Inleiding tot Prestatieroutering (PfR))

bandbreedtekosten, Wan-latency en gebrek aan bandbreedtebeschikbaarheid dragen allemaal bij aan de complexiteit van het runnen van een efficiënt en kosteneffectief netwerk dat voldoet aan de unieke, applicatiezware workloads van de hedendaagse bedrijfsorganisaties. Maar naarmate het volume van content en applicaties die over het netwerk reizen exponentieel groeit, moeten organisaties hun WAN-investeringen optimaliseren.

Cisco Performance Routing (PfR) is de Iwan intelligent path control component die beheerders kan helpen om het volgende te bereiken:

• vergroot de WAN met extra bandbreedte tot het opnemen van goedkopere connectiviteitsopties zoals het Internet

• realiseer de kostenvoordelen van providerflexibiliteit en de mogelijkheid om verschillende transporttechnologieën te kiezen (zoals MPLS L3VPN, VPLS of het Internet)

• Offload de corporate WAN met zeer veilige directe internettoegang

• Verbeter de prestaties en beschikbaarheid van applicaties op basis van de prestatie-eisen van een applicatie

• kritieke toepassingen beschermen tegen fluctuerende toepassingen WAN-prestaties

Performance Routing (PFR)

Cisco Performance Routing (PfR) verbetert de levering van toepassingen en de WAN-efficiëntie. PFR controleert dynamisch de beslissingen over het doorsturen van datapakketten door te kijken naar het toepassingstype, de prestaties, het beleid en de status van het pad. PfR beschermt zakelijke toepassingen tegen fluctuerende WAN-prestaties, terwijl het verkeer op intelligente wijze wordt verdeeld over het best presterende pad op basis van het toepassingsbeleid.

vereenvoudigde routering over een Transportonafhankelijk ontwerp

een van de cruciale Iwan-componenten en ook een belangrijke ontwerpbeslissing was om de volgende generatie WAN te ontwerpen rond een transportonafhankelijk ontwerp (TID). De keuze van DMVPN werd uitgebreid uitgelegd in hoofdstuk 2, ” Transport onafhankelijkheid.”Dit overlay-aanpak maakt gebruik van een interne routing protocol over het WAN en vereenvoudigt de routing-beslissing proces-en Performance Routing op meerdere manieren, twee van de belangrijkste

• Vereenvoudigde bereikbaarheid informatie

• Single-domain routing

Het eerste voordeel van deze overlay-aanpak is een vereenvoudigde bereikbaarheid informatie.

de traditionele routeringsprotocollen zijn ontworpen om het probleem van de bereikbaarheid van het eindpunt op te lossen in een hop-by-hop destination-only forwarding-omgeving met onbekende topologie. De routeringsprotocollen kiezen alleen het beste pad op basis van statisch toegewezen kosten. Er zijn een paar uitzonderingen waar het gebruikte netwerkpad enigszins kan worden ontworpen. Sommige routeringsprotocollen kunnen een pad selecteren dat niet het kortste is (BGP, MPLS traffic engineering ).Het ontwerpen van deterministisch routeringsgedrag is moeilijk met meerdere transportproviders, maar is veel eenvoudiger dankzij DMVPN. De dmvpn-netwerktopologie is plat en consistent omdat het een overlay-netwerk is dat de complexiteit van het netwerk eronder maskeert. Deze benadering vereenvoudigt de logische weergave van het netwerk en minimaliseert fundamentele topologische veranderingen. Logischerwijs kan alleen de bereikbaarheid naar de volgende sprong over de WAN veranderen.

de routeringsinformatie van een overlay-netwerk is zeer eenvoudig: een set bestemmingsvoorvoegsels en een set potentiële transport volgende hops voor elke bestemming. Als gevolg daarvan heeft PfR gewoon een mapping service nodig die alle opgeloste forwarding toestanden opslaat en bedient voor connectiviteit per overlay netwerk. Elke forwarding staat bevat bestemming prefix, volgende hop (overlay IP-adres), en bijbehorende transportadres.

het tweede voordeel van het gebruik van overlay-netwerken is het ontwerp van een enkel routeringsdomein. In traditionele hybride ontwerpen is het gebruikelijk om twee (of meer) routing domeinen te hebben:

• Eén routeringsdomein voor het primaire pad via MPLS-EBGP, statische of standaardroutes

• Eén routeringsdomein op het secundaire pad via het Internet-EIGRP, IBGP of zwevende statische routes

de complexiteit neemt toe wanneer routes worden uitgewisseld tussen de meerdere routing domeinen, wat kan leiden tot suboptimale routing of routing lussen. Het gebruik van DMVPN voor alle Wan-transporten maakt het gebruik van een enkel routeringsprotocol mogelijk voor alle paden, ongeacht de transportkeuze. Of de topologie nu dual hybrid (MPLS plus Internet) of dual Internet (twee Internetpaden) is, de routeringsconfiguratie blijft precies hetzelfde, wat betekent dat als er een verandering is in de manier waarop uw provider ervoor kiest om connectiviteit te leveren, of als u een provider wilt toevoegen of wijzigen onder de DMVPN, de investering in uw WAN-routeringsarchitectuur veilig is.

