فهم علاقة بروتوكول BFD مع التوجيه القائم على التطبيقات

المقدمة

يصف هذا المستند العلاقة الموجودة بين حزم BFD Hello وإحصاءات نفق التوجيه مع مراعاة التطبيقات.

المتطلبات الأساسية

المتطلبات

cisco يوصي أن يتلقى أنت معرفة من هذا موضوع:

• شبكة المنطقة الواسعة (SD-WAN) المعرفة من قبل برنامج Cisco Catalyst Software.
• التوجيه مع مراعاة التطبيقات.
• محرك أقراص BFD.

المكونات المستخدمة

تم إنشاء المعلومات الواردة في هذا المستند من الأجهزة الموجودة في بيئة معملية خاصة. بدأت جميع الأجهزة المُستخدمة في هذا المستند بتكوين ممسوح (افتراضي). إذا كانت شبكتك قيد التشغيل، فتأكد من فهمك للتأثير المحتمل لأي أمر.

• مدير Cisco Catalyst SD-WAN.
• الحواف Cisco IOS® XE Catalyst SD-WAN.

معلومات أساسية

يعمل بروتوكول اكتشاف إعادة التوجيه ثنائي الإتجاه (BFD) عبر جميع أنفاق مستوى البيانات بين أجهزة Cisco IOS-XE Catalyst SD-WAN. يتم إستخدام هذا البروتوكول لمراقبة صلاحية الأنفاق وخصائصها الخاصة بالمسار مثل أداء النفق الذي يتم الإبلاغ عنه كفقد وترنح وزمن وصول.

تستخدم أجهزة الحافة مسابير BFD Hello لتوفير قياس لفقدان الحزمة والتشوه وزمن الوصول على النفق. ويتم حساب هذه الإحصائيات لكل تحقيق BFD Hello ويتم أخذها عبر نافذة زمنية منزلقة تسمى الفاصل الزمني للاستطلاع.

يتم إستخدام إحصائيات الخسائر وزمن الوصول والتشوه هذه من قبل التوجيه مع مراعاة التطبيقات لتقديم حركة المرور استنادا إلى المتطلبات المحددة في السياسة، والتي تسمى فئات SLA، والتي تحدد فيها الحد الأقصى للخسارة والتشوه وزمن الوصول المسموح به في النفق المحدد لتسليم البيانات.

ولهذا السبب، من الأهمية بمكان أن نفهم كيف يتم حساب المقاييس وكيف يمكن أن يؤثر التغيير في قيم BFD على حساب أداء النفق على الخسارة في المقام الأول. معلمات BFD هي:

بارامتر	القيمة الافتراضية	النطاق	إستخدام
الفاصل الزمني لترحيب BFD	ثانية واحدة	من 1 إلى 65535 ثانية	حزم لاكتشاف حيوية اتصال النفق ولاكتشاف الأخطاء الموجودة على النفق.
الفاصل الزمني لعملية التحقق	10 دقائق (600000 مللي ثانية)	من 1 إلى 4،294،967 مللي ثانية	عدد المرات التي يتم فيها حساب مقياس المستودع لتوفير إحصائيات.
مضاعف	6	من 1 إلى 6	القيمة التي تضاعف الفاصل الزمني للاستقصاء لتحديد الوقت اللازم لحساب الخسارة الوسطية، ومتوسط زمن الوصول، ومتوسط الرجفان. تحدد هذه القيمة عدد الدلاء.

حساب إحصائيات أداء النفق

بالنسبة لمعلمات BFD المحددة كافتراضي، يتم حساب الإحصائيات على النحو التالي:

الفاصل الزمني لعملية التحقق / الفاصل الزمني للتعريف بمنتج BFD = 600000 مللي ثانية / 1000 مللي ثانية = 600 BFD متوسط لكل دلو.

بما أن المضاعف مضبوط على 6، فإنه يعني أن 6 مقابس تستخدم لحساب متوسط زمن الانتقال، الرجفان، والخسارة. بالقيم الافتراضية يساوي هذا ساعة واحدة. ويعرف هذا الوقت الإجمالي أيضا بفاصل مسار التطبيق.

الفاصل الزمني لمسار التطبيق = الفاصل الزمني لعملية التحقق * المضاعف = 600000 مللي ثانية x 6 = 3600000 مللي ثانية تساوي ساعة واحدة.

