BFD-protocolrelatie begrijpen met app-bewuste routing

Inleiding

Dit document beschrijft de relatie die bestaat tussen de BFD Hello-pakketten en de statistieken van de App-Aware Routing Tunnel.

Voorwaarden

Vereisten

Cisco raadt u aan kennis van deze onderwerpen te hebben:

• Cisco Catalyst softwaregedefinieerde Wide Area Network (SD-WAN).
• App-bewuste routing.
• BFD.

Gebruikte componenten

De informatie in dit document is gebaseerd op de apparaten in een specifieke laboratoriumomgeving. Alle apparaten die in dit document worden beschreven, hadden een opgeschoonde (standaard)configuratie. Als uw netwerk live is, moet u zorgen dat u de potentiële impact van elke opdracht begrijpt.

• Cisco Catalyst SD-WAN Manager.
• Cisco IOS® XE Catalyst SD-WAN randen.

Achtergrondinformatie

Het BFD-protocol (Bidirectional Forwarding Detection) loopt over alle dataplatformtunnels tussen Cisco IOS-XE Catalyst SD-WAN apparaten. Dit protocol wordt gebruikt om de levendigheid en de wegkenmerken van de tunnels zoals de tunnelprestaties te controleren die als Verlies, Jitter, en Latentie worden gemeld.

Edge-apparaten maken gebruik van BFD Hello-probes om pakketverlies, jitter en latentie in de tunnel te meten. Deze statistieken worden berekend voor elke BFD Hello sonde en worden genomen over een glijdend venster van tijd genoemd opiniepeilingsinterval.

Deze verlies, latentie, en jitter statistieken worden gebruikt door app-Aware Routing om het verkeer te leveren dat op vereisten wordt gebaseerd die in het beleid worden geplaatst, genoemd SLA klassen, waarin het het maximumverlies, jitter, en latentie bepaalt die in de geselecteerde tunnel wordt toegestaan om de gegevens te leveren.

Daarom is het van groot belang om te begrijpen hoe de maatstaven worden berekend en hoe een verandering in de BFD-waarden de berekening van de tunnelprestaties voornamelijk kan beïnvloeden door verlies. De BFD-parameters zijn:

Parameter	Standaardwaarde	Bereik	Gebruik
BFD hello-interval	1 seconde	1 tot en met 65535 seconden	Pakketten om de levensduur van de tunnelverbinding te detecteren en fouten in de tunnel te detecteren.
Opiniepeilinterval	10 minuten (600.000 milliseconden)	1 tot en met 4.294.967 milliseconden	Hoe vaak wordt een pakketmaat berekend om statistieken te verschaffen.
Vermenigvuldiger	6	1 tot en met 6	Waarde die het pollinginterval vermenigvuldigt om de tijd te specificeren om gemiddeld verlies, gemiddelde latentie, en gemiddelde jitter te berekenen. Deze waarde bepaalt het aantal emmers.

Berekening van tunnelprestatiestatistieken

Voor standaard ingestelde BFD-parameters worden de statistieken als volgt berekend:

Polling Interval / BFD Hello Interval = 600.000 ms / 1000 ms = 600 BFD Hellos per emmer.

Als de multiplier is ingesteld op 6, betekent dit dat 6 emmers worden gebruikt om de gemiddelde latentie, jitter en verlies te berekenen. Met standaardwaarden is dit 1 uur. Deze totale tijd staat ook bekend als het app-routeinterval.

App-route-interval = Polling interval * multiplier = 600.000 ms x 6 = 3.600.000 ms gelijk aan 1 uur.

De berekeningen van de app-route statistieken worden gebruikt door App-Aware Routing om veranderingen in het gegevensvlak te bepalen. Om een Edge-apparaat te laten profiteren van de app-routestatistieken, moeten SLA-klassen worden gespecificeerd in het AAR-beleid waarin maximale aanvaardbare pakketjitter, verlies en latentie zijn ingesteld. Deze SLA-klassen worden in het AAR-beleid gebruikt om verkeer voor specifieke toepassingen volgens de SLA's te routeren.  

Zodra geconfigureerd in een Edge-apparaat, worden de AAR-statistieken gebruikt om te vergelijken met gemiddeld verlies, gemiddelde latentie en gemiddelde jitter die worden geleverd door de statistieken die met alle emmers zijn berekend (over het gehele app-route-interval). Het is ook belangrijk om op te merken dat de SLA's worden bijgewerkt na elke poll-interval, elke tien minuten standaard.

