بررسی Cisco Intelligent WAN یا به اختصار Cisco IWAN

Cisco IWAN چیست - Cisco Intelligent WAN

در قسمت اول، دوم و سوم از سری مقالات Cisco Intelligent WAN یا IWAN به معرفی کلی این تکنولوژی و همچنین انواع مدل های طراحی و همچنین به بررسی مدل های پیاده سازی Remote Site و نحوه دسترسی آنها به شبکه WAN پرداختیم و در این مقاله که قسمت پایانی نیز می باشد به بررسی مزایای IP Multicast، کنترل مسیر بصورت هوشمند و … در IWAN می پردازیم.

مزایای استفاده از IP Multicast

با کمک IP Multicast، امکان Replicate شدن یک IP Data Stream توسط تجهیزات موجود در زیرساخت (روترها و سوئیچ‌ها) و ارسال آن از یک منبع به چندین دریافت‌کننده فراهم می‌شود. با استفاده از IP Multicast، به میزان زیادی از ایجاد Unicastهای متعدد و جداگانه یا Broadcast‌هایی که ترافیک آن در سراسر شبکه منتشر می‌شود، جلوگیری خواهد شد. به عنوان نمونه‌هایی از برنامه‌های کاربردی که از IP Multicast استفاده می‌نمایند، می‌توان از تکنولوژی MOH یا IP Telephony Music on Hold و IP Video Broadcast Streaming نام برد.

برای دریافت جریان داده‌ (Data Stream) که مربوط به IP Multicast‌ خاصی می‌باشد، End Host باید از طریق ارسال یک پیام (IGMP (Internet Group Management Protocol به روتر Multicast مربوط به خود، در یک Multicast Group عضو شود. در طراحی‌های قدیمی IP Multicast، روتر Local با روتر دیگری در شبکه همراه می‌شود که به عنوان Rendezvous Point یا به اختصار RP عمل می‌کند. RP به هدایت دریافت کننده‌های این سرویس به سمت منابع فعال پرداخته و بدین ترتیب End Hostها قابلیت پیوستن به Data Stream مربوط به خود را می‌یابند.

RP به عنوان یکی از عملیات‌های مربوط به سطح کنترل (Control-Plane Operation) محسوب می‌شود که باید در Core شبکه و یا در نزدیکی منابع IP Multicast روی یک جفت از روترها یا سوئیچ‌های لایه 3 قرار گیرد. در صورتی که Access Layer در لایه 2 باشد، مسیریابی IP Multicast در لایه Distribution آغاز شده و اتصال به IP Multicast RP را میسر می‌نماید. در مدل طراحی بدون لایه Core، لایه‌ی Distribution عملکرد RP را اجرا می‌نماید. RP باید داخل DMVPN Hub Site قرار گیرد زیرا IP Multicast فقط بین روترهای Hub و Spoke پشتیبانی می‌گردد.

این طراحی برای پیاده‌سازی به صورت واحد و عمومی در شبکه‌های IP Multicast ایجاد شده است. در این طراحی از استراتژی اجرای Anycast RP استفاده می‌شود که قابلیت اشتراک بار (Load Sharing) و افزونگی (Redundancy) در شبکه‌های Protocol-Independent Multicast Sparse Mode یا به اختصار PIM SM را فراهم می‌نماید. همچنین در این تکنولوژی، دو RP به اشتراک بار برای ثبت منابع و عملکرد به عنوان یک روتر پشتیبان (Hot Backup Router) برای یکدیگر می‌پردازند.

مزیت این استراتژی از دیدگاه WAN آن است که تمامی تجهیزات مسیریابی IP در WAN از یک پیکربندی یکسان استفاده می‌کنند که Anycast RP نامیده می‌شود. IP مربوط به PIM-SM نیز بر روی تمامی واسط‌های کاربری از جمله Loopbackها، VLAN و Sub-Interfaceها قابل اجرا می‌باشد.