يتم إستخدام حسابات إحصائيات مسار التطبيق بواسطة التوجيه مع مراعاة التطبيق لتحديد التغييرات في مستوى البيانات. من أجل أن يستفيد جهاز Edge من إحصائيات مسار التطبيق، يجب تحديد فئات SLA في سياسة AAR التي تم فيها تعيين الحد الأقصى المسموح به لارتداد الحزم والفقدان وزمن الوصول. يتم إستخدام فئات SLA هذه في سياسة AAR لتوجيه حركة مرور البيانات لتطبيقات محددة وفقا لمستندات SLAs.  

وبمجرد تكوينها في جهاز Edge، يتم إستخدام إحصائيات AAR للمقارنة مقارنة مقارنة بخسارة متوسطة وزمن وصول متوسط وموضع رجفان توفره الإحصائيات التي يتم حسابها مع جميع الدلاء (على مدى فاصل مسار التطبيق بالكامل). ومن المهم أيضا ملاحظة أن إتفاقات مستوى الخدمة تحدث بعد كل فترة استبيان، كل عشر دقائق بشكل افتراضي.

للحصول على متوسط الخسارة، متوسط درجة الاهتزاز، ومتوسط زمن الوصول المعادلات المستخدمة هي:

متوسط الخسارة = (إجمالي الخسارة عبر جميع الدلاء * 100) / إجمالي الحزم.

متوسط زمن الوصول = (إجمالي الفقد عبر جميع الدلاء) / مقدار الدلاء.

متوسط الرجفان = (إجمالي الرجفان عبر كل الدلاء) / مقدار الدلو.

يمكن مراجعة حساب هذه القيم بجانب متوسط كل دلو في واجهة سطر الأوامر مع:

vEdge#show app-route stats

cEdge#show sdwan app-route stats

أثناء التواجد في واجهة المستخدم الرسومية، يمكن مراجعة متوسط الفقد ومتوسط زمن الوصول ومتوسط رجفان فقط في شاشة > نظرة عامة > قسم التوجيه مع مراعاة التطبيقات.

كما يمكن مراجعتها في قسم أجهزة > جهاز تحديد > شبكة WAN > النفق.

أمثلة لقيم BFD علاقة بالخسارة

ونظرا لأن BFD Hellos قيم قابلة للتكوين، فإنه يمكن تعديلها بناء على المتطلبات؛ ومع ذلك، فمن المهم تعديلها بعد دراسة متأنية، ويمكن الحصول على حسابات منحرفة أو إحصاءات إيجابية خاطئة نظرا لأن دقة حساب متوسط الخسارة تعتمد على قيم BFD. على سبيل المثال، بالقيم الافتراضية ل:

بارامتر	افتراضي
حزمة BFD Hello	ثانية واحدة
الفاصل الزمني لعملية التحقق	(600000 مللي ثانية) 10 دقائق
مضاعف	6

vEdge1# show app-route stats
app-route statistics 10.100.100.2 10.200.200.4 ipsec 12366 12346 
remote-system-ip 10.1.1.1 
local-color      private1 
remote-color     private1 
mean-loss        1 
mean-latency     110 
mean-jitter      51 
sla-class-index  0,2 
IPV6 TX  IPV6 RX 
TOTAL          AVERAGE  AVERAGE  TX DATA  RX DATA  DATA     DATA 
INDEX  PACKETS  LOSS  LATENCY  JITTER   PKTS     PKTS     PKTS     PKTS 
---------------------------------------------------------------------------- 
0     596       7     110      50        0        0        0        0 
1     596       5     111      50        0        1        0        0 
2     597      13     111      53        0        0        0        0 
3     594       4     111      53        0        0        0        0 
4     596       5     110      50        0        0        0        0 
5     594      12     111      50        0        2        0        0 

متوسط الخسارة = ((7+5+13+4+5+12)100)/ (596+596+597+594+596+594)

          = 4600/3573

          = من 1.28 إلى 1٪

متوسط زمن الوصول = (110+111+111+111+110+111)/6

             = من 110.66 إلى 110 مللي ثانية

متوسط الرجفان = (50+50+53+53+50+50) / 6

            = 3 /6 = 51 مللي ثانية

ملاحظة: بالنسبة لكل عملية حسابية تم القيام بها، يتم عرض قيم عدد صحيح فقط. حتى عندما تكون النتيجة العشرية هي النتيجة الصحيحة، يتم تقريب قيم العدد الصحيح إلى أقرب عدد صحيح أقل.

