Introdução a IWAN e PfRv3

Introdução

Este documento descreve a Cisco Intelligent WAN (IWAN) e o Cisco Performance Routing (PfR).

IWAN

A Cisco IWAN é um sistema que melhora o desempenho de aplicativos de colaboração e nuvem, ao mesmo tempo em que reduz o custo operacional da WAN. A solução IWAN oferece orientação de projeto e implementação para organizações que procuram implantar uma WAN independente de transporte com controle de caminho inteligente, otimização de aplicativos e conectividade segura para a Internet e filiais, ao mesmo tempo em que reduz o custo operacional da WAN. A IWAN aproveita ao máximo a WAN premium e os serviços de Internet econômicos para aumentar a capacidade de largura de banda sem comprometer o desempenho, a confiabilidade ou a segurança de aplicativos de colaboração ou baseados em nuvem. As organizações podem usar a IWAN para aproveitar a Internet como um transporte de WAN, bem como para acesso direto a aplicativos de nuvem pública.

R1 preferirá que o tráfego de voz e vídeo siga o melhor caminho com um atraso, instabilidade e/ou perda relativamente menor entre os dois links disponíveis para ele. O outro tráfego tem a carga balanceada para maximizar a largura de banda.

A voz e o vídeo são roteados novamente se o caminho atual se degrada (Multiprotocol Label Switching (MPLS)) e, em seguida, o link Direct Internet Access (DIA) é escolhido.

A IWAN permite que você:

• Conecte-se a um modo de baixo custo como INTERNET para dados menos importantes.
• Permite que a WAN use otimização de aplicativos, cache inteligente e DIA altamente seguro.

Até agora, a única maneira de obter conectividade confiável com desempenho previsível é aproveitar uma WAN privada usando MPLS ou um serviço de linha alugada. No entanto, o MPLS baseado em operadora e os serviços de linha alugada podem ser caros e nem sempre são econômicos para uma organização usar para o transporte de WAN para suportar os crescentes requisitos de largura de banda para conectividade de local remoto. As organizações procuram maneiras de reduzir seu orçamento operacional enquanto fornecem adequadamente o transporte de rede para um local remoto.

A IWAN pode permitir que as empresas ofereçam uma experiência perfeita em qualquer conexão. Com a Cisco IWAN, as organizações de TI podem fornecer mais largura de banda para as conexões de suas filiais com opções de transporte de WAN mais baratas sem afetar o desempenho, a segurança ou a confiabilidade. Com a solução IWAN, o tráfego é roteado dinamicamente dependendo do acordo de nível de serviço (SLA) do aplicativo, do tipo de endpoint e das condições de rede para fornecer a melhor experiência de qualidade.

Com a IWAN, você pode implantar rapidamente os aplicativos de uso intensivo da largura de banda, como vídeo, infraestrutura de desktops virtuais (VDI) e serviços de Wi-Fi para convidados. E não importa qual modelo de transporte você prefere, seja MPLS, Internet, celular ou um modelo de acesso híbrido à WAN.

Esta figura descreve os componentes da solução IWAN. O roteamento de desempenho é um pilar fundamental dessa iniciativa:

Os quatro componentes da IWAN são:

• Design seguro e flexível, independente de transporte - A Dynamic Multipoint VPN (DMVPN) IWAN fornece recursos para fácil multihoming sobre qualquer oferta de serviço de operadora, que inclui MPLS, banda larga e 3G/4G/LTE celular.
  • Tecnologia: Design de sobreposição DMVPN/IPsec

• Controle de caminho inteligente - Com o Cisco PfR, este componente melhora o fornecimento de aplicativos e a eficiência da WAN. O PfR controla dinamicamente as decisões de encaminhamento de pacotes de dados ao observar o tipo de aplicação, o desempenho, as políticas e o status do caminho. O PfR protege os aplicativos de negócios do desempenho da WAN flutuante, enquanto faz o inteligente balanceamento de carga do tráfego no melhor caminho de desempenho com base na política do aplicativo. O PfR monitora o desempenho da rede (instabilidade, perda de pacotes, atraso) e toma decisões para encaminhar aplicativos críticos no melhor caminho de desempenho com base na política do aplicativo. O Cisco PfR consiste em roteadores de borda que se conectam ao serviço de banda larga e em um aplicativo de controlador primário suportado pelo software Cisco IOS® em um roteador. Os roteadores de borda coletam informações de tráfego e caminho e as enviam ao controlador principal, que detecta e aplica as políticas de serviço para atender aos requisitos do aplicativo. O Cisco PfR pode selecionar um caminho de WAN de saída para balancear a carga de forma inteligente com base nos custos do circuito, a fim de reduzir as despesas gerais de comunicação de uma empresa. O controle de caminho inteligente da IWAN é a chave para fornecer uma WAN de classe empresarial no transporte da Internet.
  • Tecnologia: PfR O PfR evolui para uma nova grande versão chamada PfRv3.

• Otimização de aplicativos - O Cisco Application Visibility and Control (AVC) e o Cisco Wide Area Application Services (WAAS) oferecem visibilidade e otimização de desempenho de aplicativos na WAN. Com aplicações cada vez mais opacas devido ao aumento da reutilização de portas conhecidas como HTTP (porta 80), a classificação de porta estática da aplicação não é mais suficiente. O Cisco AVC fornece reconhecimento de aplicativos com inspeção profunda de pacotes de tráfego para identificar e monitorar o desempenho dos aplicativos. A visibilidade e o controle no nível do aplicativo (camada 7) são fornecidos por meio de tecnologias AVC, como reconhecimento de aplicativo baseado na rede 2 (NBAR2), NetFlow, qualidade de serviço (QoS), monitoramento de desempenho, Medianet e mais. 
  • Tecnologias: Application Visibility and Control (AVC), WAAS, Akamai Connect

• Conectividade segura - protege a WAN e descarrega o tráfego do usuário diretamente para a Internet. Criptografia IPsec forte, firewalls baseados em zona e listas de acesso restritas são usados para proteger a WAN na Internet pública. O roteamento de usuários de filiais diretamente para a Internet melhora o desempenho de aplicações em nuvem pública, reduzindo o tráfego na WAN. O serviço Cisco Cloud Web Security (CWS) fornece um proxy da Web baseado em nuvem para gerenciar e proteger de forma centralizada o tráfego de usuários que acessam a Internet.
  • Tecnologias: Cisco IOS Firewall/IPS, Cloud Web Security (CWS)

Por que o DMVPN é usado

A IWAN usa um design prescritivo com um design independente de transporte híbrido com base no DMVPN. O DMVPN é implantado em MPLS e Internet Transport. Isso simplifica muito o roteamento usando um único domínio de roteamento que abrange os dois transportes. Os roteadores DMVPN usam interfaces de túnel que suportam tráfego IP unicast, IP multicast e broadcast, o que inclui o uso de protocolos de roteamento dinâmico. Após a ativação do túnel spoke-to-hub inicial, é possível criar túneis spoke-to-spoke dinâmicos quando os fluxos de tráfego IP de local para local exigirem isso.

O design independente de transporte é baseado em uma nuvem DMVPN por provedor. Neste guia, dois provedores são usados, um é considerado o principal (MPLS) e outro é considerado o secundário (Internet). Os sites de filiais estão conectados às duas nuvens DMVPN e os dois túneis estão ativos.

Como mostrado no diagrama, cada roteador da filial está conectado a ambos os provedores, um é MPLS, que é o principal, e o outro é INTERNET, que é o secundário.

Dependendo do tipo de tráfego, cada provedor é usado para enviar o tráfego. Por exemplo, os dados de prioridade mais alta podem ser enviados por MPLS e os dados com prioridade mais baixa podem ser roteados pela INTERNET. Isso o torna mais econômico e libera recursos disponíveis que podem ser utilizados para fins de negócios mais inovadores.

Design independente de transporte (DMVPN dupla)

Resumo do design

O design fornece caminhos WAN ativa-ativa que aproveitam ao máximo o DMVPN para uma sobreposição de IPsec confiável. O MPLS e as conexões com a Internet podem ser encerrados em um único roteador ou em dois roteadores separados para resiliência adicional. O mesmo design pode ser usado nos transportes MPLS, Internet ou 3G/4G, o que torna o design independente de transporte.

Recomenda-se usar um hub DMVPN (PfRv3 BR) por provedor e transportar no hub. Isso torna a configuração de roteamento muito mais fácil.

O DMVPN requer o uso de intervalos keepalive do Internet Key Management Protocol versão 2 (IKEv2) para Dead Peer Detection (DPD), que é essencial para facilitar a rápida reconvergência e para que o registro do spoke funcione corretamente caso um hub DMVPN seja recarregado. Esse design permite que um spoke detecte que o par da criptografia falhou e que a sessão IKEv2 com esse par está interrompida, o que possibilita que uma nova seja criada. Sem o DPD, a SA do IPsec deve expirar (o padrão é de 60 minutos) e quando o roteador não conseguir renegociar uma nova SA, uma nova sessão IKEv2 será iniciada. O tempo de espera máximo é de aproximadamente 60 minutos.

Resumo da fase de DMVPN

O DMVPN tem várias fases que são resumidas aqui:

A fase 1 do DMVPN é baseada na funcionalidade Hub e Spoke.

• Configuração simplificada e menor em hubs
• Suporte a CPEs endereçados dinamicamente (NAT)
• Suporte para protocolos de roteamento e multicast
• Spokes não precisam de tabela de roteamento completa, podem resumir no hub

A fase 2 do DMVPN não tem resumo no hub.

Cada spoke tem o próximo salto (endereço spoke) para cada prefixo de destino do spoke.

O PfR tem todas as informações para aplicar o caminho com PBR dinâmico e as informações corretas do próximo salto.

A fase 3 do DMVPN permite o resumo de rotas:

• Quando a pesquisa de rota pai é executada, somente a rota para o hub está disponível.
• O NHRP instala dinamicamente o túnel de atalho e, portanto, preenche o RIB/CEF.
• O PfR ainda tem as informações do próximo salto do hub e atualmente não está ciente da mudança do próximo salto. 

O PfRv3 é compatível com todas as fases do DMVPN.

Para obter mais informações sobre DMVPN, consulte Visão geral de DMVPN do Cisco IOS.