Polarização CEF

Introdução

Este documento descreve como a polarização do encaminhamento do Cisco Express (CEF) pode causar o uso suboptimal de caminhos redundantes a uma rede de destino. A polarização do CEF é o efeito quando um algoritmo de Troee escolhe um certo caminho e caminhos redundantes ainda são totalmente incomuns.

pré-requisito

Requisitos

Não há requisitos específicos para este documento .

Componentes usados

As informações neste documento são baseadas em um interruptor Cisco Catalyst 6500 que é executado em um mecanismo de supervisor 720.

As informações contidas neste O documento foi criado a partir dos dispositivos em um ambiente de laboratório específico. Todos os dispositivos usados neste documento foram colocados em operação com uma configuração verificada (padrão). Se a rede estiver funcionando, certifique-se de ter entendido o impacto que qualquer comando pode ter.

Background

O CEF muda os pacotes com base na tabela de roteamento que é preenchida pelo protocolo de roteamento , como o protocolo de roteamento de gateway interior aprimorado (EIGRP) e o caminho mais curto aberto primeiro (OSPF). O CEF realiza o rolamento de carregamento quando a tabela de roteamento (costela) é calculada. Em um design de rede hierárquico, pode haver muitas viagens redundantes do mesmo custo da Camada 3 (L3). Considere esta topologia em que os fluxos de tráfego da camada de acesso através da distribuição e da base e no data center.

Suponha que atinja a rede 10.1.1.1 do roteador1 (R1), existem dois links de custo equivalentes (L1, L2). A decisão sobre a qual das duas conexões é utilizada é feita por um algoritmo de Troee. Por abandono, o IP de origem (SIP) e o IP de destino (imersão) são usados como parâmetros no algoritmo TROCEE.

Aqui está uma descrição de como o algoritmo Troeo funciona:

Quando há apenas duas trajetórias, o interruptor / roteador executa exclusivamente – ou operação (XOR) em bits de peso inferior (um pouco quando qualquer um dos dois links precisam ser selecionados, dois bits para 3-4 links, e assim por diante) de o gole e imersão. A operação do XOP a mesma sorbe e sempre submerge os resultados no uso do pacote do mesmo link.

O pacote passa pela camada de distribuição, onde o mesmo algoritmo de troncebe é usado junto com a mesma entrada Do hash, e escolha um único link para todos os fluxos, que deixam o outro link intutilizado. Esse processo é chamado de polarização do CEF (o uso do mesmo algoritmo de trócee e o próprio Hashs, inseriu que os resultados fluem para o uso de um link de múltiplas trajetórias do mesmo custo (ECMP) para todos).

Este exemplo ilustra este processo em mais detalhes:

1. o tráfego originado de 10.240.18.1 e destinado a 10.240.20.1 Digite a rede no A e Es CEF-comutado. Como existem dois links de custo equivalentes à rede 10.240.20.0/24, os endereços de origem e destino no pacote passam pelo algoritmo TROCEE, e o resultado é uma trajetória específica usada para atingir o destino. Neste caso, o caminho que toma os pacotes é para o C do roteador. De lá, os pacotes vão para o roteador f, e para o seu destino final.
2. tráfego originado de 10.240.18.2 e destinado a 10.240.20.1 Digite a rede no A e Es CEF – Comutado também. Como existem dois links de custo equivalentes à rede 10.240.20.0/24, os endereços de origem e destino no pacote passam pelo algoritmo de calças, e o CEF escolhe uma trajetória. Neste caso, o caminho que leva os pacotes é para o roteador b.
3. O tráfego originou-se de 10.240.18.3 e destinado a 10.240.20.1 Digite a rede no roteador A e também é cef- comutado. Como existem dois links de custo equivalentes à rede 10.240.20.0/24, os endereços de origem e destino no pacote passam pelo algoritmo de calças, e o CEF escolhe uma trajetória. Neste caso, o caminho que toma os pacotes é para o roteador b.
4. pacotes originados de 10.240.18.2 e 10.240.18.3 ambos chegam ao roteador B, que tem dois links novamente de custo equivalente para alcançar 10.240.20 .1. Funciona novamente estes conjuntos dos pares da fonte e do destino através do algoritmo de Troee, que produz os mesmos resultados que o algoritmo de Troeum no roteador produzido. Isso significa que ambas as sequências de pacotes passam por uma trajetória – neste caso, o link para o roteador E. O link para o roteador D não recebe nenhum tráfego.
5. após o tráfego originado de 10.240.18 .2 e 10.240.18.3 É recebido no roteador E, comutando ao longo do caminho f, e depois para o seu destino final.

