MPLS 세션에서 통계 수집

패킷 손실 및 지연 측정의 중요성

IPTV 및 모바일 비디오와 같이 대역폭 소모가 많은 애플리케이션이 늘어나면서 비트당 비용을 최소화하고 비트당 가치를 극대화해야 하는 부담이 가중되면서 통신사는 전송 네트워크를 서킷 기반 기술에서 패킷 기반 기술로 전환해야 합니다. MPLS 널리 성공적이고 연결 지향적인 패킷 전송 기술로 패킷 기반 전송 네트워크에 이상적입니다.

데이터 네트워크에 새로운 애플리케이션이 등장하면서 서비스 프로바이더가 새로운 애플리케이션 롤아웃의 영향을 정확하게 예측하는 것이 점점 더 중요해지고 있습니다. 네트워크에서의 네트워크 성능을 이해하고 모델링하는 것은 성공적인 구현을 보장하기 위해 신세계 애플리케이션을 구축하는 데 특히 적합합니다. 패킷 네트워크에서 패킷 손실과 지연은 가장 기본적인 성능 측정 조치 중 두 가지입니다. 엔드 투 엔드 측정에서 주니퍼의 역할은 더욱 핵심적인 역할을 합니다.

대부분의 엔드투엔드 사용자 애플리케이션에 속하는 트래픽은 손실에 민감한(파일 전송), 지연 감지(음성 또는 비디오 애플리케이션) 또는 둘 다(인터랙티브 컴퓨팅 애플리케이션)입니다. 서비스 프로바이더의 SLA(service-level agreements)는 SLA가 서비스 프로바이더 네트워크의 손실과 지연에 직간접적으로 의존하기 때문에 이러한 네트워크 성능 메트릭을 측정하고 모니터링할 수 있는 능력에 달려 있습니다.

서비스 프로바이더는 SLA 준수를 보장하기 위해 패킷 손실, 단방향 지연 및 양방향 지연, 지연 변동 및 채널 처리량과 같은 관련 메트릭에 대한 성능 메트릭을 측정하고 모니터링하기 위한 도구가 필요합니다. 이 측정 기능은 서비스 프로바이더가 네트워크의 성능 특성에 대한 가시성을 향상시켜 계획, 문제 해결 및 네트워크 성능 평가를 용이하게 합니다.

패킷 손실, 지연 및 처리량 정의

패킷 네트워크에서 패킷 손실과 지연은 가장 기본적인 성능 측정 조치 중 두 가지입니다.

• Loss-패킷 손실은 하나 이상의 전송된 패킷이 목적지에 도착하는 데 실패하는 것입니다. 패킷 손실은 혼잡을 관리하기 위해 네트워크에서 손실된 데이터 패킷을 나타냅니다.

  데이터 애플리케이션은 일반적으로 시간이 민감하지 않고 손실된 패킷을 재전송할 수 있으므로 패킷 손실에 매우 관대합니다. 그러나 화상 회의 환경과 VoIP와 같은 순수한 오디오 통신에서 패킷 손실은 지터를 만들 수 있습니다.

• Delay—패킷 지연(지연이라고도 함)은 코퍼 와이어, 광섬유 또는 전파와 같은 전송 매체의 속도와 라우터 및 모뎀과 같은 디바이스별 전송 지연에 따라 지정된 지점에서 다른 지점으로 패킷이 도착하는 데 걸리는 시간입니다.

  저지연은 높은 네트워크 효율성을 나타냅니다.

• Throughput-패킷 지연은 작업의 시작과 완료 사이의 시간을 측정하는 반면, 처리량은 주어진 시간에 발생하는 그러한 작업의 총 개수입니다.

패킷 손실 및 지연 측정 메커니즘

패킷 지연 및 손실은 네트워크 성능의 두 가지 기본 척도입니다. Junos OS 관련 양방향 MPLS UHP(Ultimate Hop Popping) LSP(label-switched paths)에 대한 패킷 손실 및 지연을 측정하는 온디맨드 메커니즘을 제공합니다.

온 디맨드 지연 및 패킷 손실 측정 메커니즘은 다음 CLI 명령을 사용하여 시작됩니다.

• monitor mpls loss rsvp- 관련 양방향 UHP LSP에 대한 온디맨드 손실 측정을 수행합니다.

• monitor mpls delay rsvp-관련 양방향 UHP LSP에 대해 온디맨드 지연 측정을 수행합니다.

