概要
目的
ネットワークオペレータは、帯域幅の最適化を自動化し、ほぼ介入せずにトラフィックを誘導でき、輻輳を避けるための十分な帯域幅を重要なリンクに常に確保できるツールセットを必要としています。
Challenge
サービスプロバイダーにとって、帯域幅の問題の管理は、以前は事後対応型の手動プロセスであり、問題解決のプレッシャーは非常に大きなものでした。ネットワークの輻輳は、エンドカスタマー エクスペリエンスの低下につながります。リンクの輻輳、高遅延、およびその他のネットワーク障害により、ネットワークで伝送されるサービスに対する認識が低下したり、お客様とのサービスレベル契約(SLA)を満たせなくなったりします。最悪のシナリオでは、ネットワークの問題が SLA 違反や契約違反につながり、ブランド価値が失われます。
ソリューション
LCM と回線型ポリシーを使用して、サービスプロバイダーは、これらのリンクの帯域幅の予約を目的として、ビジネスに不可欠なリンクを指定できるようになりました。重要なリンクとオペレータの意図を特定することで、ネットワークをリアルタイムで自動的に最適化できます。
Crosswork Network Controller は次の両方を提供します。
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ローカル輻輳緩和(LCM)は、帯域幅管理と輻輳緩和のための戦術的なソリューションです。LCM は、デバイス自体で輻輳の問題を直接解決する場合に最適なソリューションであり、フルスケールのトラフィックマトリックスや高度な計画は不要です。
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回線型セグメントルーティング(CS-SR)は、重要なリンク用に帯域幅を事前に予約できる戦略的なトラフィック エンジニアリング ソリューションであり、優先順位の高いサービスに関する輻輳の問題を完全に回避できます。
ローカル輻輳緩和(LCM)
LCM では、ネットワーク全体のトラフィックを再ルーティングしてネットワークの帯域幅リソースを最適化する(エンドツーエンドのパスの最適化)代わりに、インターフェイスレベルのキャパシティをローカルに、輻輳エリア内およびその周辺でチェックし、輻輳したインターフェイスのエンドポイント間のトラフィックを再ルーティングします(ローカルなインターフェイスレベルの最適化)。問題に対してローカルに焦点を当てることで、完全なトラフィックマトリックスを使用してネットワーク内のエッジツーエッジのトラフィックフローをシミュレートする必要がなくなります。このシミュレーションは手間がかかり、ノード数の増加に伴い拡張性が低くなります。
ネットワークに輻輳が検出された場合、LCM は、輻輳が発生したインターフェイスから最小量のトラフィックを転送することで推奨事項を提供します。LCM は、SNMP を介して SR-TE ポリシーおよびインターフェイスカウンタを収集します。転送するトラフィックの量を予想し、ユーザーが承認すると、戦術的トラフィック エンジニアリング(TTE)SR-TE ポリシーの展開を通じて緩和を実行します。輻輳をローカルで緩和するのに、完全なセグメント ルーティング トラフィック マトリックス(SR-TM)を使用する必要はありません。TTE SR-TE ポリシーは、輻輳したリンクのいずれかの側のデバイスでのみ作成され、他の場所ではインターフェイスを輻輳させない最短パスで作成されます。
LCM の仕組み
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まず、ネットワークオペレータは、ネットワークの「ローカル」部分を定義するドメインを作成します。ネットワーク全体をドメインにすることもできますが、より一般的には、1 つ以上の地理的領域またはデバイスインターフェイスのグループと一致させます。この例では、4 つのデバイスとそのすべてのインターフェイスを持つドメインを定義しています。また、このドメイン内のすべてのリンクが 1Gpbs であると想定しています。
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演算子は、特定のドメインの「輻輳」の意味を定義するしきい値を指定します。この例では、オペレータはドメインの輻輳しきい値を 70% に設定しています。決定する輻輳しきい値は異なる場合があります。ネットワークとそのドメインアーキテクチャに最適な輻輳しきい値を決定する方法のガイダンスについては、シスコの『Local Congestion Mitigation (LCM) White Paper』を参照してください。
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LCM は、まず、Optimization Engine モデル(物理ネットワーク、トポロジおよびトラフィックのリアルタイム表現)を定期的に分析します。輻輳の確認間隔の後、ノード 2 の使用率が 70% の使用率しきい値を超えると、LCM が輻輳を検出します。
図 1. LCM の仕組み
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LCM は、転送に適したトラフィック量を計算ます。LCM は、推奨事項における次のルールと制限に従います。
LCM は、既存の SR ポリシーによってルーティングされていないトラフィックのみを転送します(ラベルなし、IGP ルーティング、または FlexAlgo-0 SID 経由で伝送など)。SR ポリシー内のトラフィックは、LCM 計算には含まれず、元のプログラムされたパスを通過し続けます。
LCM により、ディバージョン対象トラフィックは、インターフェイス上のすべてのトラフィックのインターフェイス トラフィック統計情報を取得し、インターフェイスを通過するすべての SR-TE ポリシーのトラフィック統計情報の合計を引いて計算されます。
合計インターフェイス トラフィック - SR ポリシートラフィック = 最適化できる対象トラフィック
このプロセスでは、SR ポリシーの ECMP 分割を考慮して、SR ポリシートラフィックを適切にアカウンティングする必要があります。この例では、輻輳したノード 2 の合計トラフィックは 800 Mbps であり、ノード 2 を介してルーティングされるすべての SR ポリシーの合計トラフィックは 500 Mbps です。
この例で LCM が転送できる合計トラフィックは 240 Mbps です。つまり、800 Mbps – 560 Mbps = 240 Mbps
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LCM は、インターフェイス上の合計トラフィックからしきい値相当のトラフィックを差し引くことにより、代替パスを介して送信する必要があるトラフィック量を計算します。この例では、転送される量は 100 Mbps です。
800 Mbps – 640 Mbps(しきい値 70%)= 100 Mbps
LCM は、300 Mbps のうちの 100 Mbps(対象トラフィック)を別のパスにルーティングする必要があります。
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LCM は、必要な TTE SR ポリシーの数とそのパスを決定します。再ルーティングする必要がある量に対して最短パスに留まることができる LCM 対象トラフィックの割合によって、最短パスと代替パスでそれぞれ必要な TTE SR ポリシーの数が決まります。
