Bevezetés A Performance Routing (PfR))

a sávszélesség költsége, a WAN késleltetés és a sávszélesség rendelkezésre állásának hiánya mind hozzájárulnak a hatékony és költséghatékony hálózat üzemeltetésének bonyolultságához, amely megfelel a mai vállalati szervezetek egyedi, alkalmazásigényes munkaterhelésének. De ahogy a hálózaton keresztül utazó tartalmak és alkalmazások mennyisége exponenciálisan növekszik, a szervezeteknek optimalizálniuk kell a WAN-beruházásaikat.

a Cisco Performance Routing (PfR) az Iwan intelligent path control komponens, amely a rendszergazdák számára a következő feladatok elvégzését teszi lehetővé:

• növelje a WAN-t további sávszélességgel az alacsonyabb költségű csatlakozási lehetőségek, például az Internet bevonásával

• Ismerje meg a Szolgáltató rugalmasságának költségelőnyeit és a különböző szállítási technológiák (például MPLS L3VPN, VPLS vagy az Internet) kiválasztásának képességét)

• töltse le a vállalati WAN-t rendkívül biztonságos közvetlen Internet-hozzáféréssel

• az alkalmazás teljesítményének és rendelkezésre állásának javítása az alkalmazás teljesítménykövetelményei alapján

• védje a kritikus alkalmazásokat az ingadozástól WAN teljesítmény

Performance Routing (PFR)

a Cisco Performance Routing (PfR) javítja az alkalmazások kézbesítését és a WAN hatékonyságát. A PfR dinamikusan vezérli az adatcsomag-továbbítási döntéseket az alkalmazástípus, a teljesítmény, a házirendek és az útvonal állapota alapján. A PfR megvédi az üzleti alkalmazásokat a WAN-teljesítmény ingadozásától, miközben intelligensen kiegyensúlyozza a forgalmat a legjobban teljesítő útvonalon az alkalmazás házirendje alapján.

egyszerűsített Útvonaltervezés a Szállításfüggetlen tervezés felett

az egyik kritikus Iwan-összetevő, valamint kulcsfontosságú tervezési döntés az volt, hogy a következő generációs WAN-t a szállításfüggetlen tervezés (tid) köré építsék. A DMVPN választását részletesen kifejtette a 2. fejezet, ” szállítási függetlenség.”Ez az átfedési megközelítés lehetővé teszi egyetlen útválasztási protokoll használatát a WAN-on keresztül, és nagymértékben leegyszerűsíti az útválasztási döntési folyamatot és a teljesítmény-útválasztást többféle módon, amelyek közül kettő

• egyszerűsített elérhetőségi információk

• egyetlen útválasztási tartomány

ennek az átfedési megközelítésnek az első előnye az egyszerűsített elérhetőségi információk.

a hagyományos útválasztási protokollokat úgy tervezték, hogy megoldják a végpont elérhetőségének problémáját egy ismeretlen topológiájú hop-by-hop célállomás-továbbítási környezetben. Az útválasztási protokollok csak a statikusan hozzárendelt költség alapján választják ki a legjobb útvonalat. Van néhány kivétel, ahol a használt hálózati útvonal kissé megtervezhető. Egyes útválasztási protokollok kiválaszthatnak egy olyan útvonalat, amely nem a legrövidebb (BGP, MPLS traffic engineering ).

a determinisztikus útválasztási viselkedés megtervezése több szállítási szolgáltatónál nehéz, de a DMVPN-nek köszönhetően sokkal egyszerűbb. A DMVPN hálózati topológiája lapos, és következetes, mert ez egy átfedő hálózat, amely elfedi a hálózat összetettségét alatta. Ez a megközelítés leegyszerűsíti a hálózat logikai nézetét és minimalizálja az alapvető topológiai változásokat. Logikusan csak a WAN-on keresztüli következő ugráshoz való elérhetőség változhat.

