Introducere în rutare de performanță (PfR)

costul lățimii de bandă, latența WAN și lipsa disponibilității lățimii de bandă contribuie la complexitatea funcționării unei rețele eficiente și rentabile, care îndeplinește sarcinile de lucru unice, grele de aplicații ale organizațiilor de întreprindere de astăzi. Dar, pe măsură ce volumul de conținut și aplicații care călătoresc prin rețea crește exponențial, organizațiile trebuie să își optimizeze investițiile WAN.

Cisco Performance Routing (PfR) este componenta Iwan intelligent path control care poate ajuta administratorii să realizeze următoarele:

• măriți WAN-ul cu lățime de bandă suplimentară pentru a include opțiuni de conectivitate cu costuri mai mici, cum ar fi Internetul

• realizați avantajele costurilor flexibilității furnizorului și capacitatea de a alege diferite tehnologii de transport (cum ar fi MPLS L3VPN, VPLS sau Internetul)

• descărcați WAN-ul corporativ cu acces direct la Internet extrem de sigur

• îmbunătățiți performanța și disponibilitatea aplicațiilor pe baza cerințelor de performanță ale unei aplicații

• Protejați aplicațiile critice de fluctuații Performanță WAN

Performance Routing (PfR)

Cisco Performance Routing (PfR) îmbunătățește livrarea aplicațiilor și eficiența WAN. PfR controlează dinamic deciziile de redirecționare a pachetelor de date analizând tipul aplicației, performanța, politicile și starea căii. PfR protejează aplicațiile de afaceri de fluctuația performanței WAN, în timp ce echilibrează inteligent traficul pe calea cea mai performantă, pe baza politicii aplicației.

rutare simplificată printr-un Design independent de Transport

una dintre componentele critice IWAN și, de asemenea, o decizie cheie de proiectare a fost de a proiecta WAN de generație următoare în jurul unui design independent de transport (tid). Alegerea DMVPN a fost explicată pe larg în Capitolul 2, “independența Transporturilor.”Această abordare suprapusă permite utilizarea unui singur protocol de rutare pe WAN și simplifică foarte mult procesul de decizie de rutare și rutarea performanței în mai multe moduri, două dintre cele principale fiind

• informații simplificate privind accesibilitatea

• domeniu de rutare unic

primul beneficiu al acestei abordări suprapuse este informarea simplificată privind accesibilitatea.

protocoalele tradiționale de rutare au fost concepute pentru a rezolva problema de accesibilitate a punctului final într-un mediu de redirecționare numai pentru destinație hop-by-hop de topologie necunoscută. Protocoalele de rutare aleg doar cea mai bună cale pe baza costului alocat static. Există câteva excepții în care calea de rețea utilizată poate fi oarecum proiectată. Unele protocoale de rutare pot selecta o cale care nu este cea mai scurtă (BGP, MPLS traffic engineering ).

proiectarea comportamentului determinist de rutare este dificilă cu mai mulți furnizori de transport, dar este mult mai simplă datorită DMVPN. Topologia rețelei DMVPN este plană și este consecventă, deoarece este o rețea suprapusă care maschează complexitatea rețelei de dedesubt. Această abordare simplifică vizualizarea logică a rețelei și minimizează modificările fundamentale ale topologiei. În mod logic, numai accesibilitatea la următorul hop pe WAN se poate schimba.

informațiile de rutare ale unei rețele suprapuse sunt foarte simple: un set de prefixe de destinație și un set de hamei de transport potențial pentru fiecare destinație. Drept urmare, PfR are nevoie doar de un serviciu de cartografiere care stochează și servește toate stările de redirecționare rezolvate pentru conectivitate pe rețea suprapusă. Fiecare stare de redirecționare conține prefixul destinației, următorul hop (adresa IP suprapusă) și adresa de transport corespunzătoare.

al doilea beneficiu al utilizării rețelelor suprapuse este designul domeniului de rutare unic. În modelele hibride tradiționale, este obișnuit să aveți două (sau mai multe) domenii de rutare:

• un domeniu de rutare pentru calea principală pe rutele MPLS-EBGP, static sau implicit

• un domeniu de rutare pe calea secundară pe internet—EIGRP, IBGP sau rute statice plutitoare

complexitatea crește atunci când rutele sunt schimbate între mai multe domenii de rutare, ceea ce poate duce la rutare suboptimă sau bucle de rutare. Utilizarea DMVPN pentru toate transporturile WAN permite utilizarea unui singur protocol de rutare pentru toate căile, indiferent de alegerea transportului. Indiferent dacă topologia este Dual hybrid (MPLS Plus Internet) sau dual Internet (două căi de Internet), configurația de rutare rămâne exact aceeași, ceea ce înseamnă că, dacă există o schimbare în modul în care furnizorul dvs. alege să livreze conectivitate sau doriți să adăugați sau să modificați un furnizor sub DMVPN, investiția în arhitectura dvs. de rutare WAN este sigură.