この例では、LCM は輻輳したリンクから対象トラフィックの合計の 1/3(300 Mbps のうち 100 Mbps)を転送する必要があります。LCM は完全な ECMP を想定し、このトラフィック分割には 3 つの戦術的 SR-TE ポリシーが必要だと予測します。1 つの戦術的 SR-TE ポリシーが転送パスをとり、2 つの戦術的 SR-TE ポリシーが元のパスをとります。ノード 2 とノード 4 の間のパスに十分な容量があります。したがって、LCM では、SR-PCE を介してノード 2 からノード 3 に展開する 3 つの TTE SR ポリシー(それぞれ約 100 Mbps をルーティングすると想定)を推奨しています。
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ノード 3(200 Mbps)への直接パスを取る 2 つの TTE SR ポリシー
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TTE SR ポリシーの 1 つはノード 4(100 Mbps)経由のパスを取ります。
これらの推奨事項は、[LCM運用ダッシュボード(LCM Operational Dashboard)] にリストされます。
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LCM はこれらの TTE SR ポリシーを展開すると想定して、 展開された TTE ポリシーを引き続きモニターし、[LCM 運用ダッシュボード(LCM Operational Dashboard)] で必要に応じて変更または削除することを推奨します。TTE SR ポリシーの削除は、これらのポリシーが削除された(保留マージンを差し引く)場合に、緩和されたインターフェイスが輻輳しない場合に推奨されます。これにより、LCM の操作全体で不必要な TTE SR ポリシーのチャーンを回避できます。
回線型ポリシー
回線型セグメント ルーティング ポリシー(CS-SR または CS ポリシー)は、「回線エミュレーション」または「専用回線」と呼ばれる機能を実装するために使用できる接続指向のトランスポートサービスです。セグメントルーティング アーキテクチャの隣接関係 SID とステートフル PCEP パス計算を組み合わせることで、CS ポリシーは次の機能を提供します。
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双方向の予測可能な遅延およびその他のパフォーマンスメトリックを備えた、永続的、専用、双方向の、相互にルーティングされたトランスポートパス。
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これらのパスを使用するトラフィック エンジニアリング サービスの保証された帯域幅コミットメント。
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エンドツーエンドのパス保護により、サービスレベル契約に影響を与えないようにします。
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パス整合性の自動モニタリング、メンテナンス、および復元。
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回線型パスの柔軟な運用および管理。
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SONET/SDH などの古い CEM インフラストラクチャのソフトウェア定義の代替品。
回線型ポリシーの仕組み
CS ポリシーの初期設定は、次の手順で行います。
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Crosswork Network Controller とそのアプリケーションは、ネットワークトポロジを検出してマッピングします。
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Crosswork ユーザーは、CS ポリシーのサポートを有効にして、CS ポリシー全体に割り当てる基本帯域幅と、CS 計算パスで超過した場合にアラームを生成する帯域幅使用率のしきい値の割合を指定します。したがって、たとえば、回線型の使用のために帯域幅の 20% が予約されている 1 GB リンクでは、CS ポリシーはそのリンクの最大 200 Mbps を使用できます。ただし、帯域幅の最小しきい値がデフォルトの 80% に設定されている場合は、リンクの 160 Mbps が使用されるとすぐにアラームが生成されることに注意してください。
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ネットワークオペレータは、保証されたパスを確立するノードのセットごとに CS ポリシーを作成します。ポリシーは、メインパスによってリンクされる 2 つのノード、予約される帯域幅、およびバックアップパスを指定します。帯域幅とパスの障害に対応するには、設定に双方向性、パス保護、および performance-management liveness-detection 設定を含める必要があります。
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オペレータが CS ポリシーをコミットすると、デバイス常駐のパス計算クライアント(PCC)は、CS ポリシーの帯域幅およびその他の制約に準拠する候補の現用パスと保護パスを計算するように Crosswork 常駐 PCE サーバーに要求します(単一の PCEP 要求メッセージを使用)。
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CS ポリシーのサポートが有効になっている場合、PCC は両方のパスを計算し、割り当てられた使用可能な帯域幅から CS ポリシー保証帯域幅を差し引きます。
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Crosswork は、プライマリの現用パスおよび保護パスのリストを使用して PCC に応答し、それらにコミット、つまり「委任」します。トポロジマップには、CS ポリシーの設定時に設定された色を使用して、2 つのノード間の現在のアクティブパスと保護パスが表示され、CS ポリシーエンドポイントとして識別できるように 2 つのエンドポイントノードにラベルが付けられます。
初期設定後に、次のことが行われます。
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Crosswork は、委任されたパスとアクティブな CS ポリシーをモニターします。ネットワークで使用可能で予約可能な帯域幅をほぼリアルタイムで更新します。
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帯域幅使用率または追加の CS ポリシー要件が、設定された予約済み帯域幅または帯域幅使用率のしきい値を超えると、Crosswork はしきい値超過アラームを生成します。
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委任されたパスが何らかの理由で失敗した場合、Crosswork は必要に応じてパスを再計算します。









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