网络可扩展性问题及四种解决方案
可扩展性管理需求
企业正广泛采用IT自动化、边缘计算和下一代无线技术来实现运营目标和持续增长。随着企业资源需求扩展以及微服务、云和边缘网络等分布式环境日益复杂，按需扩展变得至关重要。在严格预算下，IT和网络团队需要完成更多任务，成本也随之增加。
架构是网络可扩展性的关键因素。当前数据中心普遍采用的分布式系统被设计为动态、容错且高可用的系统。而标准网络的扁平结构基于连接所有设备的集中式集线器和交换机。这种传统网络方法缺乏为海量终端用户、设备和IT系统交换数据所需的灵活性。
网络团队可采用两种扩展方案满足资源需求：
- 水平扩展：通过增加服务器或存储组件来提升容量，并将工作负载分布到IT环境中。
- 垂直扩展：通过增加CPU和RAM相关资源来提升容量。
组织可采用这些短期方法来提升吞吐速度并处理分布式系统的复杂性，但仍需应对带宽不足、高延迟、硬件限制和成本约束等其他影响因素。
解决网络可扩展性问题的四种方法
1. WAN优化
数据中心和网络包含相互连接的组件，这些组件受到多个影响性能的变量影响。例如，充足的网络带宽对于处理AI、机器学习、物联网和5G等新技术产生的数据流量增长至关重要。为提升容量，网络团队可实施WAN优化。
WAN优化策略包括：
- 缓存：本地存储数据以减少网络传输数据量
- 数据压缩：压缩数据以减少网络传输量并提升性能
- 负载均衡：将流量分布到多个WAN设备以改善性能
- 服务质量：优先处理关键流量和应用程序，为其提供必要资源
2. 瓶颈修复
瓶颈可能出现在网络性能、服务器响应时间、第三方资源交付或软件代码中。例如，缓慢的数据库查询、有缺陷的AI算法或资源争用都会影响网络性能。不足的CPU、RAM和磁盘I/O会降低服务器响应时间。
依赖云服务获取一致资源交付的组织也可能面临可用性、响应延迟、速率限制或API故障相关问题。网络可观测工具和定期分析对于消除这些瓶颈至关重要。
3. 软件改进
软件代码错误可能对弹性产生负面影响，导致系统范围功能障碍和维护挑战。网络团队可遵循两种方法确保未来扩展潜力：
- 转向更模块化的基础设施以促进独立扩展
- 采用在开发早期优先考虑整洁代码的DevOps实践
4. 延迟降低
高延迟或数据吞吐量中断会影响资源可用性。当网络团队使用诊断方法时，他们可以识别故障排除所需的网络信息。具有诊断方法的工具示例包括：
- 命令行工具，如ping、traceroute或My Traceroute
- 开源工具，如Wireshark或Grafana
- 自动化监控的工具和平台
这些工具可以显示有关网络性能的关键信息——如流量模式、数据包丢失和抖动——团队可以通过修复这些问题来改善延迟。
可扩展性如何增强网络
随着组织采用新技术，当基础设施难以维持新设备、复杂工具和服务以及复杂安全威胁的涌入时，网络可扩展性问题就会出现。网络管理员和IT领导者需要深入了解其架构的设计和结构。他们还必须考虑常见约束，如过时硬件、ISP限制和应用程序功能。
为适应网络中不断增长的需求，团队必须确保其网络能够维持按需扩展。网络团队必须通过诊断流程识别网络中的差距，并进行故障排除以解决性能问题。这确保网络具有必要的可用性，以提供能够提供一致和响应迅速的最终用户体验的新功能和服务。
此外，随着网络团队努力实现按需扩展，他们必须确保安全措施在网络扩展以满足业务不断增长的资源需求时保持同等水平。