• monitor mpls loss-delay rsvp— 관련 양방향 UHP LSP에 대한 온디맨드 손실 및 지연 측정을 수행합니다.

지연 및 패킷 손실 측정 메커니즘을 시작하기 위해 측정 유형 및 LSP 이름과 같은 측정에 필요한 매개 변수를 입력해야 합니다. 매개 변수를 수신할 때 성능 모니터링 데이터에 대한 요약이 표시되고 메커니즘이 종료됩니다.

패킷 손실 및 지연 지표

다음 성능 메트릭은 온 디맨드 패킷 손실 및 지연 메커니즘을 사용하여 측정됩니다.

• 손실 측정(패킷 및 옥텟)

• 처리량 측정(패킷 및 옥텟)

• 양방향 채널 지연

• 왕복 지연

• 패킷 간 지연 변형(IPDV)

명령은 monitor mpls loss rsvp 손실 및 처리량 측정을 수행하고 명령은 monitor mpls delay rsvp 양방향 채널 지연, 왕복 지연 및 IPDV 측정을 수행합니다. 명령은 monitor mpls loss-delay rsvp 손실 및 지연 측정을 결합하여 위에서 언급한 모든 성능 메트릭을 동시에 측정합니다.

패킷 손실 및 지연 측정 개념

다음 개념은 패킷 손실 및 지연의 기능을 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.

• Querier-쿼리는 손실 또는 지연 측정에 대한 쿼리 메시지를 시작되는 수신 프로바이더 에지(PE) 라우터입니다.

• Responder-응답자는 쿼리자로부터 쿼리 메시지를 수신하고 응답하는 송신 PE 라우터입니다.

• Associated bidirectional LSP-연결된 양방향 LSP는 두 LSP 엔드 포인트 모두에서 구성을 통해 서로 연결되거나 서로 연결된 두 개의 단방향 LSP로 구성됩니다.

  온디맨드 손실 및 지연 측정은 관련 양방향 UHP LSP에서만 수행될 수 있습니다.

• Generic associated channel (G-Ach)—온 디맨드 손실에 대한 성능 모니터링 메시지와 MPLS G-Ach의 측정 플로우 지연. 이러한 유형의 채널은 대역 내 응답만 지원하며 대역 외 또는 비응답 모드에 대한 지원을 제공하지 않습니다.

• Measurement point (MP)-MP는 측정을 위해 조건이 설명된 위치입니다.

  전송 측의 패킷 손실에 대한 MP는 스위칭 패브릭과 전송 인터페이스 사이에 있습니다. 카운터 값은 전송을 위해 대기하기 전에 하드웨어의 손실 측정 메시지에 스탬프가 지정됩니다.

  수신 측의 패킷 손실에 대한 MP는 수신 인터페이스와 스위칭 패브릭 사이에 있습니다. MP는 수신 측에서 배포됩니다. 또한 전송 인터페이스가 집계 인터페이스일 때 MP도 분산됩니다.

• Query rate-쿼리 속도는 손실 및 지연 측정을 위해 전송된 두 쿼리 사이의 간격입니다.

  손실 및 지연 측정 메시지가 라우팅 엔진 발생하므로 여러 채널에 대한 높은 쿼리 속도는 라우팅 엔진 큰 부담을 줍니다. 지원되는 최소 쿼리 간격은 1초입니다.

  데이터 트래픽 속도가 매우 높을 때 카운터가 빠르게 마무리될 수 있으므로 32비트 카운터의 경우 쿼리 속도가 높아야 합니다. 손실 측정에 관련된 4개의 측정 지점 위치에서 64비트 카운터를 사용할 때 쿼리 속도는 낮을 수 있습니다. Junos OS 64비트 카운터만 지원합니다.

• Traffic class-기본적으로 손실 측정은 전체 채널에 대해 지원됩니다. 또한 Junos OS 트래픽 클래스 범위별 패킷 손실 측정을 지원하며, 트래픽 클래스당 데이터 트래픽 통계를 유지하는 카운터를 생성해야 합니다.

  트래픽 클래스 카운터당 은(는) 기본적으로 생성되지 않습니다. 트래픽 클래스 범위 손실 측정을 구성하려면 계층 수준에서 문을 [edit protocols mpls statistics] 포함합니다traffic-class-statistics.

  traffic-class-statistics 이 구성되면, G-Ach를 통해 흐르는 제어 패킷은 전송 및 수신 카운터에서 계산되지 않습니다.