az átfedő hálózat útválasztási információi nagyon egyszerűek: a cél előtagok halmaza, valamint az egyes célállomásokhoz tartozó lehetséges szállítási következő ugrások halmaza. Ennek eredményeként a PfR-nek csak egy leképezési szolgáltatásra van szüksége, amely tárolja és kiszolgálja az összes megoldott továbbítási állapotot az átfedő hálózatonkénti kapcsolathoz. Minden továbbítási állapot tartalmazza a cél előtagot, a következő ugrást (átfedő IP-címet) és a megfelelő szállítási címet.

az átfedő hálózatok használatának második előnye az egyetlen útválasztási tartomány kialakítása. A hagyományos hibrid tervekben gyakori, hogy két (vagy több) útválasztási tartomány van:

• egy útválasztási tartomány az elsődleges útvonalhoz az MPLS felett-EBGP, statikus vagy alapértelmezett útvonalak

• egy útválasztási tartomány a másodlagos útvonalon az Interneten keresztül-EIGRP, IBGP vagy lebegő statikus útvonalak

a komplexitás növekszik, ha útvonalakat cserélnek a több útválasztási tartomány között, ami nem optimális útválasztáshoz vagy útválasztási hurkokhoz vezethet. A DMVPN használata minden WAN-átvitelhez lehetővé teszi egyetlen útválasztási protokoll használatát minden útvonalhoz, függetlenül a szállítási választástól. Függetlenül attól, hogy a topológia dual hybrid (Mpls Plus Internet) vagy dual Internet (két internetes útvonal), az útválasztási konfiguráció pontosan ugyanaz marad, ami azt jelenti, hogy ha változás történik abban, hogy a szolgáltató hogyan választja a kapcsolatot, vagy ha hozzá szeretne adni vagy módosítani egy szolgáltatót a DMVPN alatt, a befektetés a WAN útválasztási architektúrájába biztonságos.

az EIGRP és az IBGP a legjobb útválasztási protokoll opciók ma a DMVPN-vel.

az útválasztási kapcsolat létrehozása után a PFR belép a képbe, és biztosítja az Iwan speciális útvonalvezérlését. A PfR nem helyettesíti az útválasztási protokollt, és soha nem is lesz. Kiegészítésként a PfR az útválasztási protokollból származó next-hop információkat használja, és felülbírálja azokat a valós idejű teljesítmény és a kapcsolatok kihasználtsági aránya alapján. Ez a következő ugrási információ Cél-előtagonként kritikus fontosságú a PfR megfelelő működéséhez, és kritikus eleme az útválasztási tervnek. Az egyetlen útválasztási tartomány és egy nagyon alapvető leképezési szolgáltatási követelmény jelentősen leegyszerűsítette a PFR interakciót az útválasztási protokollal.

az útválasztási protokollokban használt” klasszikus “Útvonalvezérlés

Útvonalvezérlés, amelyet általában” forgalommérnöknek ” neveznek, a hálózati útvonal kiválasztásának folyamata, amelyen a forgalmat küldik. A legegyszerűbb forma triviális: küldje el az összes forgalmat az elsődleges útvonalon, hacsak az útvonal nem megy le; ebben az esetben mindent küldjön a biztonsági mentési útvonalon.

a 7-1. ábra szemlélteti azt a koncepciót, ahol az R31 (ág) forgalmat küld az R11-nek (központ). Ha az R31 kapcsolata az MPLS szolgáltatóhoz sikertelen, a forgalom az Interneten keresztül kerül elküldésre.

7-1. ábra forgalomáramlás elsődleges és tartalék kapcsolatokon

ennek a megközelítésnek két fő hátránya van:

• a forgalmat egyetlen útvonalon továbbítják, függetlenül az alkalmazás típusától, teljesítményétől vagy sávszélességétől.

• a biztonsági mentési útvonal csak akkor használható, ha az elsődleges kapcsolat leáll, és nem akkor, ha az elsődleges útvonal teljesítményromlása vagy áramkimaradása van, mert az útválasztási protokoll társainak általában még mindig vannak és futnak, és nem észlelnek ilyen teljesítményproblémákat.