EIGRP și IBGP sunt cele mai bune opțiuni de protocol de rutare astăzi cu DMVPN.

după stabilirea conectivității de rutare, PfR intră în imagine și furnizează controlul avansat al căii în Iwan. PfR nu este un înlocuitor pentru protocolul de rutare și nu va fi niciodată. Ca adjuvant, PfR folosește informațiile next-hop din Protocolul de rutare și le înlocuiește pe baza performanței în timp real și a raportului de utilizare a legăturilor. Această informație next-hop per prefix destinație este critică pentru PfR să funcționeze corect și este un element critic în proiectarea de rutare. Având un singur domeniu de rutare și o cerință de serviciu de cartografiere foarte de bază a simplificat foarte mult interacțiunea PfR cu protocolul de rutare.

controlul căii”clasic” utilizat în protocoalele de rutare

controlul căii, denumit în mod obișnuit “ingineria traficului”, este procesul de alegere a căii de rețea pe care este trimis traficul. Cea mai simplă formă este banală: trimiteți tot traficul pe calea primară, cu excepția cazului în care calea coboară; în acest caz, trimiteți totul prin calea de rezervă.

figura 7-1 ilustrează conceptul în care R31 (ramură) trimite trafic către R11 (sediul central). Când link-ul R31 către furnizorul MPLS eșuează, traficul este trimis prin Internet.

figura 7-1 fluxul de trafic pe link-uri primare și de rezervă

această abordare are două dezavantaje principale:

• traficul este redirecționat pe o singură cale, indiferent de tipul aplicației, de performanță sau de problemele legate de lățimea de bandă.

• calea de rezervă este utilizată numai atunci când legătura primară coboară și nu atunci când există degradarea performanței sau brownouts pe calea primară, deoarece colegii Protocolului de rutare sunt de obicei încă în funcțiune și nu detectează astfel de probleme de performanță.

controlul căii cu rutare bazată pe politici

următorul nivel de control al căii permite administratorului să specifice categorii de trafic pentru a trimite pe o anumită cale, atâta timp cât acea cale rămâne în sus. Una dintre cele mai comune opțiuni este utilizarea rutare bazată pe politici (PBR), rutare bazată pe valori DSCP:

• valorile DSCP care sunt mapate la aplicațiile critice de afaceri și tipurile de aplicații vocale / video sunt atribuite unui salt următor care este peste calea preferată.

• valorile DSCP care sunt mapate la aplicații cu cel mai bun efort sau aplicații care nu suferă de degradarea performanței li se atribuie un salt următor peste calea secundară.

cu toate acestea, această abordare nu este inteligentă și nu ia în considerare comportamentul dinamic al rețelei. Protocoalele de rutare au cronometre keepalive care pot determina dacă următorul hop este disponibil, dar nu pot determina când calea selectată suferă de performanță degradată și sistemul nu poate compensa.

figura 7-2 ilustrează situația în care R31 (sucursală) trimite trafic către R11 (sediu). Când calea R31 peste furnizorul MPLS întâmpină probleme de performanță, traficul continuă să fie trimis prin coloana vertebrală MPLS. PBR singur nu este conștient de orice probleme de performanță. Este necesar un mecanism suplimentar pentru a detecta evenimente ca acestea, cum ar fi utilizarea sondelor IP SLA.

figura 7-2 incapacitatea PBR de a detecta legăturile problematice

control inteligent al căii—rutare de performanță

protocoalele clasice de rutare sau controlul căii cu PBR nu pot detecta problemele de performanță și nu pot retrage traficul afectat către o cale alternativă. Controlul inteligent al căii rezolvă această problemă monitorizând performanța reală a aplicației pe calea pe care o traversează aplicațiile și direcționând traficul către calea corespunzătoare pe baza acestor măsurători de performanță în timp real.

când calea curentă experimentează degradarea performanței, Cisco intelligent path control mută fluxurile afectate în conformitate cu politicile definite de utilizator.

figura 7-3 ilustrează situația în care R31 trimite trafic către R11. Când calea R31 peste furnizorul MPLS întâmpină probleme de performanță, numai traficul afectat este trimis către calea Internet. Alegerea traficului pentru a reveni se bazează pe politici definite. De exemplu, fluxurile de aplicații vocale sau de afaceri sunt redirecționate pe calea secundară, în timp ce traficul cu cel mai bun efort rămâne pe calea MPLS.

figura 7-3 fluxul de trafic pe Mai multe legături cu Cisco Intelligent Path Control

advanced path control ar trebui să includă următoarele:

• detectarea problemelor, cum ar fi întârziere, pierdere, bruiaj, și preferința calea definită înainte de aplicarea asociată este afectată.