  주:

  트래픽 클래스 통계를 활성화하고 비활성화하면 LSP에 대한 모든 카운터(집계 카운터 및 클래스별 카운터)가 재설정됩니다.

• Loss measurement mode—Junos OS 온 디맨드 손실 측정의 직접 모드를 지원하며 추론 모드에 대한 지원을 제공하지 않습니다.

  직접 손실 측정을 수행하려면 관련 양방향 LSP의 두 개의 단방향 LSP의 수신 및 송신 시 데이터 트래픽 통계를 유지해야 합니다. MX 시리즈 라우터가 MPC와 MIC만 사용하는 경우, 데이터 트래픽 통계를 유지하기 위한 카운터는 모든 유형의 LSP 및 UHP LSP 송신 시 기본적으로 생성됩니다.

  그러나 다음 이유로 인해 직접 손실 측정 모드가 완전히 정확하지는 않습니다.

  • 하드웨어의 병렬 포워딩 특성.

  • 어그리게이션 이더넷 인터페이스와 같은 네트워크에 ECMP(equal cost multipath)가 존재하면 손실 측정 메시지와 상대적으로 데이터 패킷을 다시 주문할 수 있습니다.

  • G-Ach를 통해 플로우하지 않는 제어 패킷은 LSP 수신에서 계산되지 않지만 LSP 송신에서 계산됩니다.

  • MPLS 네트워크 및 손실 측정 범위에서 Diffserv가 구현될 때 손실 측정 메시지와 상대적으로 데이터 트래픽 재주문은 트래픽 클래스 범위가 아닌 전체 채널입니다.

    이러한 한계를 극복하려면 Diffserv가 구현될 때 트래픽 클래스 범위 손실 측정을 수행하십시오.

  주:

  직접 모드 손실 측정은 LSP와 연결된 수신 또는 송신 인터페이스가 변경될 때 중단에 취약합니다.

• Loss measurement synchronization-RFC 6374의 2.9.8 섹션에 명시된 동기화 조건은 절대적인 의미에서 true를 유지하지 않습니다. 그러나 손실 측정 카운터가 하드웨어에 스탬프가 찍히면 동기화 조건을 충족하지 않아 오류 발생이 상대적으로 적습니다. 이러한 오류를 정량화해야 합니다.

  LSP의 전송 또는 수신 인터페이스가 집계 인터페이스인 경우, 인터페이스가 비 집계 인터페이스인 경우와 비교하여 더 많은 오류가 발생합니다. 어쨌든 손실 측정 카운터는 하드웨어에 스탬프가 찍히며 오류를 정량화해야 합니다.

• Delay measurement accuracy-전송 및 수신 인터페이스가 다른 패킷 전달 엔진에 상주하는 경우, 양방향 지연 측정을 위해 이 패킷 전달 엔진에서 클럭을 동기화해야 합니다. 이러한 조건은 온디맨드 지연 측정 기능이 구현된 플랫폼에 해당합니다.

  어그리게이션 인터페이스 또는 ECMP가 있는 경우, 지연은 잠재적 경로 중 하나에 대해서만 측정됩니다.

  지연 계산에 손실 및 지연 메시지를 결합하면 전송 또는 수신 인터페이스가 집계 인터페이스인 경우와 같은 경우에 지연 측정 메시지가 사용되는 경우에 비해 지연의 정확도가 낮습니다.

  지연 측정은 항상 트래픽 클래스별로 수행되며 테스트 후 측정의 정확성을 정량화해야 합니다.

• Timestamp format—Junos OS 지연 측정 메시지를 기록하기 위해 IEEE 1588 PTP(Precision Time Protocol) [IEEE1588] 형식만 지원합니다. NTP(Network Time Format)는 지원되지 않습니다.

• Operations, administration, and maintenance (OAM)—MPLS LSP에 대한 모든 OAM 메시지가 MPLS G-Ach로 흐르고 MPLS 성능 모니터링 메시지가 MPLS G-Ach oam mpls-tp-mode 로 전송되도록 하려면 문은 계층 수준에 포함되어 [edit protocols mpls label-switched-path lsp-name] 야 합니다.