como evitar a polarização CEF

1. alternate entre (SIP + imersão + portas camada4) as configurações padrão (SIP e imersão) e completa a partir do helicóptero em cada camada de rede.
   O catalisador 6500 fornece algumas opções para o algoritmo de Roceo:
   
   • Valor padrão – Use o endereço IP de origem e destino, com os pesos desequilibrais dados a cada link para evitar a polarização.
   • Simples – use o endereço IP de origem e destino, com o peso igual fornecido a cada link .
   • Completamente – use o endereço IP de origem e destino e números de porta ACODE 4, com pesos desiguais.
   • Simples completo – use o endereço IP de origem e destino e números de porta ACODE 4 , com os pesos iguais dados 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>

   Atualmente, não existem comandos para marcar o algoritmo do funcionamento de carga compartilhado. A melhor maneira de descobrir que o método está funcionando é marcar a configuração atual pelo comando Show Running-Config. Se não houver configuração, o início atual com o carregamento CEF do IP do MLS, a taxa incerta padrão da fonte e a ponderação do destino estiver funcionando.

   Nota: 1) O catalisador 6500 não suporte pela carga compartilhada do pacote. 2) A opção completa não inclui um ID universal no hash. Se usado em cada camada de uma topologia multicamada, a polarização é possível. É aconselhável usar a opção simples com este comando para obter uma carga compartilhada melhor e usar menos adjacências de hardware.

2. alternar entre mesmo e o número ímpar de links ECMP em cada camada de rede.
   Rolamento de carregamento CEF não depende de como as rotas de protocolo são inseridas na tabela de roteamento. Portanto, as rotas OSPF exibem o mesmo comportamento que o Eigrp. Em uma rede hierárquica onde há vários roteadores que realiza a carga compartilhada em uma linha, todas usam a mesma parte de carga do algoritmo.
   Os balanços do algoritmo de calças dessa maneira por abandono:
   

   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

   O número antes dos dois pontos representar o número de links de custo equivalente. O número após os dois pontos representam a proporção de tráfego que é encaminhada pela trajetória.
   Isto significa que:

   • para dois custos iguais, a carga compartilhada é de 46,666% – 53.333%, não 50 % -50%.
   • para três viagens de igual custo, a carga compartilhada é 33,33% -33,33% -33,33% (conforme esperado).
   • para quatro viagens de custo igual, A carga compartilhada é de 20% a 20% a 20% -40% e não 25% -25% -25% -25%.

   isso ilustra que, quando há um número de par de Links ECMP, o tráfego não é carga equilibrada
   Uma maneira de desabilitar a polarização CEF é a ponderação do anti-polarização, que foi introduzida na versão 12.2 (17D) SXB2.
   Para permitir a ponderação da anti-polarização, Digite este comando:
   Use este comando se houver dois custos iguais e ambos precisam ser usados igualmente. A adição da palavra-chave simples permite que o hardware use a mesma quantidade de adjacências quanto na adjacência CEF do Cisco IOS. Sem a simples palavra-chave, o hardware instala as entradas adjacências adicionais para evitar a polarização da plataforma.

3. cisco ios introduziu um conceito chamado o id exclusivo / universal que ajuda a evitar a polarização. Este algoritmo, chamado algoritmo universal (o valor padrão nas versões atuais da Cisco), adiciona um valor de roteador específico de 32 bits à função TROCEE (chamado de ID universal – este é um valor aleatório gerado para o horário de início do interruptor que pode ser controlado manualmente). Isso semeia a função de Troeum em cada roteador com um ID exclusivo, que é garantido que a mesma fonte / pares de destino desmorona em um valor diferente em roteadores diferentes ao longo do caminho. Esse processo fornece uma carga compartilhada melhor para toda a rede e evita o problema da polarização. Este conceito do ID exclusivo não funciona para um par de links de custo equivalente devido a uma limitação de hardware, mas funciona perfeitamente para um número ímpar de links de custo equivalente. Para superar esse problema, o Cisco IOS adiciona um link para a tabela de adjacência de hardware quando há um número de torque de links de custos equivalentes para tornar o sistema acreditar que há um número ímpar de links de custo equivalente. De forma para configurar um valor personalizado para O ID universal, uso: