS的软件架构和轮廓每个基本优化组件是如何克服这些应用程序的性能障碍。本章结束与思科WAAS如何适应优化技术的基于网络的架构，以及如何将这些技术可以结合思科WAAS部署，以提供提高广域网上的应用性能全面的解决方案的讨论。
了解应用性能障碍
在研究Cisco WAAS如何克服广域网中的网络条件带来的性能挑战之前，了解广域网中的这些条件如何影响应用程序性能是很重要的。与十年前的应用程序相比，今天的应用程序正变得越来越健壮和复杂，预计这一趋势将继续下去。许多企业应用程序都是多层的，有一个表示层(通常由web服务组成)，它依次访问服务器的应用程序层，后者与数据库层(通常称为n层体系结构)进行交互。这些不同的层通常使用中间件相互交互，中间件是连接不同软件组件或体系结构的子系统。在撰写本文时，目前使用的大多数应用程序都是客户机/服务器，只涉及服务器端上的单层(例如，一个简单的文件服务器)。然而，n层应用程序基础设施正变得越来越流行。
层4至7层
服务器应用程序实例，无论是单层或n层，主要与在开放系统互连（OSI）模型的应用层用户应用程序实例进行交互。在该层，应用层控制和数据消息被交换以执行基于业务过程或事务的功能被执行。例如，用户可以“GET”存储在使用HTTP的网络服务器上的对象。在这一层的相互作用是复杂的，因为这可以在专有协议或甚至是基于标准的协议来执行可以在数百或数千是字面上操作的数量。在给定的一对节点的应用层之间存在的服务器应用程序实例和用户应用程序实例，这也增加了复杂性和性能约束之间的层的分层结构。
例如，要在应用程序实例之间传输的数据可能会通过一个共享(和预先协商的)表示层。这一层可能存在，也可能不存在，这取决于应用程序，因为许多应用程序具有围绕数据表示的内置语义。这一层负责确保数据符合特定的结构，如ASCII或可扩展标记语言(Extensible Markup Language, XML)。
从表现层，数据可能会传送到一个会话层，负责两个端点之间建立一个覆盖会话。会话层协议提供的应用程序具有管理检查点和原子上层协议的恢复（ULP）交流，这相比于原始段的传输（由传输控制协议提供在一个事务或程序层发生的能力，后述）。类似的表示层，许多应用程序可能有内置的周围会话管理语义，不得使用分立会话层。然而，一些应用程序，通常是那些使用远程过程调用（RPC），确实需要一个独立的会话层。
是否给用户应用程序实例和服务器应用程序实例之间交换的数据需要使用表示层或会话层，数据的跨互联网络将被发送将由传输协议来处理。的传输协议是用于数据复用 - 也就是主要负责确保由节点发送的数据是能够由接收方节点上的适当的应用进程进行处理。常用的传输层协议包括传输控制协议（TCP），用户数据报协议（UDP），以及流控制传输协议（SCTP）。的传输协议是不断变化的网络条件下，如带宽变化或拥塞提供保证的递送和适应通常负责。一些传输协议，如UDP，不提供这样的能力。应用程序，充分利用UDP或者实现自己的保证交付或拥塞控制的手段，或者这些功能根本不需要的应用程序。
组件前面提到的，包括交通，会话，表示层和应用层，表示该分组指示的应用程序数据是如何不同的节点之间交换的服务。这些成分通常通过层称为第4层7级的服务，或L4-7服务或应用网络服务（ANS）。L4-7服务依赖于由较低的层，包括网络层，数据链路层和物理层提供的数据包路由和转发服务，该正在通信节点之间移动的应用数据的段中的网络分组。随着网络的例外延迟由距离和光，L4-7服务的速度引起的通常操作延迟量最大添加到应用程序的性能。这是由于加工时必须发生的移动数据进出缓存（传输层）的，保持节点（会话层）之间长期存在的会话，确保数据符合代表的要求（表现层）数量巨大，并且基于任务之中交换应用控制和数据消息进行（应用层）。
