introduktion till Performance Routing (PfR)

bandbredd kostnad, Wan latens, och brist på bandbredd tillgänglighet alla bidrar till komplexiteten i att driva ett effektivt och kostnadseffektivt nätverk som uppfyller de unika, applikations tunga arbetsbelastningar av dagens företagsorganisationer. Men när volymen av innehåll och applikationer som reser över nätverket växer exponentiellt måste organisationer optimera sina Wan-investeringar.

Cisco Performance Routing (PfR) är Iwan intelligent path control-komponenten som kan hjälpa administratörer att utföra följande:

• öka WAN med ytterligare bandbredd till att inkludera lägre kostnad anslutningsmöjligheter som Internet

• inse kostnadsfördelarna med leverantörsflexibilitet och möjligheten att välja olika transporttekniker (som MPLS L3VPN, VPLS eller Internet)

• avlasta företagets WAN med mycket säker direkt Internetåtkomst

• förbättra programmets prestanda och tillgänglighet baserat på programmets prestandakrav

• skydda kritiska applikationer från fluktuerande Wan performance

Performance Routing (PFR)

Cisco Performance Routing (PfR) förbättrar applikationsleverans och WAN effektivitet. PfR styr dynamiskt beslut om vidarebefordran av datapaket genom att titta på applikationstyp, prestanda, policyer och sökvägsstatus. PfR skyddar affärsapplikationer från fluktuerande Wan-prestanda medan intelligent belastningsbalansering av trafik över den bästa vägen baserat på applikationspolicyn.

förenklad dirigering över en Transportoberoende Design

en av de kritiska Iwan-komponenterna och ett viktigt designbeslut var också att arkitekt nästa generations WAN kring en transportoberoende design (TID). Valet av DMVPN förklarades utförligt i kapitel 2, ” Transport Independence.”Denna överlagringsmetod tillåter användning av ett enda routingprotokoll över WAN och förenklar routingbeslutsprocessen och Prestandarutningen på flera sätt, två av de viktigaste är

• förenklad information om nåbarhet

• enda routing domän

den första fördelen med denna överlagringsmetod är förenklad information om nåbarhet.

de traditionella routingprotokollen utformades för att lösa slutpunktens nåbarhetsproblem i en hop-by-hop destination-only forwarding-miljö med okänd topologi. Routningsprotokollen väljer bara den bästa sökvägen baserat på statiskt tilldelad kostnad. Det finns några undantag där den använda nätverksbanan kan konstrueras något. Vissa routingprotokoll kan välja en sökväg som inte är den kortaste (BGP, MPLS traffic engineering ).

att utforma deterministiskt routingbeteende är svårt med flera transportleverantörer men är mycket enklare tack vare DMVPN. Dmvpn-nätverkstopologin är platt och den är konsekvent eftersom det är ett överlagringsnätverk som maskerar nätverkskomplexiteten under. Detta tillvägagångssätt förenklar den logiska vyn av nätverket och minimerar grundläggande topologiförändringar. Logiskt kan endast nåbarhet till nästa hopp över WAN ändras.

ett överlagringsnätverks routinginformation är mycket enkel: en uppsättning destinationsprefix och en uppsättning potentiella transporter nästa humle för varje destination. Som ett resultat behöver PfR bara en kartläggningstjänst som lagrar och serverar alla lösta vidarebefordringstillstånd för anslutning per överlagringsnätverk. Varje vidarebefordran tillstånd innehåller destination prefix, nästa hop (overlay IP-adress), och motsvarande transportadress.

den andra fördelen med att använda overlay-nätverk är den enda routingdomändesignen. I traditionella hybriddesigner är det vanligt att ha två (eller flera) routingdomäner:

• en routingdomän för den primära sökvägen över MPLS-EBGP, statisk eller standardrutter

• en routingdomän på den sekundära sökvägen via Internet-EIGRP, IBGP eller flytande statiska rutter

komplexiteten ökar när rutter utbyts mellan flera routingdomäner, vilket kan leda till suboptimal routing eller routing loopar. Att använda DMVPN för alla Wan-transporter tillåter användning av ett enda routingprotokoll för alla vägar oavsett transportval. Oavsett om topologin är dual hybrid (MPLS plus Internet) eller dual Internet (två internetvägar), förblir routingkonfigurationen exakt densamma, vilket innebär att om det finns en förändring i hur din leverantör väljer att leverera anslutning, eller om du vill lägga till eller ändra en leverantör under DMVPN, är investeringen i din WAN-routingarkitektur säker.

