シスコ パフォーマンス ルーティング
データ シートシスコ パフォーマンス ルーティング企業のビジネスが成長するにつれて、リアルタイムのアプリケーション パフォーマンスやユーザにとってより優れたアプリケーション エクスペリエンスに対する要求は高まります。たとえば、音声アプリケーションと TelePresence アプリケーションが企業ネットワークの不可欠な要素となり、それらのアプリケーションのパフォーマンスがきわめて重要になります。企業のアプリケーション パフォーマンス向上のために、これまでよく利用されてきた解決策は 2 つあります。1 つはネットワーク接続の数を増やして帯域幅を広げるというもので、もう 1 つは Cisco® Wide Area Application Services（WAAS）などのアプリケーション最適化テクノロジーを利用するというものです。WAN の帯域幅を広げれば、総スループットが向上する可能性がありますが、重要なアプリケーションの遅延や損失が改善されるとは限りません。Cisco WAAS などのアプリケーション最適化テクノロジーを利用した場合は、データ削減手法によってパフォーマンスを向上させることはできますが、この場合も、ネットワーク パフォーマンスの変動の影響がアプリケーションに及ぶ可能性があります。シスコ パフォーマンス ルーティング（PfR）は、アプリケーション パフォーマンスに関する現在の要件を満たすパスをネットワークがインテリジェントに選択できるようにすることにより、ネットワーク パフォーマンスの問題に対処します。また、リソースがネットワークによって適切に選択されるようになるので、企業が負担する運用コストが削減されます。 シスコ PfR は、アプリケーションのパフォーマンス要件を満たす最適なパスを選択するインテリジェンスを追加することによって、従来のルーティング テクノロジーを補完します。シスコ PfR の最初のフェーズでは、WAN を経由するアプリケーションのパフォーマンスをインテリジェントに最適化し、インターネットへのトラフィックのロード バランシングをインテリジェントに行います。PfR の以降のフェーズでは、アプリケーション インテリジェンスを強化し、このテクノロジーをエンタープライズ ネットワーク全体に拡張します。 シスコ PfR は、到達可能性、遅延、コスト、ジッタ、Mean Opinion Score（MOS; 平均オピニオン評点）などの、アプリケーション パフォーマンスに影響を及ぼすパラメータに基づいて、出力または入力の WAN パスを選択します。また、使用状況や回線コストに基づくインテリジェントなトラフィックのロード バランシングを行って出力または入力の WAN パスを選択することも可能になるので、企業が負担するコストが削減されます。このバランスを実現するために、PfR は、特定のパスを使用したときの到達可能性、負荷、スループット、リンク コストなどのインターフェイス パラメータに基づいて WAN パスを選択します。Enhanced IGRP（EIGRP）、Open Shortest Path First（OSPF）、Routing Information Protocol Version 2（RIPv2）、Border Gateway Protocol（BGP）などの従来のルーティング プロトコルでは一般に、最短のパスまたは最小コストのパスに基づいてループフリー トポロジを作成することによって到達可能性を提供することに重点が置かれています。シスコ PfR では、アプリケーション要件と現在のネットワーク パフォーマンス特性を把握することによってアプリケーション パフォーマンスを提供することに重点が置かれています。 シスコ PfR は、この追加のインテリジェンスを、次のようにして獲得します。
シスコ PfR テクノロジーは一般に、次のような企業で使用されます。
シスコ PfR：概要多くの企業が、ネットワークとそのアプリケーションを強化するために複数の WAN 接続およびインターネット接続を使用しています。このような企業が、継続的なネットワーク アベイラビリティを確保しながら、複数のリンクにわたって着信トラフィックと発信トラフィックを分離しようとすると、複雑な実装の課題に直面します。これらの接続がそれぞれ異なるサービス プロバイダーから提供されている場合や、帯域幅、品質、コストなどの特性が一様ではない場合は、複雑さがさらに増大します。シスコ パフォーマンス ルーティングは、ネットワーク オペレータが抱えるこのような複雑さを解消します。また、ネットワークが稼動しているが、ネットワークの一部でパフォーマンス低下の問題が発生しているような場合も、必要なアプリケーション パフォーマンスを提供することができます。 シスコ PfR の本質は、「ネットワーク パフォーマンスに基づくアプリケーション ルーティング」です。パスの品質低下を自動的に検出して対応することによって、品質低下が続く状態を回避します。マルチホーム化されたエンタープライズでは、多くの場合、最初のパス上のトラフィックは、アプリケーション パフォーマンスの要件を満たす別の出力パスを通してルーティングされます。このルーティングは従来のルーティングとは異なります。これは、従来のルーティングでは、到達可能性だけが注目され、低損失や低遅延などのトラフィック サービスのニーズは考慮されないからです。さらに、マルチホーム化されたエンタープライズでシスコ PfR を利用すると、使用可能な WAN リンクやインターネット リンクをすべて使用できるようになります。シスコ PfR は、スループット、リンク使用状況、リンク コストを追跡して、スループット、負荷、コストが最適化されるようなロード バランシングを自動的に決定します。ネットワーク オペレータは、このような適応型ルーティング手法を実装するためのシスコ PfR ポリシーを定義します。 シスコ PfR ポリシーの基準として使用できるパラメータには、次のものがあります。
シスコ パフォーマンス ルーティングは、ボーダルータとマスター コントローラの 2 種類の要素で構成されます。ボーダルータによってエンタープライズが WAN に接続されます。マスター コントローラは、ルータ プラットフォーム上の Cisco IOS ソフトウェアによってサポートされるソフトウェア エンティティです。ボーダルータは、トラフィックとパスの情報を収集してマスター コントローラに送信します。マスター コントローラは、受信したすべての情報をデータベースに格納します。マスター コントローラ上には、要求されたサービス ポリシーが設定されているので、マスター コントローラはネットワーク エッジで発生していることをすべて認識し、特定のパラメータが Out-of-Policy（OOP; ポリシー違反）状態になったときにそれを自動的に検出して対処することができます。 シスコ パフォーマンス ルーティングを使用するためにライセンスを取得する必要はありません。 Cisco IOS ソフトウェアの PfR サポート注：シスコ PfR の最初の実装では、Cisco IOS Optimized Edge Routing（OER）の手法が採用されています。シスコ PfR の機能を有効にするには、OER の Command-Line Interface（CLI; コマンドライン インターフェイス）コマンドを使用します。PfR の機能については、Cisco Feature Navigator（http://www.cisco.com/go/fn/）[英語] でキーワード「Optimized Edge Routing」を指定して検索してください。Cisco IOS ソフトウェアの将来のリリースでは、追加の PfR テクノロジーによって現在の OER 機能が置き換えられます。 シスコ パフォーマンス ルーティングでは、Cisco IOS ソフトウェアに組み込まれている幅広いインテリジェンスを利用し、ネットワーク ポリシーおよびアプリケーション ポリシーに基づいて最適なパスを決定します。これは、Cisco IOS OER テクノロジーの範囲を大幅に広げて進化させたものです。シスコ PfR のアプリケーション インテリジェンスとエンドツーエンド ネットワーク戦略の範囲は、OER の範囲よりも大幅に拡張されています。PfR の最初のフェーズでは、エンタープライズ ネットワークにおける新たなアプリケーション ニーズを満たすために OER テクノロジーが幅広く使用されています。 Cisco IOS ソフトウェア リリース 12.3(8)T 以降で利用できる Cisco OER ソリューションは、ボーダルータとマスター コントローラの両方の機能をサポートします。OER には、その登場以来、次のように機能が追加されてきました。
その他の機能については、Cisco Feature Navigator（http://www.cisco.com/go/fn/）[英語] を参照してください。 シスコ PfR を実行するための要件を次に示します。
サポートされる WAN インターフェイスには、イーサネット、シリアル、トンネル、High-Speed Serial Interface（HSSI）、ISDN Basic Rate Interface（BRI; 基本インターフェイス）、ATM、Packet over SONET/SDH（PoS）、VLAN、ダイヤラ、マルチリンク、フレーム リレー、ポート チャネルなどがあります。 シスコ パフォーマンス ルーティングを実行するには、SP Services、Advanced IP Services、Enterprise Services、Advanced Enterprise Services などの Cisco IOS ソフトウェア フィーチャ セットが必要です（図 1 を参照）。 
図 1 シスコ PfR の実行に必要な Cisco IOS ソフトウェア フィーチャ セット シスコ PfR のトポロジシスコ PfR によってアプリケーションのパフォーマンスを強化できるトポロジのタイプには、さまざまなものがあります。図 2 に、小規模オフィスまたはホーム オフィス（SOHO）向けの小型エッジ ルータから、中央サイト データセンターにおける導入まで、エンタープライズで実装される最も一般的なトポロジのいくつかを示します。 
図 2 エンタープライズ ネットワークのトポロジ シスコ PfR テクノロジーにより強化される一般的なビジネス サービスを次に示します。
導入の考慮事項シスコ PfR テクノロジーは、非常に柔軟にネットワークへ導入することができます。このテクノロジーを導入するときは、次の点について考慮することが重要です。
各ボーダルータには、次の設定が必要です。
マスター コントローラには次の設定が必要です。
シスコ PfR の動作シスコ PfR を設定するには、最初に 1 つのマスター コントローラと 1 つ以上のボーダルータを指定します。したがって、ボーダルータごとに外部および内部インターフェイスを指定する必要があります。また、マスター コントローラとボーダルータの間のセッションを設定し、認証を行い、IP アドレスを指定する必要があります。 次に、モニタするプレフィクスまたはトラフィック クラスを決定します。モニタリングが動的に行われるようにすることも（デフォルト）、Cisco IOS ソフトウェアの Access Control List（ACL; アクセス コントロール リスト）を利用して手動で設定することもできます。後者の方法が特に役立つのは、PfR による最適化が必要なアプリケーションまたはプレフィクスに関する詳細な情報が手元にある場合です。 各ボーダルータは、目的のトラフィック クラスまたはプレフィクスに関する情報を収集してマスター コントローラに送信します。マスター コントローラは、ボーダルータから受信したすべての情報を、設定されているポリシーと比較します。 すべてポリシーに適合しているとマスター コントローラが判断した場合はルーティングが続行されますが、定義されたトラフィック クラス、プレフィクス、またはリンクの特性が OOP であることが検出された場合は、マスター コントローラによってイベントがトリガーされます。このときに、定義されたトラフィック クラスをポリシー適合状態に戻すための処理を PfR が実行する場合があります。PfR が観察モードに設定されている場合は、OOP イベントによって syslog メッセージのトリガーだけが行われます。PfR が制御モードの場合は、定義されたトラフィック クラスをポリシー適合状態に戻すために、OOP トラフィックを別の WAN リンクに再ルーティングするという指示がマスター コントローラからボーダルータに送られます。 リダイレクトを行うには、トラフィック フローに対するネットワーク ルーティング動作に変更を加えます。マスター コントローラは、処理が必要であることを通知して IP ルートまたは PBR エントリの挿入を指示するために、制御メッセージを各ボーダルータに送信します。ルートや PBR エントリが挿入されるのはボーダルータ上のみです。マスター コントローラ上でルートが挿入されることはありません。 アウトバウンド WAN 最適化（ローカル ネットワークから外部へのトラフィック）の場合は、PBR、スタティック ルート、または BGP ルートを使用して実際のアウトバウンド パスが制御されます。このような挿入されたエントリを、EIGRP、OSPF、RIP などの Interior Gateway Protocol（IGP）に再配布することができます。 スタティック ルートの挿入シスコ PfR のマスター コントローラは、一時的なスタティック ルートを挿入することにより、特定のボーダルータを優先出口として強制的に使用させることができます。このようなスタティック ルートはルータのメモリ内にのみ存在し、永続的な設定には保存されません。 BGP の制御手法最適な出口パスを強制的に使用させるために、シスコ PfR では 2 つの BGP 手法が使用されます。1 つは BGP ルートの挿入、もう 1 つは BGP ローカル プリファレンス属性の変更です。 目的のトラフィックに関連付けられているトラフィックがプレフィクスによってのみ定義されている場合は、トラフィックに別のリンクを使用させるために、BGP ルートを BGP テーブルに挿入するという指示がマスター コントローラからボーダルータに送られます。PfR によって挿入されたルートはすべて、自律システムのローカルのルートのままであり、外部の BGP ピアと共有されることはありません。この動作を確実にするために、PfR によって BGP ルートが挿入されるときに no-export コミュニティが設定されます。この処理は自動的に行われるので、ユーザによる設定は必要ありません。 シスコ PfR によるプレフィクス エントリの制御には、BGP ローカル プリファレンスも使用されます。BGP ローカル プリファレンス（Local_Pref）とは、ルート選択中にそのルートの優先度を指定するために BGP プレフィクスに適用される、任意指定の属性です。Local_Pref は BGP プレフィクスに適用される値であり、この値が大きければルートは同等のルートよりも優先されるようになります。マスター コントローラは、トラフィックフロー エントリに関連付けられたプレフィクスに Local_Pref 属性を適用するように、ボーダルータの 1 つに指示します。指示を受けたボーダルータは、自身のすべての Internal BGP（iBGP; 内部 BGP）ピアとの間でその Local_Pref 値を共有します。Local_Pref は自律システム内で意味を持つローカルな値であり、External BGP（eBGP; 外部 BGP）ピアと共有されることはありません。iBGP のコンバージェンスが完了すると、プレフィクスの Local_Pref の値が最大であるルータがネットワークからの出口リンクになります。 ポリシー ルートシスコ PfR は、PBR を使用してアプリケーション トラフィックを制御することができます。特定の PfR ボーダルータを通過するアプリケーション トラフィックを特定するには、PfR ポリシーの一部として PfR マップで定義されているトラフィックと照合します。 特定の入口リンクを強制的に選択させるために、シスコ PfR では次の方法が使用されます。
シスコ PfR のトラフィック クラスとプレフィクスシスコ PfR とは、一言で言えば、特定されたトラフィック クラスまたはプレフィクスに対して高度なルーティング制御を行うことです。トラフィック クラスは、プレフィクス、プロトコル、ポート番号、および DSCP 値の組み合わせとして定義されます。これらの要素を、手動による設定を通して PfR に学習させるか、動的に学習させるかを設定できます。目的のトラフィック クラスを動的に学習するために、PfR は Cisco IOS NetFlow テクノロジーに基づくメカニズムを使用します。目的の PfR トラフィック クラスを設定するには、oer-map コマンドと ip prefix-list コマンドを使用します。oer-map コマンドは、通常の route-map コマンドに似ています。 シスコ PfR のモニタリングシスコ PfR は、次の 3 つの方法を使用してトラフィック クラスのパフォーマンスを測定します。
NetFlow や IP SLA の明示的な設定は必要ありません。NetFlow と IP SLA のサポートは、マスター コントローラによって自動的に有効化され、設定されます。各トラフィック クラスに対して、アクティブとパッシブの両方のモニタリング方法を使用できます。デフォルトでは、マスター コントローラはアクティブ モニタリングとパッシブ モニタリングの両方を使用します。すべてのトラフィック クラスに対して、統合 NetFlow 機能を使用したパッシブ モニタリングが行われ、OOP トラフィック クラスに対しては IP SLA 機能を使用したアクティブ モニタリングが行われます。 マスター コントローラは、各ボーダルータから WAN リンク使用状況のメトリックに関する情報も受信します。 パッシブ モニタリング メトリックの例を次に示します。
アクティブ モニタリング メトリックの例を次に示します。
リンク使用状況メトリックの例を次に示します。
シスコ PfR のタイマーさまざまなタイマーを使用してシスコ PfR の動作に変更を加えることができます。最初に、PfR がプレフィクスを学習する必要があります。プレフィクスを学習すると、ルータは、実際のトラフィック統計情報が設定済みのポリシー期待値と一致しているかどうかを定期的にチェックします。このチェックの頻度と速度は、別のタイマー セットによって決まります。OOP トラフィック クラスが見つかった場合は、そのトラフィックを別のパスに再ルーティングしてからホールドダウン状態にすることができます。ホールドダウン状態の間は、再ルーティングされたフローは何も変更されません。この時間の長さは設定可能です。 プレフィクス学習に影響を及ぼすタイマーは次の 3 つです。
マスター コントローラが設定済みのポリシーと実際のトラフィックとを比較するときは、次のタイマーが使用されます。
シスコ PfR ポリシーシスコ PfR ポリシー（シスコ PfR マスター コントローラ上で設定されます）とは、目的のトラフィック クラスを学習するかどうかや、トラフィック クラスを学習および更新する頻度、実際に受信したサービス レベルを設定済みの期待されるサービス レベルと比較してチェックする頻度などを定義するものです。 グローバルな PfR ポリシーによって、タイマーと測定しきい値に対する PfR のデフォルトの動作が定義されます。このポリシーは、トラフィック クラス単位で上書きが可能です。上書きするには、より限定的な定義を指定します。WAN リンク ポリシーの設定は、ボーダルータを指定するときに行います。このポリシーは、PfR により制御される WAN パスごとに宣言します。 対象となるシスコ PfR プレフィクス 1 つに対して複数のポリシー条件を設定することができます。複数の重複するポリシーを設定することもできます。どのポリシーを有効にするかについて競合が発生した場合の解決には、PfR の解決機能が使用されます。これは、PfR ポリシーの優先順位を管理者が設定できる、柔軟性の高いメカニズムです。管理者が各ポリシーに一意の値を割り当て、最も低い値を持つポリシーが最も優先順位の高いポリシーとして選択されます。デフォルトでは、遅延に関するポリシーに最も高い優先順位が割り当てられ、次に使用状況に関するポリシーが続きます。ポリシーに割り当てた優先順位は、デフォルトの設定よりも優先されます。 まとめシスコ パフォーマンス ルーティングは、ビジネス要件を達成するためにネットワークにおけるアプリケーション パフォーマンスを向上させます。これは、コストを削減し、負荷をすべての WAN パスに分散し、ネットワーク全体のパフォーマンスを向上させて最適パスをインテリジェントに選択することによって実現されます。Cisco IOS ソフトウェアのテクノロジーの 1 つであるシスコ パフォーマンス ルーティングは、Cisco IOS ソフトウェアに組み込まれたインテリジェンスを利用してパスのパフォーマンス情報を測定します。このソリューションを利用するために機器を追加する必要はありません。 最小限の設定で容易に導入できるシスコ PfR は、現在および将来のアプリケーションをネットワークでサポートするように調整および最適化できる、非常に高い柔軟性を備えています。 参考資料
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