عادة، يكون خيارا جيدا لتعديل هذه القيم لجعل الحساب أكثر تكرارا ولكن يمكن أن يسبب تأثير كبير، على سبيل المثال، إذا تم تعديل الفاصل الزمني للاستقصاء بدلا من القيم الافتراضية إلى:

بارامتر	افتراضي
حزمة BFD Hello	ثانية واحدة
الفاصل الزمني لعملية التحقق	(60000 مللي ثانية) 1 دقيقة
مضاعف	6

هذا التغيير يعني أنه يستخدم 1 × 60 = 60 حزمة لكل دلو بدلا من 600 كافتراضي. نتيجة متوسط الخسارة هي:

vEdge1# show app-route stats
app-route statistics 10.100.100.2 10.200.200.4 ipsec 12366 12346
remote-system-ip 10.1.1.1
local-color      private1
remote-color     private1
mean-loss        3
mean-latency     112 
mean-jitter      51 
sla-class-index  0,2 
IPV6 TX  IPV6 RX 
TOTAL          AVERAGE  AVERAGE  TX DATA  RX DATA  DATA     DATA 
INDEX  PACKETS  LOSS  LATENCY  JITTER   PKTS     PKTS     PKTS     PKTS 
---------------------------------------------------------------------------- 
0     59       1     113      53        0        0        0        0
1     60       3     111      52        0        1        0        0 
2     59       1     111      51        0        1        0        0 
3     60       3     111      50        0        1        0        0 
4     60       2     115      50        0        0        0        0 
5     59       1     111      50        0        2        0        0 

متوسط الخسارة = ((1+3+1+3+2+1)*100)/(59+60+59+60+60+59)

          = (1100)/ 357

          = 3.08 إلى 3٪

عند هذه النقطة، إذا تم تعيين فئة SLA على سبيل المثال على حد أقصى للفقدان يبلغ 3، فسيكون النفق تحت حد انتهاك SLA. ومع ذلك، إذا تم تعديل الفاصل الزمني لعملية التحقق إلى:

بارامتر	افتراضي
حزمة BFD Hello	ثانية واحدة
الفاصل الزمني لعملية التحقق	(6000 مللي ثانية) ثانية واحدة
مضاعف	6

هذا التغيير يعني أنه يستخدم 1 × 6 = 6 حزم لكل دلو بدلا من 600 كافتراضي. نتيجة متوسط الخسارة هي:

vEdge1# show app-route stats
app-route statistics 10.100.100.2 10.200.200.4 ipsec 12366 12346 
remote-system-ip 10.1.1.1 
local-color      private1 
remote-color     private1 
mean-loss        17
mean-latency     110 
mean-jitter      0 
sla-class-index  None
IPV6 TX  IPV6 RX 
TOTAL          AVERAGE  AVERAGE  TX DATA  RX DATA  DATA     DATA 
INDEX  PACKETS  LOSS  LATENCY  JITTER   PKTS     PKTS     PKTS     PKTS 
---------------------------------------------------------------------------- 
0     5       1     113      2        0        0        0        0 
1     6       1     110      1        0        1        0        0 
2     6       1     111      2        0        0        0        0 
3     6       0     111      0        0        0        0        0 
4     6       1     111      0        0        0        0        0 
5     6       1     111      0        0        2        0        0 

متوسط الخسارة = ((5)100)/(5+6+6+6+6)

          = (500)/29

          = من 17.24 إلى 17٪

ما إذا تم تقليل الفاصل الزمني للاستطلاع دون التحقق الصحيح من عدد الحزم التي يتم إستخدامها للقياس، فقد يؤثر على متوسط الخسارة، يمكن تطبيق الأمر نفسه إذا كان الفاصل الزمني مرحبا لبروتوكول BFD أكبر بدون زيادة الفاصل الزمني للتجمع.

في المثال الأخير، حيث يتم إستخدام حزم قليلة جدا لإجراء الحساب، مع فقدان حزمة واحدة فقط، يمكن أن يتأثر متوسط الخسارة بشكل كبير. وكانت نتيجة هذه الحسابات سلوك سياسي مدروس للتطبيق مع حدوث حالات فشل متعددة ومتكررة للغاية.

والغرض من هذا الشرح ليس تجنب تعديل تلك القيم، بل على العكس من ذلك، يلزم في كثير من الحالات تعديل تلك المسابر. وهذا يعتمد بالكامل على متطلبات الشبكة، ولكن من المهم للغاية مراجعة مدى إمكانية تقليل حزم الترحيب هذه.

أمر التكوين المراد تعديله بشكل عام الفاصل الزمني للاستطلاع هو:

vEdge(config)# bfd app-route poll-interval 600000