EIGRP och IBGP är de bästa routingprotokollalternativen idag med DMVPN.

efter routing anslutning är etablerad, PFR kommer in i bilden och ger den avancerade sökvägen kontroll i IWAN. PfR är inte en ersättning för routingprotokollet och kommer aldrig att bli. Som ett tillägg använder PfR nästa hop-information från routingprotokollet och åsidosätter den baserat på realtidsprestanda och länkutnyttjandeförhållande. Denna nästa hop-information per destinationsprefix är avgörande för att PfR ska fungera korrekt och är ett kritiskt element i routingdesignen. Att ha en enda routingdomän och ett mycket grundläggande karttjänstkrav har i hög grad förenklat PFR-interaktion med routingprotokollet.

“klassisk” Sökvägskontroll som används i routingprotokoll

Sökvägskontroll, vanligtvis kallad “trafikteknik”, är processen att välja den nätverksbana som trafiken skickas på. Den enklaste formen är trivial: skicka all trafik längs den primära sökvägen om inte sökvägen går ner; skicka i så fall allt genom säkerhetskopieringsvägen.

figur 7-1 illustrerar konceptet där R31 (gren) skickar trafik till R11 (huvudkontor). När R31: s länk till MPLS-leverantören misslyckas skickas trafik via Internet.

figur 7-1 trafikflöde över primära och Backup länkar

detta tillvägagångssätt har två huvudsakliga nackdelar:

• trafik vidarebefordras över en enda sökväg oavsett applikationstyp, prestanda eller bandbreddsproblem.

• backup sökvägen används endast när den primära länken går ner och inte när det finns prestandaförsämring eller brownouts över den primära sökvägen eftersom routingprotokollet kamrater är oftast fortfarande igång och inte upptäcka sådana prestandaproblem.

Sökvägskontroll med principbaserad Routing

nästa nivå av sökvägskontroll låter administratören ange kategorier av trafik som ska skickas på en viss sökväg så länge den sökvägen förblir uppe. Ett av de vanligaste alternativen är användningen av policybaserad routing( PBR), routing baserad på DSCP-värden:

• DSCP-värden som mappas till kritiska affärsapplikationer och röst – /videotyper av applikationer tilldelas ett nästa hopp som ligger över den önskade sökvägen.

• DSCP-värden som mappas till applikationer med bästa ansträngning eller applikationer som inte lider av prestandaförsämring tilldelas ett nästa hopp över den sekundära sökvägen.

detta tillvägagångssätt är dock inte intelligent och tar inte hänsyn till nätets dynamiska beteende. Routingprotokoll har keepalive timers som kan avgöra om nästa hopp är tillgänglig, men de kan inte avgöra när den valda sökvägen lider av försämrad prestanda, och systemet kan inte kompensera.

figur 7-2 illustrerar situationen där R31 (gren) skickar trafik till R11 (huvudkontor). När R31: s väg över MPLS-leverantören upplever prestandaproblem fortsätter trafiken att skickas via MPLS-ryggraden. PBR ensam är inte medveten om några prestandaproblem. En ytterligare mekanism behövs för att upptäcka händelser som dessa, såsom användning av IP SLA-sonder.

figur 7-2 PBR: s oförmåga att upptäcka problematiska länkar

Intelligent Path Control—Performance Routing

klassiska routingprotokoll eller path control med PBR kan inte upptäcka prestandaproblem och falla tillbaka påverkad trafik till en alternativ väg. Intelligent path control löser detta problem genom att övervaka faktiska applikationsprestanda på den väg som applikationerna passerar och genom att rikta trafik till lämplig väg baserat på dessa realtidsmätningar.

när den aktuella vägen upplever prestandaförsämring flyttar Cisco intelligent path control de drabbade flödena enligt användardefinierade policyer.

figur 7-3 illustrerar situationen där R31 skickar trafik till R11. När R31: s väg över MPLS-leverantören upplever prestandaproblem skickas endast påverkad trafik till internetvägen. Valet av trafik att falla tillbaka baseras på definierade policyer. Till exempel vidarebefordras röst-eller affärsapplikationsflöden över den sekundära sökvägen, medan bästa ansträngningstrafik förblir på MPLS-sökvägen.

figur 7-3 trafikflöde över flera länkar med Cisco Intelligent Path Control

avancerad path control bör innehålla följande:

• upptäckt av problem som fördröjning, förlust, jitter och definierad sökväg innan den associerade applikationen påverkas.

