IP ルーティング

PfR と WAAS による WAN エクスペリエンスの向上

ホワイトペーパー





PfR と WAAS による WAN エクスペリエンスの向上



アプリケーションが一元化され、ユーザの分散が広まってきたことから、帯域幅が制限されたり、遅延が大幅に長くなったり、パケット損失が生じるといった WAN のパフォーマンスの制限によって、アプリケーション配信の処理速度が著しく低下しています。Cisco® Wide Area Application Services(WAAS)とシスコ Performance Routing(PfR; パフォーマンス ルーティング)の連携により、アプリケーション レベルおよびネットワーク レベルの両方において、WAN 全体でアプリケーション配信をインテリジェントに最適化できます。Cisco WAAS は WAN におけるアプリケーションのパフォーマンスを向上させる WAN 最適化およびアプリケーション レベルの高速化を提供します。一方、シスコ PfR では複数の異なるネットワーク ロケーション間の最適な IP パスを介してデータ パケットをルーティングします。具体的には、PfR でネットワーク遅延、パケット損失、WAN の使用の金銭的なコスト、ジッター、リンク容量などに基づいて、最適なパスを決定することができます。シスコ PfR は Cisco WAAS を補完してアプリケーション配信を向上させ、インフラストラクチャ統合を有効にすることができ、また最適化されたパス選択も提供します。


Cisco WAAS およびシスコ PfR によるアプリケーションの高速化


Cisco Wide Area Application Services

Cisco WAAS は、WAN 環境で動作するあらゆる TCP ベース アプリケーションのパフォーマンスを向上させることができる、ブランチ オフィス向けの強力なアプリケーション高速化および WAN 最適化ソリューションです。Cisco WAAS を使用すると、IT 組織はコストのかかるブランチ オフィスのサーバとストレージを集中管理型のデータセンターに統合し、新しいアプリケーションをデータセンターから直接導入することができ、リモート ユーザに LAN と同様のアプリケーション パフォーマンスも提供できます。

Cisco WAAS の導入により、組織は次の主要な 4 つの IT 目標を達成できます。

  • リモート ユーザに LAN と同様の速度で一元化されたアプリケーションを配信し、可視性およびブランチのセキュリティも維持する。
  • コストのかかるブランチ オフィス サーバ、ストレージ、およびバックアップ インフラストラクチャをデータセンターに統合するとともに、WAN 帯域幅の使用量も最適化する。
  • ブランチのストレージを統合することで規制への準拠およびデータ保護を最大化し、ブランチのバックアップ アプリケーションの高速化も実現する。
  • ネットワーク内でのアプリケーション データ フローの可視性を向上させる。

アプリケーションを高速化し、パフォーマンスを向上させるために、Cisco WAAS には、圧縮、冗長性排除、トランスポートの最適化、プロトコルの最適化、コンテンツ配信など、アプリケーション高速化および WAN 最適化の高度な手法が取り入れられています。

  • アプリケーションの高速化(遅延と帯域幅の削減):先読み、予測、抑制などの高度なプロトコル最適化を優れたキャッシング手法と組み合わせることで、遅延および WAN を行き交う不要なデータを最小化します。
  • WAN の最適化(帯域幅およびスループットの向上):
    • Data Redundancy Elimination(DRE; データ冗長性排除)と圧縮を組み合わせることで、効率を向上させ、不要な帯域幅使用量を削減します。
    • TCP Flow Optimization(TFO; TCP フロー最適化)により、TCP を最適化して WAN 環境におけるパフォーマンスと効率を向上させることができます。
  • 透過的なネットワーク統合:
    • エンドポイントの動的な自動検出により、オーバーレイ ネットワークを作成および管理することなく、効率的な導入を実現できます。
    • Cisco WAAS は、エンドツーエンドの可視性と Quality of Service(QoS)、ファイアウォール セキュリティ、Cisco NetFlow によるモニタリング、ハイ アベイラビリティなど既存のネットワーク機能との互換性を提供します。

Cisco WAAS を使用すると、ほとんどの TCP ベース アプリケーションで、インターネット アプリケーションとイントラネット アプリケーション、データベース、ファイル サービス、ファイル転送、電子メール、データ保護、リモート デスクトップ アプリケーション、クライアント/サーバ アプリケーション、およびその他さまざまなネットワークおよびアプリケーション固有の高速化手法を活用できます。

Cisco WAAS の導入には少なくとも次が必要です(図 1 および図 2 を参照)。

  • 最適化する WAN 接続側にそれぞれ 1 つの Cisco Wide Area Application Engine(WAE):中央のデータセンターにある WAE は複数のブランチ WAE にサービスを提供できます。
  • WAE デバイスが提供するサービスの一元化された管理とモニタリングを行う、データセンターに導入される 1 つの Central Manager

図 1 Cisco WAE アプライアンスおよびルータ統合型ネットワーク モジュール

図 1 Cisco WAE アプライアンスおよびルータ統合型ネットワーク モジュール
※画像をクリックすると、大きな画面で表示されますpopup_icon


図 2 一般的な Cisco WAAS 導入シナリオ

図 2 一般的な Cisco WAAS 導入シナリオ
※画像をクリックすると、大きな画面で表示されますpopup_icon


シスコ パフォーマンス ルーティング


従来のルーティングは、新しいアプリケーションやビジネス ニーズの加速によって大きな転機を迎えています。ネットワーク パフォーマンスは最適なパスを計算する際の基準となる必要があり、シスコ パフォーマンス ルーティング(PfR)はこの市場ニーズにとって必要不可欠です。シスコ PfR を使用すると、応答時間、パケット損失、パスのアベイラビリティ、トラフィックの負荷分散、コストの最小化、音声品質を表す複合メトリックなどのパフォーマンスの影響を受けるルーティング メトリックに基づいて、WAN エッジでのインテリジェントなパス選択を実行できます。

従来のルーティング メカニズムでもロード シェアリングや障害緩和を提供できましたが、シスコ PfR では、スタティック ルーティング メトリック以外の基準に基づいてリアルタイムのルーティング調整を行うことができます。このようなパフォーマンスに基づくリアルタイムなルーティング調整を行うシスコ PfR は、インターネットと WAN でアベイラビリティの高いパスを実現するための重要なコンポーネントといえます。

通常、シスコ PfR は、WAN への複数接続により、ローカル ネットワークとリモート ネットワーク間で 2 つ以上のネットワーク出力インターフェイスが許可される場合に導入されます。このテクノロジーは、コア ルーティング機能の統合部分として、Cisco IOS® ソフトウェアに実装されています。

稼働時間の増加

  • シスコ PfR の自動ルート最適化では、最適な Internet Service Provider(ISP; インターネット サービス プロバイダー)出口を見つけてパフォーマンスが低下しているパスを検出し、それらのパスを避けて応答時間を向上させることができます。
  • パフォーマンスの最適化では、ネットワークのパフォーマンス低下をモニタできるため、ネットワークのパフォーマンス低下による影響を最小化できます。たとえば、高遅延またはパケット損失が発生した場合、影響のあるパスを自動的に避けて、パフォーマンスの向上を実現する代替パスにネットワーク トラフィックを再ルーティングできます。

コストの削減

  • 帯域幅コストの最小化により、企業は高価なリンク経由で送信されるトラフィックを削減したり、複数の定額接続をまとめてより少数で低コストの階層型サービスに統合することができます。
  • 階層型価格モデルのモデリングおよびコストの最小化により、リアルタイムのコスト予測およびインテリジェントなコストベースの WAN パス選択を実現できます。
  • 自動のパフォーマンス最適化により、手動のネットワーク パフォーマンス分析および IP ルーティングの調整に関連するエンジニアリングの運用コストを削減できます。
  • ルート最適化前後のトラフィックの分散と使用状況に関するレポートにより、Service-Level Agreement(SLA; サービスレベル契約)を効率的に管理できます。このレポートには、ISP よりも具体的で詳細な SLA が含まれています。

シスコ パフォーマンス ルーティング(図 3)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。パフォーマンス ルーティングは、Cisco IOS Optimized Edge Routing(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。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。

シスコ PfR テクノロジーには次の 3 つのコンポーネントがあります。

  • マスター コントローラ
  • 1 つ以上のボーダルータ
  • 2 つ以上のネットワーク出力インターフェイス

シスコ PfR マスター コントローラは、インテリジェントに意思決定を行います。意思決定を行うために、このコントローラは、インターネットまたは外部 WAN ネットワークへの出口であるボーダルータから必要なすべての情報を動的に取得します。マスター コントローラとボーダルータ両方の機能が Cisco IOS ソフトウェア ルータで実行されます。これらの機能は同じデバイスで同時に実行できます。

図 3 シスコ PfR トポロジの概要

図 3 シスコ PfR トポロジの概要
※画像をクリックすると、大きな画面で表示されますpopup_icon


エンドツーエンドの途上にあるパケットでは、WAN またはインターネットで多くの遅延やパフォーマンスの低下が生じます。通常、IP ルーティングでは、パスで過多なパケット損失、遅延、またはエラーが発生している場合でも、コンテンツやエンドユーザにとって最適なメトリックまたはコストの WAN パスが選択されます。シスコ PfR は、各 WAN パスのパフォーマンス特性を評価し、トラフィックが最適なパフォーマンスのパスを通過するようにルーティングを実行します。

シスコ PfR は、次に基づいて 3 秒以内に「最適なパフォーマンス」のパスを動的に計算します。

  • パフォーマンス
    • 遅延
    • パケット損失
    • 到達可能性
    • スループット
    • ジッターまたは Mean Opinion Score(MOS; 平均オピニオン評点)
  • ロード シェアリングとリンク使用状況
  • コストの最小化

シスコ PfR および Cisco WAAS テクノロジーの組み合わせ


Cisco WAAS とシスコ PfR にはどちらも、2 つ以上のネットワーク間の通信を最適化するための固有の機能があります。Cisco WAAS はアプリケーション層で機能しますが、シスコ PfR はデータ フローをモニタし、ルーティング層に影響を与えて最適な WAN ネットワーク パフォーマンスを実現します。この WAN パフォーマンスには、ルーティング プロトコルで表されないネットワーク ソフト エラーの検出と緩和が含まれます。これらの 2 つの最適化テクノロジーを組み合わせることで、強力なネットワーク インテリジェンスを提供し、ネットワーク リソースを使用するアプリケーションの動作を最適化してパフォーマンスのレベルを最大化するとともに、既存の資本資産と運用資産を活用できます。

シスコ PfR および Cisco WAAS:導入の考慮事項


WAN 接続の反対側にある 2 つの Cisco WAE デバイス間には最適化されたトランスポート セッションが作成されるため、ネットワーク パスが変更されると、関与する WAE が変更され、サービスの中断が生じる場合があります。WAE デバイスを PfR デバイスの「後ろ」(NME-WAE モジュールの場合は「内部」)に置いて、PfR から指示されたネットワーク パスの変更が WAE に透過になるようにすることを強くお勧めします(図 4 を参照)。

図 4 Cisco WAAS とシスコ PfR を統合するための論理設計

図 4 Cisco WAAS とシスコ PfR を統合するための論理設計
※画像をクリックすると、大きな画面で表示されますpopup_icon


図 5 は、Cisco WAAS とシスコ PfR の統合に関するこの推奨事項を盛り込んだ 2 つの設計を表しています。どちらの拠点でも WAE 最適化ドメイン「内部」に PfR 最適化を配置しているため、いずれかの側(ブランチ側またはデータセンター)の設計をブランチまたはデータセンターに導入できます。ネットワークの両端に PfR がある場合、非対称のパスが作成される場合がある点に注意してください。この設計では非対称パスが許可されます。PfR ボーダルータと WAE が直接接続されている場合、接続しているインターフェイスを PfR で「内部」として設定する必要があります。

図 5 シスコ PfR および Cisco WAAS 導入のためのトポロジ設計

図 5 シスコ PfR および Cisco WAAS 導入のためのトポロジ設計
※画像をクリックすると、大きな画面で表示されますpopup_icon


シスコ PfR と Cisco WAAS の組み合わせのまとめ


  • Cisco WAAS は、DRE および LZ キャッシングにより帯域幅使用量を減らします。
  • Cisco WAAS は、ネットワーク遅延の影響を減らすことでスループットを向上させます。
  • Cisco WAAS は、アプリケーション固有の高速化を提供します。
  • シスコ PfR は、WAN リンクで適切な負荷管理を行い、効率的な WAN の使用を実現します。
  • 特定のアプリケーション トラフィックは、各アプリケーションで評価された最適な WAN パスに送信されます。
  • SLA は、アプリケーション単位で評価され、しきい値超過イベントが発生したときに緩和が行われます。

参考資料


パフォーマンス ルーティング:

Cisco WAAS:

お問い合わせ