Por que o tráfego não tem balanceamento de carga em caminhos ECMP dos roteadores de hub SD-WAN

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Atualizado:9 de setembro de 2020
ID do documento:216012

Linguagem imparcial

O conjunto de documentação deste produto faz o possível para usar uma linguagem imparcial. Para os fins deste conjunto de documentação, a imparcialidade é definida como uma linguagem que não implica em discriminação baseada em idade, deficiência, gênero, identidade racial, identidade étnica, orientação sexual, status socioeconômico e interseccionalidade. Pode haver exceções na documentação devido à linguagem codificada nas interfaces de usuário do software do produto, linguagem usada com base na documentação de RFP ou linguagem usada por um produto de terceiros referenciado. Saiba mais sobre como a Cisco está usando a linguagem inclusiva.

Sobre esta tradução

A Cisco traduziu este documento com a ajuda de tecnologias de tradução automática e humana para oferecer conteúdo de suporte aos seus usuários no seu próprio idioma, independentemente da localização. Observe que mesmo a melhor tradução automática não será tão precisa quanto as realizadas por um tradutor profissional. A Cisco Systems, Inc. não se responsabiliza pela precisão destas traduções e recomenda que o documento original em inglês (link fornecido) seja sempre consultado.

Introdução


Este documento descreve um problema típico com o roteamento Equal-Cost Multipath (ECMP) na estrutura SD-WAN quando o tráfego de um roteador spoke não tem balanceamento de carga em vários roteadores de hub que anunciam o mesmo prefixo. Ele também explica como resolver esse problema e como usar vários comandos de troubleshooting, incluindo show sdwan policy service-path para troubleshooting de problemas de routing, que foi adicionado no software 17.2 Cisco IOS®-XE.

Pré-requisitos

Requisitos

A Cisco recomenda que você tenha conhecimento destes tópicos:

  • Compreensão básica do Protocolo de Gerenciamento de Sobreposição (OMP - Overlay Management Protocol)
  • Componentes SD-WAN e interação entre eles

Componentes Utilizados

Para fins de demonstração, foram usados os seguintes roteadores de software:

  • 4 roteadores Cisco IOS-XE CSR1000v executando a versão de software 17.2.1v no modo controlador (SD-WAN)
  • Controlador vSmart executando a versão de software 20.1.12

As informações neste documento foram criadas a partir de dispositivos em um ambiente de laboratório específico. Todos os dispositivos utilizados neste documento foram iniciados com uma configuração (padrão) inicial. Se a rede estiver ativa, certifique-se de que você entenda o impacto potencial de qualquer comando.

Informações de Apoio

Para os fins deste documento, a topologia deste laboratório é usada:

Aqui você pode encontrar um resumo dos parâmetros de ID do local e IP do sistema atribuídos a cada dispositivo na estrutura de SD-WAN:

hostname system-ip ID do site
cE1 (hub1) 192.168.30.214 214
cE2 (hub2) 192.168.30.215 215
cE3 (spoke1) 192.168.30.216 216
vSmart 192.168.30.113 1

Cada hub tem 4 TLOCs (Transport location identifier) com cores atribuídas de acordo com o diagrama de topologia e cada hub anuncia a rota padrão 0.0.0.0/0 para o spoke (roteador de filial cE3) junto com a sub-rede 192.168.2.0/24. Não há nenhuma política configurada no vSmart para preferir qualquer caminho/dispositivo e todas as configurações de OMP também são definidas como padrão em todos os dispositivos. O restante da configuração é a configuração mínima padrão para a funcionalidade básica de sobreposição de SD-WAN e, portanto, não é fornecida para ser breve. Você pode esperar redundância ativa-ativa e tráfego de saída para roteadores de hub com balanceamento de carga em todos os uplinks disponíveis do roteador da filial.