Útvonalvezérlés házirend-alapú útválasztással

az útvonalvezérlés következő szintje lehetővé teszi az adminisztrátor számára, hogy az adott útvonalon küldendő forgalom kategóriáit adja meg, amíg az útvonal fent marad. Az egyik leggyakoribb lehetőség a házirend-alapú útválasztás (PBR), a DSCP értékeken alapuló útválasztás:

• a kritikus üzleti alkalmazásokhoz és a hang/videó típusú alkalmazásokhoz leképezett DSCP-értékekhez egy következő ugrást rendelnek, amely meghaladja az előnyben részesített útvonalat.

• a legjobb erőfeszítésű alkalmazásokhoz vagy a teljesítményromlástól nem szenvedő alkalmazásokhoz leképezett DSCP-értékek a következő ugrást kapják a másodlagos útvonalon.

ez a megközelítés azonban nem intelligens, és nem veszi figyelembe a hálózat dinamikus viselkedését. Az útválasztási protokollok rendelkeznek keepalive időzítőkkel, amelyek meghatározzák, hogy elérhető-e a következő ugrás, de nem tudják meghatározni, hogy a kiválasztott útvonal mikor szenved a teljesítmény romlásától, és a rendszer nem tudja kompenzálni.

a 7-2. ábra azt a helyzetet szemlélteti, amikor az R31 (fióktelep) forgalmat küld az R11 (központ) felé. Amikor az R31 útvonala az MPLS szolgáltatón keresztül teljesítményproblémákat tapasztal, a forgalmat továbbra is az MPLS gerincén keresztül továbbítják. A PBR önmagában nem ismeri a teljesítményproblémákat. További mechanizmusra van szükség az ilyen események észleléséhez, például az IP SLA szondák használatához.

7-2. ábra: a PBR képtelen észlelni a problémás linkeket

intelligens Útvonalvezérlés-Teljesítményirányítás

a klasszikus útválasztási protokollok vagy a PBR-rel történő útvonalvezérlés nem képes észlelni a teljesítményproblémákat, és az érintett forgalmat egy alternatív útvonalra visszaesik. Az intelligens útvonalvezérlés megoldja ezt a problémát azáltal, hogy figyelemmel kíséri az alkalmazások tényleges teljesítményét azon az útvonalon, amelyen az alkalmazások áthaladnak, és a valós idejű teljesítménymérések alapján a forgalmat a megfelelő útvonalra irányítja.

amikor az aktuális útvonal teljesítményromlást tapasztal, a Cisco intelligent path control a felhasználó által meghatározott irányelvek szerint mozgatja az érintett folyamatokat.

a 7-3.ábra azt a helyzetet szemlélteti, amikor az R31 forgalmat küld az R11-nek. Amikor az R31 elérési útja az MPLS szolgáltatón keresztül teljesítményproblémákat tapasztal, csak az érintett forgalmat küldi az Internet elérési útjára. A forgalom visszaesésének megválasztása meghatározott irányelveken alapul. Például a hang-vagy üzleti alkalmazásfolyamatokat a másodlagos útvonalon továbbítják, míg a legjobb erőfeszítésű forgalom az MPLS útvonalon marad.

ábra 7-3 forgalom több kapcsolatot a Cisco intelligens Path Control

Advanced path control tartalmaznia kell a következő:

• Olyan problémák észlelése, mint a késleltetés, a veszteség, a jitter és a meghatározott útvonal-preferencia, mielőtt a társított alkalmazás hatással lenne.

• passzív teljesítménymérés valós felhasználói forgalom alapján, ha rendelkezésre áll, és passzív módon figyelemmel kíséri a meglévő Wan edge routereket. Ez segít a SLA-k támogatásában a kritikus forgalom védelme érdekében.

• hatékony terheléselosztás a WAN-kapcsolatok között a közepes prioritású és a legjobb erőfeszítésű forgalom érdekében.

• hatékony reakció a hálózati kiesésekre, mielőtt azok befolyásolhatnák a felhasználókat vagy a hálózat egyéb aspektusait. Ezek közé tartoznak az áramkimaradások, amelyek a kapcsolat teljes elvesztését okozzák, valamint az áramkimaradások, amelyek a hálózat lelassulása, amelyet az útvonal leromlása okoz a cél felé vezető út mentén. Bár az áramkimaradások könnyen észlelhetők, az áramkimaradások nyomon követése sokkal nagyobb kihívást jelent, és általában felelősek a rossz felhasználói élményért.

• alkalmazásalapú házirendek, amelyeket az alkalmazások speciális teljesítményigényeinek támogatására terveztek (például értékesítési pont, vállalati erőforrás-tervezés stb.).

• alacsony Wan-rezsi annak biztosítása érdekében, hogy a forgalom ellenőrzése ne járuljon hozzá az általános forgalmi problémákhoz.

• egyszerű kezelési lehetőségek, beleértve az egyetlen adminisztrációs pontot és a skálázás képességét halmozott telepítés nélkül.

a Cisco IOS szoftver részét képező Cisco Performance Routing (PfR) intelligens útvonal-vezérlést biztosít az IWAN-ban, és kiegészíti a hagyományos útválasztási technológiákat a Cisco IOS infrastruktúra intelligenciájának felhasználásával az alkalmazások teljesítményének és rendelkezésre állásának javítása érdekében.

amint azt korábban kifejtettük, a PfR nem helyettesíti az útválasztási protokollokat, hanem velük együtt fut, hogy összegyűjtse a következő ugrást rendeltetési előtagonként. A PfR API-kat tartalmaz NHRP – vel, BGP-vel, EIGRP-vel és az útválasztási táblával az információk kéréséhez. Figyelemmel kísérheti, majd módosíthatja az egyes alkalmazásokhoz kiválasztott útvonalat olyan speciális kritériumok alapján, mint az elérhetőség, a késleltetés, a veszteség és a jitter. A PfR intelligensen terhelés-kiegyensúlyozza a forgalom fennmaradó részét a rendelkezésre álló útvonalak között az alagút sávszélesség-kihasználtsági aránya alapján.

a Cisco PfR számos kiadás során fejlődött és fejlődött, az egyszerűségre, a könnyű telepítésre és a skálázhatóságra összpontosítva. A 7-1. táblázat felsorolja azokat a funkciókat, amelyek a PfR minden verziójával fejlődtek.

7-1. táblázat a PfR verziók és funkciók alakulása

Bevezetés a PfRv3

Performance Routing Version 3 (PfRv3) az eredeti PfR legújabb generációja, amelyet több mint tíz évvel ezelőtt hoztak létre. A PfRv3 a könnyű használatra és a skálázhatóságra összpontosít, hogy megkönnyítse az intelligens hálózatra való áttérést a PfR segítségével. Egygombos kiépítést használ többhelyes koordinációval, hogy egyszerűsítse konfigurációját és telepítését a PfR korábbi verzióihoz képest. A PfRv3 egy DSCP-és alkalmazásalapú házirend-vezérelt keretrendszer, amely többhelyes útvonal-vezérlés optimalizálást biztosít, és a sávszélesség tudatában van a WAN – és felhőalapú alkalmazásoknak. A PfRv3 szorosan integrálva van a meglévő AVC komponensekkel, mint például a Performance Monitor, a QoS és az NBAR2.

a PfR több szerepet betöltő eszközökből áll, amelyek a master controller (MC) és a border router (BR). Az MC a PFR vezérlő síkjaként szolgál, a BR pedig a továbbító sík, amely az MC döntései alapján választja ki az útvonalat.

a 7-4. ábra szemlélteti a PfRv3 mechanikáját. A forgalmi házirendeket DSCP értékek vagy alkalmazásnevek alapján határozzák meg. A házirendek megadhatják az alkalmazások követelményeit és preferenciáit, valamint az útvonalválasztást. A minta házirend kimondhatja, hogy a hangforgalom az előnyben részesített útvonal MPLS-t használja, kivéve, ha a késés meghaladja a 200 ms-ot. A PfR megtanulja a forgalmat, majd elkezdi mérni a sávszélességet és a teljesítményjellemzőket. Ezután az MC úgy dönt, hogy összehasonlítja a valós idejű mutatókat a házirendekkel, és utasítja a BRs-t a megfelelő útvonal használatára.

ábra 7-4 mechanikája PfRv3