EIGRP en IBGP zijn de beste routeringsprotocol opties vandaag met DMVPN.

nadat de routeringsconnectiviteit is ingesteld, komt PfR in het beeld en biedt het geavanceerde padbeheer in IWAN. PfR is geen vervanging voor het routeringsprotocol en zal dat ook nooit zijn. Als een aanvulling, PfR gebruikt de next-hop informatie van het routing protocol en overschrijft het op basis van real-time prestaties en Link gebruik ratio. Deze next-hop informatie per bestemming prefix is van cruciaal belang voor PfR om correct te werken en is een cruciaal element in het routing ontwerp. Het hebben van een enkel routing domein en een zeer fundamentele mapping service eis heeft sterk vereenvoudigd PFR interactie met het routing protocol.

“Classic” Path Control gebruikt in routeringsprotocollen

Path control, gewoonlijk aangeduid als” traffic engineering, ” is het proces van het kiezen van het netwerkpad waarop het verkeer wordt verzonden. De eenvoudigste vorm is triviaal: stuur alle verkeer naar beneden het primaire pad, tenzij het pad naar beneden gaat; in dat geval, stuur alles via het back-up pad.

figuur 7-1 illustreert het concept waarbij R31 (tak) verkeer naar R11 (hoofdkantoor) stuurt. Wanneer R31 ‘ s link naar de MPLS-provider faalt, wordt verkeer verzonden via het Internet.

figuur 7-1 verkeersstroom over primaire en back-Upverbindingen

deze benadering heeft twee belangrijke nadelen:

• verkeer wordt doorgestuurd via één pad, ongeacht het toepassingstype, de prestaties of de bandbreedteproblemen.

• het back-uppad wordt alleen gebruikt wanneer de primaire koppeling uitvalt en niet wanneer er sprake is van prestatievermindering of stroomuitval over het primaire pad, omdat de peers van het routeringsprotocol meestal nog steeds actief zijn en dergelijke prestatieproblemen niet detecteren.

Padbeheer met Beleidsgebaseerde routering

het volgende niveau van padbeheer laat de beheerder toe categorieën verkeer op te geven die op een bepaald pad moeten worden verzonden zolang dat pad omhoog blijft. Een van de meest voorkomende opties is het gebruik van beleidsgebaseerde routering (PBR), routering op basis van DSCP-waarden:

• DSCP-waarden die zijn toegewezen aan kritieke zakelijke toepassingen en spraak – / videotypen van toepassingen worden toegewezen aan een volgende hop die over het gewenste pad.

• DSCP-waarden die zijn toegewezen aan best-effort-toepassingen of toepassingen die geen last hebben van prestatievermindering worden toegewezen aan een volgende hop over het secundaire pad.

deze aanpak is echter niet intelligent en houdt geen rekening met het dynamische gedrag van het netwerk. Routeringsprotocollen hebben keepalive timers die kunnen bepalen of de volgende hop beschikbaar is, maar ze kunnen niet bepalen wanneer het gekozen pad lijdt aan verminderde prestaties, en het systeem kan niet compenseren.

figuur 7-2 illustreert de situatie waarin R31 (vestiging) verkeer naar R11 (hoofdkantoor) stuurt. Wanneer het pad van de R31 over de MPLS-provider problemen ondervindt met de prestaties, wordt verkeer nog steeds verzonden via de MPLS-backbone. PBR alleen is zich niet bewust van eventuele prestatieproblemen. Een extra mechanisme is nodig om gebeurtenissen zoals deze, zoals het gebruik van IP SLA probes te detecteren.

figuur 7-2 het onvermogen van de PBR om problematische verbindingen te detecteren

intelligente Padbesturing-Prestatieroutering

klassieke routeringsprotocollen of padbesturing met de PBR kunnen geen prestatieproblemen detecteren en het verkeer terugvallen op een alternatief pad. Intelligent path control lost dit probleem op door de daadwerkelijke prestaties van de applicatie te monitoren op het pad dat de applicaties doorlopen, en door het verkeer naar het juiste pad te leiden op basis van deze real-time prestatiemetingen.

wanneer de prestaties van het huidige pad verslechteren, verplaatst Cisco intelligent path control de getroffen stromen volgens door de gebruiker gedefinieerd beleid.

figuur 7-3 illustreert de situatie waarin R31 verkeer naar R11 stuurt. Wanneer het pad van de R31 over de MPLS-provider problemen ondervindt met de prestaties, wordt alleen het betrokken verkeer naar het internetpad verzonden. De keuze van het verkeer om terug te vallen is gebaseerd op een bepaald beleid. Bijvoorbeeld, spraak of zakelijke applicatiestromen worden doorgestuurd over het secundaire pad, terwijl de beste inspanning verkeer blijft op het MPLS-pad.

figuur 7-3 verkeersstroom over meerdere koppelingen met Cisco Intelligent Path Control

geavanceerde path control moet het volgende bevatten:

• detectie van problemen zoals vertraging, verlies, jitter en gedefinieerde padvoorkeur voordat de bijbehorende toepassing wordt beïnvloed.