图1-1节目L4-7礼物应用程序的性能如何挑战的例子。
L4-7性能挑战
造成L4-7性能挑战一般可分为以下几类：延迟，带宽低效率和吞吐量。这些在以下三个部分检查。
延迟
L4-7延迟是由四个层涉及的添加的延迟组件的顶点：应用，演示文稿，会话和运输。考虑到表现层，会话层和传输层的延迟通常较低，而且对整体性能的影响最小，这部分的重点是在应用层发生延迟。应当注意的是，虽然显著，通过L4-7处理在节点本身添加的等待时间相比，延迟通常是最小的网络本身中发现的，并且比应用层对性能的影响远不如由协议数落在延迟引起高延迟网络。
应用层的延迟被定义为应用协议的业务等待时间，并且通常显示时的应用程序或协议有一个“发送和等待”的行为的类型。可以访问使用通用Internet文件系统（CIFS）协议的文件服务器，它是在使用Windows客户端和Windows服务器，或者网络附加存储（NAS）设备的环境中占主导地位上的文件时，可观察到应用层的延迟的一个例子正在由Windows客户端访问。在这种情况下，客户端和服务器必须交换的一系列之前的任何数据被发送给用户“行政”消息。
例如，客户端必须首先建立到服务器的会话，该会话的建立涉及到针对权威(如域控制器)验证用户真实性。然后，客户端必须建立到特定共享(或命名管道)的连接，这要求检查客户端授权。对用户进行身份验证和授权后，将交换一系列消息，以遍历目录结构并收集元数据。识别文件之后，必须按顺序发送一系列锁请求(基于文件类型)，然后才能在用户和服务器之间交换文件I/O请求(例如读、写或查找)。每个消息都需要在网络上交换少量数据，这会导致操作延迟，在局域网(LAN)环境中可能没有注意到这种延迟，但在广域网上操作时却非常显著。
图1-2示出了如何延迟单独在WAN环境中的应用层可以显著阻碍由用户感知的响应时间和整体性能的例子。在这个例子中，等待时间单向是100ms，从而导致其中只有3 KB的数据在时间600毫秒被交换的情况。
应当指出的是，虽然呈现，会话层和传输层确实增加延迟，但对比于应用层的延迟通常可以忽略不计。还应当指出的是，传输层性能本身是通常受网络中的感知延迟的量由于与减轻透射窗和其他因素相关联的缓慢。网络延迟对应用性能的影响在下一节中，检查“网络基础设施。”
对延迟敏感的应用实例
带宽效率低下
在数据传输的领域加上应用层低效缺乏可用的网络带宽（在部分中讨论，“网络基础设施”）创建应用程序的性能障碍。这种性能屏障是清单当应用程序是在信息被两个通信节点之间交换的方式效率很低。举例来说，假设十个用户是在由T1（1.544 Mbps）的方式连接到企业园区网络的远程办公。如果这些用户使用的电子邮件服务器（例如Microsoft Exchange）的企业园区网络中，并用1-MB附件的电子邮件消息被发送到每个用户的，需要被传送的电子邮件消息一次为每个用户或十倍。这样的情景可以大量拥塞的企业广域网，和相似之处可以在许多不同的应用中找到：
冗余电子邮件附件下载在由多个用户提供广域网多次
存储在遥远的文件服务器在同一文件的多个副本被多个用户访问通过广域网
多个用户通过WAN访问存储在远程内部网门户或应用程序服务器上的同一个web对象的多个副本
在许多情况下，远程办公用户使用的整个应用程序范围内访问的对象中包含的数据可能包含大量冗余。例如，一个用户可能通过企业广域网向另一个用户发送电子邮件附件，而另一个用户使用广域网上的文件服务器协议访问相同的文件(或该文件的不同版本)。包网络本身在历史上是独立于应用程序网络的，这意味着在整个公司网络路由信息时，通常不会考虑、检查或利用数据的特征。