• passiv prestandamätning baserad på verklig användartrafik när den är tillgänglig och övervakas passivt på befintliga WAN edge-routrar. Detta hjälper till att stödja SLA: er för att skydda kritisk trafik.

• effektiv lastfördelning över WAN-länkarna för medelprioriterad och bästa ansträngningstrafik.

• effektiv reaktion på eventuella nätverksavbrott innan de kan påverka användare eller andra aspekter av nätverket. Dessa inkluderar blackouts som orsakar en fullständig förlust av anslutning samt brownouts som är nätverksavmattningar orsakade av vägnedbrytning längs vägen till destinationen. Även om blackouts lätt kan upptäckas är brownouts mycket mer utmanande att spåra och är vanligtvis ansvariga för dålig användarupplevelse.

• applikationsbaserade policyer som är utformade för att stödja de specifika prestandabehoven för applikationer (till exempel försäljningsställen, företagsresursplanering och så vidare).

• låg Wan overhead för att säkerställa att styrtrafiken inte bidrar till övergripande trafikfrågor.

• enkla hanteringsalternativ, inklusive en enda administrationspunkt och förmågan att skala utan en staplad distribution.

Cisco Performance Routing (PfR), en del av Cisco IOS-programvaran, tillhandahåller intelligent vägkontroll i IWAN och kompletterar traditionell routingteknik genom att använda intelligensen hos en Cisco IOS-infrastruktur för att förbättra applikationsprestanda och tillgänglighet.

som förklarats tidigare är PfR inte en ersättning för routingprotokollen utan körs istället bredvid dem för att hämta nästa hopp per destinationsprefix. PfR har API: er med NHRP, BGP, EIGRP och routingtabellen för att begära information. Den kan övervaka och sedan ändra sökvägen som valts för varje applikation baserat på avancerade kriterier, såsom nåbarhet, fördröjning, förlust och jitter. PFR laddar intelligent resten av trafiken mellan tillgängliga vägar baserat på tunnelbandbreddsutnyttjandeförhållandet.

Cisco PFR har utvecklats och förbättrats över flera utgåvor med fokus på enkelhet, enkel distribution och skalbarhet. Tabell 7-1 innehåller en lista över funktioner som har utvecklats med varje version av PfR.

tabell 7-1 utveckling av PFR-versioner och funktioner

introduktion till PfRv3

Performance Routing Version 3 (PfRv3) är den senaste generationen av den ursprungliga PfR som skapades för mer än tio år sedan. PfRv3 fokuserar på användarvänlighet och skalbarhet för att göra det enkelt att övergå till ett intelligent nätverk med PfR. Den använder en knapptryckning provisioning med Multisite samordning för att förenkla dess konfiguration och distribution från tidigare versioner av PfR. PfRv3 är en DSCP-och applikationsbaserad policydriven ram som ger multisite path control optimering och är bandbredd medveten om WAN-och molnbaserade applikationer. PfRv3 är tätt integrerad med befintliga AVC-komponenter som Performance Monitor, QoS och NBAR2.

PfR består av enheter som utför flera roller, som är master controller (MC) och border router (BR). MC fungerar som kontrollplanet för PfR, och BR är vidarebefordringsplanet som väljer sökvägen baserat på MC-beslut.

figur 7-4 illustrerar mekaniken i PfRv3. Trafikpolicyer definieras baserat på DSCP-värden eller Applikationsnamn. Policyer kan ange krav och preferenser för applikationer och vägval. En exempelpolicy kan ange att rösttrafik använder föredragna sökvägs-MPLS om inte förseningen är över 200 ms. PfR lär sig trafiken och börjar sedan mäta bandbredd och prestandaegenskaper. Sedan fattar MC ett beslut genom att jämföra realtidsmätningarna med policyerna och instruerar BRs att använda lämplig sökväg.

figur 7-4 mekanik PfRv3