• măsurarea pasivă a performanței bazată pe traficul real al utilizatorilor atunci când este disponibilă și monitorizată pasiv pe routerele Wan edge existente. Acest lucru ajută la sprijinirea sla-urilor pentru a proteja traficul critic.

• distribuție eficientă a sarcinii pe legăturile WAN pentru trafic cu prioritate medie și cu cel mai bun efort.

• reacție eficientă la orice întreruperi de rețea înainte ca acestea să poată afecta utilizatorii sau alte aspecte ale rețelei. Acestea includ întreruperi care provoacă o pierdere completă a conectivității, precum și întreruperi care sunt încetiniri ale rețelei cauzate de degradarea căii de-a lungul traseului către destinație. Deși întreruperile pot fi detectate cu ușurință, întreruperile sunt mult mai dificile de urmărit și sunt de obicei responsabile pentru experiența proastă a utilizatorului.

• politici bazate pe aplicații care sunt concepute pentru a sprijini nevoile specifice de performanță ale aplicațiilor (de exemplu, punctul de vânzare, planificarea resurselor întreprinderii etc.).

• low Wan aeriene pentru a se asigura că traficul de control nu contribuie la problemele generale de trafic.

• Opțiuni de gestionare ușoară, inclusiv un singur punct de administrare și capacitatea de a scala fără o implementare stivuită.

Cisco Performance Routing (PfR), parte a software-ului Cisco IOS, oferă un control inteligent al căii în IWAN și completează tehnologiile tradiționale de rutare prin utilizarea inteligenței unei infrastructuri Cisco IOS pentru a îmbunătăți performanța și disponibilitatea aplicațiilor.

așa cum am explicat anterior, PfR nu este un înlocuitor pentru protocoalele de rutare, ci rulează alături de ele pentru a culege următorul prefix hop per destinație. PfR are API-uri cu NHRP, BGP, EIGRP și tabelul de rutare pentru a solicita informații. Poate monitoriza și apoi modifica calea selectată pentru fiecare aplicație pe baza unor criterii avansate, cum ar fi accesibilitatea, întârzierea, pierderea și bruiajul. PfR încarcă inteligent-echilibrează restul traficului între căile disponibile pe baza raportului de utilizare a lățimii de bandă a tunelului.

Cisco PfR a evoluat și s-a îmbunătățit pe parcursul mai multor versiuni, cu accent pe simplitate, ușurință în implementare și scalabilitate. Tabelul 7-1 oferă o listă de caracteristici care au evoluat cu fiecare versiune de PfR.

tabelul 7-1 evoluția versiunilor și caracteristicilor PfR

Introducere în Pfrv3

performance Routing versiunea 3 (PfRv3) este cea mai recentă generație a PfR-ului original creat acum mai bine de zece ani. PfRv3 se concentrează pe ușurința de utilizare și scalabilitate pentru a facilita trecerea la o rețea inteligentă cu PfR. Acesta utilizează one-touch provizionare cu coordonare multisite pentru a simplifica configurația și implementarea de la versiunile anterioare ale PfR. PfRv3 este un DSCP-și cadru bazat pe politici bazate pe aplicații, care oferă optimizare de control cale multisite și este conștient de lățime de bandă pentru WAN-și aplicații bazate pe cloud. PfRv3 este strâns integrat cu componentele AVC existente, cum ar fi Performance Monitor, QoS și NBAR2.

PfR este compus din dispozitive care îndeplinesc mai multe roluri, care sunt master controller (MC) și router de frontieră (BR). MC servește ca plan de control al PfR, iar BR este planul de redirecționare care selectează calea pe baza deciziilor MC.

figura 7-4 ilustrează mecanica PfRv3. Politicile de trafic sunt definite pe baza valorilor DSCP sau a numelor aplicațiilor. Politicile pot preciza cerințele și preferințele pentru aplicații și selectarea căii. O politică de probă poate afirma că traficul vocal utilizează calea preferată MPLS, cu excepția cazului în care întârzierea este mai mare de 200 ms. PfR învață traficul, apoi începe să măsoare lățimea de bandă și caracteristicile de performanță. Apoi, MC ia o decizie prin compararea valorilor în timp real cu politicile și instruiește BRs să utilizeze calea corespunzătoare.

figura 7-4 mecanica PfRv3