Problema

Os roteadores de filial instalam a rota padrão e fazem a rota para a sub-rede 192.168.2.0/24 somente através do roteador cE1 (hub1):

ce3#show ip route vrf 2 | b Gateway
Gateway of last resort is 192.168.30.214 to network 0.0.0.0

m*    0.0.0.0/0 [251/0] via 192.168.30.214, 00:08:30, sdwan_system_ip
m     192.168.2.0/24 [251/0] via 192.168.30.214, 00:10:01, sdwan_system_ip
      192.168.216.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C        192.168.216.0/24 is directly connected, Loopback2
L        192.168.216.216/32 is directly connected, Loopback2

Isso ocorre porque cE3 recebe apenas 4 rotas para a rota padrão 0.0.0.0/0, bem como para 192.168.2.0/24.

ce3#show sdwan omp routes vpn 2 | begin PATH
                                            PATH                      ATTRIBUTE
VPN    PREFIX              FROM PEER        ID     LABEL    STATUS    TYPE       TLOC IP          COLOR            ENCAP  PREFERENCE
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2      0.0.0.0/0           192.168.30.113   61614  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   mpls             ipsec  -
                           192.168.30.113   61615  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   biz-internet     ipsec  -
                           192.168.30.113   61616  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   private1         ipsec  -
                           192.168.30.113   61617  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   private2         ipsec  -
2      192.168.2.0/24      192.168.30.113   61610  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   mpls             ipsec  -
                           192.168.30.113   61611  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   biz-internet     ipsec  -
                           192.168.30.113   61612  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   private1         ipsec  -
                           192.168.30.113   61613  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   private2         ipsec  -
2      192.168.216.0/24    0.0.0.0          68     1003     C,Red,R   installed  192.168.30.216   biz-internet     ipsec  -
                           0.0.0.0          81     1003     C,Red,R   installed  192.168.30.216   private1         ipsec  -
                           0.0.0.0          82     1003     C,Red,R   installed  192.168.30.216   private2         ipsec  -

Embora no vSmart, você pode ver que ele recebe todas as 8 rotas (4 rotas para cada cor TLOC em cada hub):

vsmart1# show omp routes vpn 2 | b PATH
                                            PATH                      ATTRIBUTE
VPN    PREFIX              FROM PEER        ID     LABEL    STATUS    TYPE       TLOC IP          COLOR            ENCAP  PREFERENCE
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2      0.0.0.0/0           192.168.30.214   66     1003     C,R       installed  192.168.30.214   mpls             ipsec  -
                           192.168.30.214   68     1003     C,R       installed  192.168.30.214   biz-internet     ipsec  -
                           192.168.30.214   81     1003     C,R       installed  192.168.30.214   private1         ipsec  -
                           192.168.30.214   82     1003     C,R       installed  192.168.30.214   private2         ipsec  -
                           192.168.30.215   66     1003     C,R       installed  192.168.30.215   mpls             ipsec  -
                           192.168.30.215   68     1003     C,R       installed  192.168.30.215   biz-internet     ipsec  -
                           192.168.30.215   81     1003     C,R       installed  192.168.30.215   private1         ipsec  -
                           192.168.30.215   82     1003     C,R       installed  192.168.30.215   private2         ipsec  -
2      192.168.2.0/24      192.168.30.214   66     1003     C,R       installed  192.168.30.214   mpls             ipsec  -
                           192.168.30.214   68     1003     C,R       installed  192.168.30.214   biz-internet     ipsec  -
                           192.168.30.214   81     1003     C,R       installed  192.168.30.214   private1         ipsec  -
                           192.168.30.214   82     1003     C,R       installed  192.168.30.214   private2         ipsec  -
                           192.168.30.215   66     1003     C,R       installed  192.168.30.215   mpls             ipsec  -
                           192.168.30.215   68     1003     C,R       installed  192.168.30.215   biz-internet     ipsec  -
                           192.168.30.215   81     1003     C,R       installed  192.168.30.215   private1         ipsec  -
                           192.168.30.215   82     1003     C,R       installed  192.168.30.215   private2         ipsec  -

Se a rota padrão de cE1 (hub1) for perdida, os roteadores spoke instalarão a rota de cE2 (hub2). Portanto, não há redundância ativo-ativo e sim ativo-standby com cE1 atuando como um roteador principal.

Você também pode verificar qual caminho de saída é tomado para o fluxo de tráfego específico com a ajuda do comando show sdwan policy service-path como no exemplo aqui:

ce3#show sdwan policy service-path vpn 2  interface Loopback2 source-ip 192.168.216.216 dest-ip 192.168.2.1 protocol 6 source-port 53453 dest-port 22 dscp 48 app ssh
Next Hop: IPsec
  Source: 192.168.109.216 12347 Destination: 192.168.110.214 12427 Local Color: biz-internet Remote Color: mpls Remote System IP: 192.168.30.214

Para ver todos os caminhos disponíveis para um tipo de tráfego específico, use a palavra-chave all:

ce3#show sdwan policy service-path vpn 2  interface Loopback2 source-ip 192.168.216.216 dest-ip 192.168.2.1 protocol 6 source-port 53453 dest-port 22 dscp 48 app ssh all
Number of possible next hops: 4
Next Hop: IPsec
  Source: 192.168.109.216 12347 Destination: 192.168.110.214 12427 Local Color: biz-internet Remote Color: mpls Remote System IP: 192.168.30.214
Next Hop: IPsec
  Source: 192.168.108.216 12367 Destination: 192.168.108.214 12407 Local Color: private2 Remote Color: private2 Remote System IP: 192.168.30.214
Next Hop: IPsec
  Source: 192.168.107.216 12367 Destination: 192.168.107.214 12407 Local Color: private1 Remote Color: private1 Remote System IP: 192.168.30.214
Next Hop: IPsec
  Source: 192.168.109.216 12347 Destination: 192.168.109.214 12387 Local Color: biz-internet Remote Color: biz-internet Remote System IP: 192.168.30.214

Assim, isso também confirma que apenas 4 caminhos estão disponíveis em vez de 8 para o roteador cE3 (spoke2).

Se você verificar o que exatamente o vSmart anuncia, verá apenas 4 rotas anunciadas para cE3:

vsmart1# show omp routes vpn 2 0.0.0.0/0 detail | nomore | exclude not\ set | b ADVERTISED\ TO: | b peer\ \ \ \ 192.168.30.216
peer    192.168.30.216
    Attributes:
     originator       192.168.30.214
     label            1003
     path-id          61629
     tloc             192.168.30.214, private2, ipsec
     site-id          214
     overlay-id        1
     origin-proto     static
     origin-metric    0
    Attributes:
     originator       192.168.30.214
     label            1003
     path-id          61626
     tloc             192.168.30.214, mpls, ipsec
     site-id          214
     overlay-id        1
     origin-proto     static
     origin-metric    0
    Attributes:
     originator       192.168.30.214
     label            1003
     path-id          61628
     tloc             192.168.30.214, private1, ipsec
     site-id          214
     overlay-id        1
     origin-proto     static
     origin-metric    0
    Attributes:
     originator       192.168.30.214
     label            1003
     path-id          61627
     tloc             192.168.30.214, biz-internet, ipsec
     site-id          214
     overlay-id        1
     origin-proto     static
     origin-metric    0

Com base nessa saída, você pode concluir que o problema é causado pelo controlador vSmart.

Solução

Esse comportamento é causado pela configuração padrão de send-path-limit no controlador vSmart. send-path-limit define o número máximo de rotas ECMP anunciadas do roteador Edge para o controlador vSmart e do controlador vSmart para outros roteadores Edge. O valor padrão é 4 e, geralmente, é suficiente para o roteador de borda (como nessa topologia com 4 uplinks em cada roteador de hub), mas não suficiente para o controlador vSmart enviar todos os caminhos disponíveis para os outros roteadores de borda. O valor máximo que pode ser definido para send-path-limit é 16, mas em alguns casos extremos, isso ainda pode não ser suficiente, embora haja uma solicitação de aprimoramento CSCvs89015 aberta para aumentar o valor máximo para 128. 

Para resolver esse problema, você deve redefinir as configurações do vSmart, como no exemplo aqui:

vsmart1# conf t
Entering configuration mode terminal
vsmart1(config)# omp
vsmart1(config-omp)# send-path-limit 8
vsmart1(config-omp)# commit
Commit complete.
vsmart1(config-omp)# end
vsmart1# show run omp
omp
 no shutdown
 send-path-limit  8
 graceful-restart
!
vsmart1#

Em seguida, todas as 8 rotas são anunciadas pela vSmart aos roteadores de filial e recebidas por eles:

ce3#show sdwan omp routes vpn 2 | begin PATH
                                            PATH                      ATTRIBUTE
VPN    PREFIX              FROM PEER        ID     LABEL    STATUS    TYPE       TLOC IP          COLOR            ENCAP  PREFERENCE
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2      0.0.0.0/0           192.168.30.113   61626  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   mpls             ipsec  -
                           192.168.30.113   61627  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   biz-internet     ipsec  -
                           192.168.30.113   61628  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   private1         ipsec  -
                           192.168.30.113   61629  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   private2         ipsec  -
                           192.168.30.113   61637  1003     C,R       installed  192.168.30.215   mpls             ipsec  -
                           192.168.30.113   61638  1003     C,R       installed  192.168.30.215   biz-internet     ipsec  -
                           192.168.30.113   61639  1003     C,R       installed  192.168.30.215   private1         ipsec  -
                           192.168.30.113   61640  1003     C,R       installed  192.168.30.215   private2         ipsec  -
2      192.168.2.0/24      192.168.30.113   61610  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   mpls             ipsec  -
                           192.168.30.113   61611  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   biz-internet     ipsec  -
                           192.168.30.113   61612  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   private1         ipsec  -
                           192.168.30.113   61613  1003     C,I,R     installed  192.168.30.214   private2         ipsec  -
                           192.168.30.113   61633  1003     C,R       installed  192.168.30.215   mpls             ipsec  -
                           192.168.30.113   61634  1003     C,R       installed  192.168.30.215   biz-internet     ipsec  -
                           192.168.30.113   61635  1003     C,R       installed  192.168.30.215   private1         ipsec  -
                           192.168.30.113   61636  1003     C,R       installed  192.168.30.215   private2         ipsec  -
2      192.168.216.0/24    0.0.0.0          68     1003     C,Red,R   installed  192.168.30.216   biz-internet     ipsec  -
                           0.0.0.0          81     1003     C,Red,R   installed  192.168.30.216   private1         ipsec  -
                           0.0.0.0          82     1003     C,Red,R   installed  192.168.30.216   private2         ipsec  -

Embora os roteadores de filial ainda instalem rotas somente via cE1 (hub1):

ce3#sh ip route vrf 2 0.0.0.0

Routing Table: 2
Routing entry for 0.0.0.0/0, supernet
  Known via "omp", distance 251, metric 0, candidate default path, type omp
  Last update from 192.168.30.214 on sdwan_system_ip, 01:11:26 ago
  Routing Descriptor Blocks:
  * 192.168.30.214 (default), from 192.168.30.214, 01:11:26 ago, via sdwan_system_ip
      Route metric is 0, traffic share count is 1

ce3#sh ip route vrf 2 192.168.2.0

Routing Table: 2
Routing entry for 192.168.2.0/24
  Known via "omp", distance 251, metric 0, type omp
  Last update from 192.168.30.214 on sdwan_system_ip, 01:33:56 ago
  Routing Descriptor Blocks:
  * 192.168.30.214 (default), from 192.168.30.214, 01:33:56 ago, via sdwan_system_ip
      Route metric is 0, traffic share count is 1
ce3#

show sdwan policy service-path confirmará o mesmo e, portanto, a saída não será fornecida para ser breve.

A razão para isso é também a configuração padrão de outro comando ecmp-limit. Por padrão, o roteador de borda instala somente os primeiros 4 caminhos ECMP na tabela de roteamento; portanto, para corrigir esse problema, você deve reconfigurar os roteadores spoke como no exemplo aqui:

ce3#config-t

admin connected from 127.0.0.1 using console on ce3
ce3(config)# sdwan
ce3(config-sdwan)# omp
ce3(config-omp)# ecmp-limit 8
ce3(config-omp)# commit
Commit complete.

show ip route confirma que ambas as rotas através de ambos os hubs estão instaladas agora:

ce3#sh ip ro vrf 2 | b Gateway
Gateway of last resort is 192.168.30.215 to network 0.0.0.0

m*    0.0.0.0/0 [251/0] via 192.168.30.215, 00:00:37, sdwan_system_ip
                [251/0] via 192.168.30.214, 00:00:37, sdwan_system_ip
m     192.168.2.0/24 [251/0] via 192.168.30.215, 00:00:37, sdwan_system_ip
                     [251/0] via 192.168.30.214, 00:00:37, sdwan_system_ip
      192.168.216.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C        192.168.216.0/24 is directly connected, Loopback2
L        192.168.216.216/32 is directly connected, Loopback2
ce3#

Se você usar modelos de dispositivo vManage com base em modelos de recursos, para obter o mesmo resultado, será necessário ajustar o modelo de recursos OMP como nesta captura de tela (limite ECMP para modelo de recursos OMP usado por roteadores e Número de caminhos anunciados por prefixo para modelo de recursos OMP usado pelo vSmart):

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TAC Authored

Colaborado por engenheiros da Cisco

  • Eugene Khabarov
    Engenheiro do Cisco TAC

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