شرکت APK نخستین شرکت دانش محور در اجرای پروژه های انفورماتیکی کشور تماس با کارشناسان 021-88539044-5

بررسی کیفیت سرویس (QoS) در Cisco IWAN

اکثر کاربران، شبکه را به عنوان یک مکانیسم انتقال جهت جابجایی داده‌ها از نقطه A به نقطه B، با حداکثر سرعتِ ممکن در نظر می‌گیرند. بسیاری نیز آن را مجموعه ای از سرعت و Feed قلمداد می‌نمایند. علی رغم صحت این موضوع که شبکه‌های مبتنی بر IP، ترافیک را بر مبنای بهترین عملکرد به صورت پیش فرض ارسال می‌نماید، این نوع مسیریابی صرفا برای برخی برنامه‌های کاربردی مناسب می‌باشد که با موارد متنوع از جمله تاخیر یا Delay و Jitter و همچنین Loss سازگار می‌شوند. با این وجود، شبکه‌ها به واسطه طراحی خود Multiservice بوده و ترافیک‌های مربوط به ویدئو‌ها و فایل‌های صوتی Real-Time را همانند ترافیک داده‌ها پشتیبانی می‌نمایند. تفاوت در اینجاست که برنامه‌های کاربردیِ Real Time نیاز به رسیدن Packet‌ها حتی در صورت وجود پارامترهای تاخیر، Jitter و Loss می‌باشند.

در واقع شبکه، تمامی جریان ترافیک‌ها را تحت تاثیر قرار می‌دهد، ضمن اینکه باید از نیاز کاربر نهایی وسرویس‌های ارائه شده نیز اطلاع داشته باشد. برنامه‌های کاربردی حساس نسبت به زمان، حتی در پهنای باند نامحدود نیز تحت تاثیر Jitter، تاخیر و از دست رفتن Packet قرار می‌گیرند. کیفیت سرویس (QoS)، به ایجاد طیفی از سرویس‌های کاربری و برنامه‌های کاربردی می‌پردازد که روی شبکه‌های مشابه وجود دارند.

در این معماری، گزینه‌هایی برای اتصال (Connectivity) وجود دارد که دسته‌بندی پیشرفته، اولویت‌بندی (Prioritizing)، صف‌بندی (Queuing) و اجتناب از شلوغی و ازدحام (Congestion-Avoidance) را به عنوان بخشی از QoS یکپارچه ارائه می‌نماید تا تضمین کننده کاربرد بهینه منابع شبکه باشد. این قابلیت عملکرد موجب ایجاد تمایز بین برنامه‌های کاربردی گردیده و تضمین می‌کند که هر یک از آنها دارای سهم مناسبی از منابع شبکه جهت محافظت از مناسب بودن تجربیات کاربر در استفاده از سرویس‌ها و همچنین عملکرد هماهنگ برنامه‌های مهم در کسب‌و‌کار می‌باشند.

QoS به عنوان یکی از کارکردهای ضروری برای تجهیزات زیرساخت شبکه به شمار می‌رود که در سراسر این معماری نیز به کار برده شده است. QoS به ارائه طیفی از سرویس‌های و برنامه‌های کاربردی از جمله صداهای Real-Time، ویدئوهای با کیفیت و داده‌های حساس به تاخیرِ موجود در یک شبکه می‌پردازد. یک شبکه برای ارائه سرویس‌های قابل‌ پیش‌بینی و قابل ارزیابی و حتی در بعضی موارد تضمین شده، باید به مدیریت پارامترهای پهنای باند، تاخیر، Jitter و Loss بپردازد.