• passieve prestatiemeting op basis van echt gebruikersverkeer indien beschikbaar en passief gemonitord op bestaande WAN edge routers. Dit helpt SLA ‘ s te ondersteunen om kritiek verkeer te beschermen.

• efficiënte ladingsverdeling over de WAN-koppelingen voor verkeer met gemiddelde prioriteit en beste inspanning.

• effectieve reactie op netwerkuitval voordat deze gebruikers of andere aspecten van het netwerk kunnen beïnvloeden. Deze omvatten black-outs die een volledig verlies van connectiviteit veroorzaken, evenals stroomuitval die netwerkvertragingen zijn veroorzaakt door degradatie van het pad langs de route naar de bestemming. Hoewel black-outs gemakkelijk kunnen worden gedetecteerd, zijn brownouts veel moeilijker te volgen en zijn meestal verantwoordelijk voor een slechte gebruikerservaring.

• Application-based policies die zijn ontworpen om de specifieke prestatiebehoeften van applicaties te ondersteunen (bijvoorbeeld point of sale, Enterprise resource planning, enzovoort).

• lage Wan-overhead om ervoor te zorgen dat het controleverkeer niet bijdraagt aan algemene verkeersproblemen.

• eenvoudige beheeropties, inclusief één beheerspunt en de mogelijkheid om te schalen zonder gestapelde implementatie.

Cisco Performance Routing (PfR), onderdeel van Cisco IOS-software, biedt intelligente padbesturing in IWAN en vult traditionele routeringstechnologieën aan door gebruik te maken van de intelligentie van een Cisco IOS-infrastructuur om de prestaties en beschikbaarheid van applicaties te verbeteren.

zoals eerder uitgelegd, PFR is geen vervanging voor de routing protocollen, maar in plaats daarvan draait naast hen om de volgende hop per bestemming prefix te verzamelen. PfR heeft API ‘ s met NHRP, BGP, EIGENRP en de routing table om informatie aan te vragen. Het kan het geselecteerde pad voor elke toepassing controleren en vervolgens wijzigen op basis van geavanceerde criteria, zoals bereikbaarheid, vertraging, verlies en jitter. PFR op intelligente wijze load-balanceert de rest van het verkeer tussen beschikbare paden op basis van de tunnelbandbreedte benuttingsratio.

Cisco PfR is geëvolueerd en verbeterd over verschillende releases met een focus op eenvoud, gemak van implementatie en schaalbaarheid. Tabel 7-1 geeft een lijst van functies die zijn geëvolueerd met elke versie van PfR.

Tabel 7-1 Evolutie van de PfR Versies en Functies

Inleiding tot PfRv3

Performance Routing Versie 3 (PfRv3) is de nieuwste generatie van de originele PfR gemaakt meer dan tien jaar geleden. PfRv3 richt zich op gebruiksgemak en schaalbaarheid om het gemakkelijk te maken om over te stappen naar een intelligent netwerk met PfR. Het maakt gebruik van One-touch provisioning met multisite coördinatie om de configuratie en implementatie van eerdere versies van PfR te vereenvoudigen. PfRv3 is een DSCP-en application-based policy-driven framework dat multisite path control optimalisatie biedt en is bandbreedte bewust voor WAN-en cloud-gebaseerde toepassingen. PfRv3 is nauw geïntegreerd met bestaande AVC-componenten zoals Prestatiemeter, QoS en NBAR2.

PfR bestaat uit apparaten die verschillende rollen vervullen, namelijk master controller (MC) en border router (BR). Het MC dient als het controlevlak van PfR, en het BR is het doorstuurvlak dat het pad selecteert op basis van MC-beslissingen.

figuur 7-4 illustreert de werking van PfRv3. Verkeersbeleid wordt gedefinieerd op basis van DSCP-waarden of toepassingsnamen. Met beleid kunnen eisen en voorkeuren voor toepassingen en Padselectie worden opgegeven. Een voorbeeldbeleid kan aangeven dat spraakverkeer voorkeurspad-MPLS gebruikt, tenzij de vertraging groter is dan 200 ms. PfR leert het verkeer en begint vervolgens de bandbreedte en prestatiekenmerken te meten. Vervolgens neemt het MC een beslissing door de real-time statistieken te vergelijken met het beleid en instrueert het BRs om het juiste pad te gebruiken.

figuur 7-4 mechanica van PfRv3