Om gemiddeld verlies, gemiddeld jitter en gemiddelde latentie te verkrijgen, worden de volgende vergelijkingen gebruikt:

Gemiddeld verlies = (totaal verlies over alle segmenten * 100) / Totaal aantal pakketten.

Gemiddelde latentie = (totaal verlies over alle emmers) / hoeveelheid emmers.

Gemiddelde Jitter = (totale jitter over alle emmers) / hoeveelheid emmer.

De berekening van deze waarden naast het gemiddelde van elke emmer kan in de CLI worden herzien met:

vEdge#show app-route stats

cEdge#show sdwan app-route stats

Terwijl in de GUI, het gemiddelde verlies, de gemiddelde latentie, en de gemiddelde jitter slechts kunnen in Monitor > Overzicht > de sectie van de Toepassingsbewuste Routing worden herzien.

Het kan ook worden bekeken in de sectie Monitor > Apparaten > Selecteer Apparaat > WAN > Tunnel.

Voorbeelden van BFD-waarden in relatie tot verlies

Aangezien BFD Hellos configureerbare waarden zijn, kunnen ze worden aangepast op basis van vereisten; het is echter belangrijk om ze na zorgvuldige overweging te wijzigen, anders kunnen scheve berekeningen of valse positieve statistieken worden ontvangen, aangezien de nauwkeurigheid van de gemiddelde verliesberekening afhankelijk is van de BFD-waarden. Met standaardwaarden van bijvoorbeeld:

Parameter	standaard
BFD hello-pakket	1 seconde
Opiniepeilinterval	(600.000 milliseconden) 10 minuten
Vermenigvuldiger	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 

Gemiddeld verlies = (7+5+13+4+5+12)100)/ (596+596+597+594+596+594)

          = 460/3573

          = 1,28-1%

Gemiddelde latentie = (110+11+11+11+11+11+110+111)/6

             = 110,66-110 ms

Gemiddelde Jitter = (50+50+53+53+50+50) / 6

            = 3/6 = 51 ms

Opmerking: Voor elke uitgevoerde berekening worden alleen gehele getallen weergegeven. Zelfs als decimal het exacte resultaat is, worden de gehele getallen afgerond tot het onderste gehele getal.

Normaal is het een goede optie om deze waarden aan te passen om de berekening vaker te maken, maar het kan een belangrijk effect veroorzaken; als in plaats van standaardwaarden het pollinginterval wordt gewijzigd in:

Parameter	standaard
BFD hello-pakket	1 seconde
Opiniepeilinterval	(60.000 milliseconden) 1 min
Vermenigvuldiger	6

Deze verandering betekent dat het 1 x 60 = 60 pakketten per emmer gebruikt in plaats van 600 als standaard. Het gemiddelde verlies resulteert in:

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 

Gemiddeld verlies = (1+3+1+3+2+1)*100)/(59+60+59+60+60+59)

          = (1100)/ 357

          = 3,08 ~ 3%

Als op dit punt bijvoorbeeld de SLA-klasse is ingesteld op een maximaal verlies van 3, dan is de tunnel onder de grens van de schending van de SLA. Als het pollinginterval echter wordt gewijzigd in:

Parameter	standaard
BFD hello-pakket	1 seconde
Opiniepeilinterval	(6000 milliseconden) 1 seconde
Vermenigvuldiger	6

Deze verandering betekent dat het 1 x 6 = 6 pakketten per emmer gebruikt in plaats van 600 als standaard. Het gemiddelde verlies resulteert in:

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 

Gemiddeld verlies = (5)100/(5+6+6+6+6+6+6)

          = (500)/29

          = 17,24-17%

Of het opiniepeilinterval wordt gereduceerd zonder de correcte bevestiging van hoeveel pakketten worden gebruikt om te meten, kan het het gemiddelde verlies beïnvloeden, kan het zelfde van toepassing zijn als het bfd hello-interval wordt verhoogd zonder het poolinterval te verhogen.

In het laatste voorbeeld, omdat zeer weinig pakketten worden gebruikt om de berekening te maken, met slechts één pakket verloren, kan het gemiddelde verlies aanzienlijk worden beïnvloed. Het resultaat van deze berekeningen is een App-Aware-beleidsgedrag met meerdere en zeer frequente failovers.

Het doel van deze uitleg is niet om de wijziging van die waarden te voorkomen, integendeel, in veel situaties moeten die sondes worden gewijzigd. Dit hangt volledig van netwerkvereisten af, maar het is hoogst belangrijk om te herzien hoeveel die hello pakketten kunnen worden verminderd.

Het configuratiebevel aan globaal gewijzigd het opiniepeilingsinterval is:

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