دوازده دسته‌بندی برای سرویس‌های معمول وجود دارد که بر اساس سرعت Interface، صف‌های قابل‌دسترس (Available Queues) و قابلیت‌های تجهیزات دسته‌بندی می‌شوند. شیوه عملکرد این دوازده دسته‌بندی طبق سیاست‌های هر سازمان قابل انطباق می‌باشد. توصیه شرکت سیسکو آن است که ترافیک هر سازمان به صورت دقیق و جزئی مشخص شود تا فرآیند اتخاذ تصمیم در مورد صف‌بندی در جایگاه‌های مختلف شبکه به گونه‌ای مطلوب تسهیل گردد. هدف از این طراحی در واقع ایجاد صدا، ویدئو و برنامه‌های کاربردی مهم، برنامه‌های کاربردی مربوط به Bulk Data و مدیریت ترافیک در شبکه در طول فرآیند اولیه‌ی پیاده‌سازی یا بعد از آن همراه با حداقل تاثیر سیستم یا اقدامات مهندسی می‌باشد.

دوازده طرح ارائه شده در جدول زیر، با استفاده از یک مدل هشت دسته‌ای در شبکه سازمانی و یک مدل شش دسته‌ای در شبکه ارائه‌دهنده سرویس، در سراسر آن به کار رفته است.

جدولِ طراحی QoS Service Class

طراحی Per-Tunnel QoS برای DMVPN

با استفاده از ویژگی‌های موجود در طراحی Per-Tunnel QoS برای DMVPN، می‌توان امکان پیکربندی Policyهای QoS را بر روی DMVPN Hub فراهم نمود تا به صورت پویا و بر مبنای (Per-Tunnel (Spoke به کار برده شوند، زیرا Spoke به همراه Hub ثبت می‌شود. با این ویژگی، امکان تعریف یک QoS Policy بر روی Instance مربوط به Tunnel (بر اساس Per-Endpoint یا Per-Spoke) در مسیر خروج برای Tunnelهای DMVPN Hub-to-Spoke فراهم می‌گردد. Policy QoS بر روی Tunnel Instance، این امکان را برای کاربر فراهم می‌کند تا ترافیک Tunnel را برای هر Spoke به صورت جداگانه شکل داده (Parent Policy) و بین دسته‌بندی‌های ترافیک در Tunnel برای عملکرد مناسب‌تر تمایز قائل شود (Child Policy).

Hub Site با پیکربندی ساده مانع از ارسال ترافیک بیش از حد کنترل در هر Remote-Site، می‌گردد. بنابراین تضمین می‌شود که Hub Siteهای با پهنای باند بالا نمی‌توانند موجب ایجاد اختلال در کارکرد Remote Siteهای با پهنای باند کمتر شوند.

کنترل مسیر هوشمند در Cisco Intelligent WAN

کنترل مسیر هوشمند موجب بهبود روند ارائه برنامه‌های کاربردی و کارایی WAN با استفاده از PfR می‌گردد. PfR از Policyها برای کنترل پویای فرآیند ارسال Packet‌های داده با توجه به نوع برنامه، عملکرد و وضعیت مسیر استفاده می‌نماید. PfR به طور مستمر عملکرد شبکه را در مورد Jitter، Packet Loss و همچنین تاخیر، مانیتور نموده و سپس تصمیماتی را بر اساس سیاست‌های برنامه در رابطه با ارسال برنامه‌های مهم در بهترین مسیر عملیاتی اتخاذ می‌نماید. PfR می‌تواند ترافیک را با کمک یک تکنیک پیشرفته‌ی تعدیل بار حتی برای لینک‌های دارای ظرفیت‌های متفاوتِ پهنای باند، به طور مساوی تقسیم نماید تا میزان استفاده یکسان و برابر از لینک‌ها را حفظ کند.

Cisco PfR شامل Border Routerها یا به اختصار BR می‌باشد که به شبکه‌های دارای همپوشانی DMVPN برای هر یک از شبکه‌های Carrier و یک برنامه Master Controller یا به اختصار MC متصل شده و Policy را اجرا می‌نماید. BR به جمع‌آوری ترافیک و اطلاعات مسیر پرداخته و آن را به MC در هر یک از سایت‌ها ارسال می‌نماید. MC و BR را می‌توان روی روترهای جداگانه یا روترهای مشابه پیکربندی نمود. (شکل‌های زیر)