Polarització CEF

Introducció

Aquest document descriu com la polarització de l’Cisco Express Forwarding (CEF) pot causar l’ús subòptim dels trajectes redundants a una xarxa de destinació. La polarització CEF és l’efecte quan un algoritme d’especejament tria un trajecte determinat i els trajectes redundants segueixen sent totalment inusitats.

Prerequisites

Requisits

No hi ha requisits específics per a aquest document.

Components utilitzats

La informació en aquest document es basa en un Cisco Catalyst 6500 Switch que s’executi en un supervisor de cerca 720.

la informació que conté aquest document es va crear a partir dels dispositius en un ambient de laboratori específic. Tots els dispositius que s’utilitzen en aquest document es van posar en funcionament amb una configuració verificada (per defecte). Si la xarxa està funcionant, assegureu-vos d’haver comprès l’impacte que pot tenir qualsevol ordre.

Antecedents

El CEF commuta els paquets basats en la taula de ruteo que és poblada pels Routing Protocol, com ara Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) i OSPF (OSPF). El CEF realitza el balanceig de càrrega una vegada que es calcula la taula de ruteo (RIB). En un disseny de xarxa jeràrquic, pot haver molts els trajectes redundants de l’igual cost de la capa 3 (L3). Penseu aquesta topologia on els fluxos de trànsit de la capa d’accés a través de la distribució i de la base i en el centre de dades.

Assumeixi que per arribar a la xarxa 10.1.1.1 del de l’router1 (r1), hi ha dos links de cost equivalent (L1, L2). S’utilitza la decisió sobre la qual dels dos connecta és feta per un algoritme d’especejament. Per abandonament, l’IP de la font (glop) i l’IP de destinació (IMMERSIÓ) s’utilitzen com els paràmetres en l’algoritme d’especejament.

Aquí està una descripció de com l’algoritme d’especejament treballa:

quan hi ha només dues trajectòries, el Switch / el router realitza exclusiu-O l’operació (XOR) en els bits de pes inferior (un bit quan qualsevol de dos links necessita ser seleccionat, dos bits per 3-4 links, i així successivament) de l’glop i de la IMMERSIÓ. L’operació XOP el mateix SORBE i submergeix sempre els resultats en l’ús de l’paquet de el mateix link.

El paquet llavors passa sobre la capa de distribució, on el mateix algoritme d’especejament s’utilitza juntament amb la mateixa entrada de l’hash, i escull un sol link per a tots els fluxos, que surt de l’altre link underutilized. Aquest procés s’anomena polarització CEF (l’ús de el mateix algoritme d’especejament i de el mateix hash entrar que flueixen els resultats en l’ús d’un link de trajectòria múltiple de el sol igual cost (ECMP) per a TOTS).

aquest exemple il·lustra aquest procés més detalladament:

a

1. El trànsit originat de 10.240.18.1 i destinat a 10.240.20.1 ingressa la xarxa al router a i és CEF-Switched. Perquè hi ha dos links de cost equivalent a la xarxa 10.240.20.0/24, les adreces d’origen i de destinació en el paquet passen a través de l’algoritme d’especejament, i el resultat és una trajectòria específica usada per arribar al destí. En aquest cas, la trajectòria la presa dels paquets està cap al C de l’router. D’allí, els paquets van a el router F, i encesa al seu destí final.

a

2. El trànsit originat de 10.240.18.2 i destinat a 10.240.20.1 ingressa la xarxa al router A i és CEF -Switched també. Perquè hi ha dos links de cost equivalent a la xarxa 10.240.20.0/24, les adreces d’origen i de destinació en el paquet passen a través de l’algoritme d’especejament, i CEF tria una trajectòria. En aquest cas, la trajectòria la presa dels paquets està cap al router B.

a

3. El trànsit originat de 10.240.18.3 i destinat a 10.240.20.1 ingressa la xarxa al router A i és també CEF-Switched. Perquè hi ha dos links de cost equivalent a la xarxa 10.240.20.0/24, les adreces d’origen i de destinació en el paquet passen a través de l’algoritme d’especejament, i CEF tria una trajectòria. En aquest cas, la trajectòria la presa dels paquets està cap al router B.

a

4. Els paquets originats de 10.240.18.2 i 10.240.18.3 tots dos arriben el router B, que té una altra vegada dos links de cost equivalent per assolir 10.240.20.1. Funciona amb una altra vegada aquests conjunts dels parells de la font i de la destinació a través del algoritme d’especejament, que produeix els mateixos resultats aquests l’algoritme d’especejament al router A produït. Això vol dir que les dues seqüències dels paquets passen al llarg d’una trajectòria – en aquest cas, el link cap al router E. El link cap al router D no rep cap trànsit.

a

5. Després de l’ trànsit originat de 10.240.18.2 i de 10.240.18.3 es rep en el router E, es commuta al llarg de la trajectòria a l’router F seguit de encès al seu destí final.

Com evitar la polarització CEF

1. Canvieu (glop + IMMERSIÓ + els ports Layer4) la configuració per defecte (glop i IMMERSIÓ) i completa de les entrades de l’picat en cada capa de la xarxa. a el Catalyst 6500 proporciona algunes opcions per al algoritme de trossejament: amor
   • Valor per defecte – Utilitzeu el IP Address d’origen i de destinació, amb les ponderacions desiguals donades a cada link per prevenir la polarització.
   • Simple – Utilitzeu l’IP Address d’origen i de destinació, amb la ponderació igual donada a cada link.
   • Per complet – Utilitzeu l’IP Address d’origen i de destinació i acode 4 números de port, amb les ponderacions desiguals.
   • Simples plens – Utilitzeu l’IP Address d’origen i de destinació i acode 4 números de port, amb les ponderacions iguals donades a cada link.

    6500(config)#mls ip cef load-sharing ?
   full load balancing algorithm to include L4 ports
   simple load balancing algorithm recommended for a single-stage CEF router
   6500(config)#mls ip cef load-sharing full ?
   simple load balancing algorithm recommended for a single-stage CEF router
   <cr>

   Actualment, ninguns ordres existeixen per marcar l’algoritme de la càrrega compartida funcionant. La millor manera de descobrir que el mètode és funcionant és marcar la configuració actual via el comandament show running-config. Si no hi ha configuració l’actual començar amb la càrrega compartida de l’cef de l’IP dels mls, l’algoritme desigual predeterminat de la font i de la ponderació de la destinació és funcionant.

   Note: 1) el Catalyst 6500 no suporta per la càrrega compartida de el paquet. 2) l’opció completa no inclou un ID universal al hash. Si s’utilitza en cada capa d’una topologia de múltiples capes, la polarització és possible. És recomanable utilitzar l’opció simple amb aquesta comanda per assolir una millor càrrega compartida i utilitzar menys adjacències de el maquinari.

2. Canvieu fins i tot i el nombre imparell de links ECMP en cada capa de la xarxa. a el balanceig de càrrega CEF no depèn de com les rutes de el protocol s’insereixen en la taula de ruteo. Per tant, les OSPF rutes exhibeixen el mateix comportament que el EIGRP. En una xarxa jeràrquica on hi ha diversos Routers que realitza la càrrega compartida en fila, totes utilitzen la mateixa càrrega-part de l’algoritme.: Els balanços de la càrrega de l’algoritme d’especejament aquesta manera per abandonament: amor

   1: 1
   2: 7-8
   3: 1-1-1
   4: 1-1-1-2
   5: 1-1-1-1-1
   6: 1-2-2-2-2-2
   7: 1-1-1-1-1-1-1
   8: 1-1-1-2-2-2-2-2

   el nombre abans dels dos punts representa el nombre de links de cost equivalent. El nombre després que els dos punts representin la proporció de trànsit que es remeti per la trajectòria.
   Això vol dir que: a

   • Per a dos trajectes d’igual cost, la càrrega compartida és 46.666% – 53.333%, no 50% -50%.
   • Per a tres trajectes d’igual cost, la càrrega compartida és 33.33% -33.33% -33.33% (com s’esperava).
   • Per quatre trajectes d’igual cost, la càrrega compartida és 20% -20% -20% -40% i no el 25% -25% -25% -25%.

   Això il·lustra que, quan hi ha nombre parell de links ECMP, el trànsit no és càrrega balancejada
   Una manera de desactivar la polarització CEF és la ponderació de l’anti-polarització, que va ser introduïda en la versió 12.2 (17d) SXB2.
   Per habilitar la ponderació de l’anti-polarització, ingressi aquesta comanda: a

   6500(config)# mls ip cef load-sharing full simple

   Feu servir aquesta comanda si hi ha dos trajectes d’igual cost i tots dos necessiten ser utilitzats igualment. L’addició de la paraula clau simple permet que el maquinari utilitzi la mateixa quantitat de adjacències que a la adjacència CEF de l’® de l’Cisco IOS. Sense la paraula clau simple, el maquinari instal les entrades d’adjacència addicionals per evitar la polarització de la plataforma.

a

3. El Cisco IOS va introduir un concepte anomenat l’ID únic / universal-ID que les ajudes eviten la polarització CEF. Aquest algoritme, anomenat l’algoritme universal (el valor per defecte en les versions de l’Cisco IOS actuals), afegeix un valor router-específic de 32 bits a la funció d’especejament (anomenada el ID universal – això és un valor aleatòriament cap amunt generat a l’hora de l’inici de l’Switch que pot pot ser manualment controlat). Això sembra la funció d’especejament en cada router amb un ID únic, que s’assegura que això la mateixa font / parells de la destinació desfaci en un divers valor en divers Routers al llarg de la trajectòria. Aquest procés proporciona una millor càrrega compartida per tota la xarxa i evita el problema de la polarització. Aquest concepte de l’ID únic no treballa per a un nombre parell de links de cost equivalent a causa d’una limitació de el maquinari, sinó que treballa perfectament per a un nombre imparell de links de cost equivalent. Per superar aquest problema, el Cisco IOS afegeix un enllaç a la taula d’adjacència de el maquinari quan hi ha un nombre parell de links de cost equivalent per fer que el sistema creu que hi ha un nombre imparell de links de cost equivalent.
   Per configurar un valor personalitzat per a l’ID universal, utilitzeu: a

   6500(config)ip cef load-sharing algorithm universal <id>