패킷 손실 및 지연 측정 기능

그림 1 은(는) 패킷 손실 및 지연의 양방향 측정에 사용되는 기본 방법을 보여줍니다. 두 라우터인 라우터 A와 라우터 B 사이에 양방향 채널이 존재합니다. T1, T2, T3, T4의 임시 참조점은 라우터 A에서 발생하는 측정 작업과 관련이 있습니다. 작업은 라우터 B에 쿼리 메시지를 보내는 라우터 A와 응답을 다시 보내는 라우터 B로 구성됩니다. 각 참조점은 쿼리 또는 응답 메시지가 채널을 통해 전송되거나 수신되는 시점을 나타냅니다.

그림 1: 기본 양방향 측정

에서 라우터 A는 그림 1Router B에 손실 측정 쿼리 메시지를 전송하여 앞으로 및 역방향으로 채널의 패킷 손실을 측정하도록 정렬할 수 있습니다. 각 전달 및 역방향 메시지에는 T1이 채널을 통해 Router B(A_TxP)로 전송되기 전에 전송된 패킷 수가 포함됩니다.

메시지가 라우터 B에 도달하면 메시지에 두 개의 값이 추가되고 메시지가 라우터 A에 다시 반영됩니다. 두 값은 라우터 A(B_RxP)의 채널을 통해 T2 이전에 수신된 패킷 수와 채널에서 라우터 A(B_TxP)로 T3 이전에 전송된 패킷 수입니다.

응답이 라우터 A에 도달하면, 라우터 B(A_RxP)의 채널을 통해 T4 이전에 수신된 패킷 수라는 네 번째 값이 메시지에 추가됩니다.

이러한 4개의 카운터 값(A_TxP), (B_RxP), (B_TxP), (A_RxP)는 라우터 A가 원하는 손실 통계를 계산할 수 있도록 합니다. 라우터 A의 전송 수와 Router B(그리고 그 반대의 경우)의 수신 수는 첫 번째 메시지 시 동기화되지 않을 수 있고 카운터 랩의 효과를 제한하기 위해 손실은 메시지 간의 델타 형태로 계산됩니다.

LM[n-1] 및 LM[n]로 표시된 측정 간격 내의 전송 손실(A_TxLoss[n-1,n]) 및 수신 손실(A_RxLoss[n-1,n])은 다음과 같이 라우터 A에 의해 계산됩니다.

1. A_TxLoss[n-1,n] = (A_TxP[n] - A_TxP[n-1]) - (B_RxP[n] - B_RxP[n-1])

2. A_RxLoss[n-1,n] = (B_TxP[n] - B_TxP[n-1]) - (A_RxP[n] - A_RxP[n-1])

산술은 카운터 크기인 modulo입니다.

라우터 A에서 Router B로의 채널 지연을 측정하기 위해 전송되는 즉시 기록되는 타임스탬프를 포함하는 지연 측정 쿼리 메시지가 라우터 A에서 Router B로 전송됩니다. 에서 그림 1타임스탬프는 T1에 기록됩니다.

메시지가 Router B에 도달하면 타임스탬프가 추가되어 수신되는 순간(T2)을 기록합니다. 이제 라우터 B에서 라우터 A로 메시지가 반영될 수 있으며, Router B는 전송 타임스탬프(T3)를 추가하고 라우터 A는 수신 타임스탬프(T4)를 추가합니다.

T1, T2, T3, T4의 네 가지 타임스탬프를 통해 라우터 A는 각 방향의 단방향 지연과 채널의 양방향 지연을 계산할 수 있습니다. 단방향 지연 계산을 수행하려면 라우터 A와 B의 클럭을 동기화해야 합니다.

이 시점에서 라우터 A는 다음과 같이 채널과 연결된 양방향 채널 지연 및 왕복 지연을 계산할 수 있습니다.

1. 양방향 채널 지연 = (T4 - T1) - (T3 - T2)

2. 왕복 지연 = T4 - T1

패킷 손실 및 지연 기능

Supported Features of Packet Loss and Delay

Junos OS 온 디맨드 손실 및 지연 측정을 통해 다음 기능을 지원합니다.

• 관련 양방향 MPLS 포인트 투 포인트 UHP LSP에 대한 성능 모니터링

• 손실 측정

• 처리량 측정

• 양방향 지연 측정(채널 지연 및 왕복 지연)

• 패킷 간 지연 변형(IPDV)

• 직접 모드 손실 측정

• 어그리게이션 이더넷 및 어그리게이션 SONET 인터페이스

• 멀티섀시 지원

• 64비트 호환

Unsupported Features of Packet Loss and Delay

Junos OS 다음의 온디맨드 손실 및 지연 측정 기능을 지원하지 않습니다.

• 유사 배선의 손실 및 지연 측정(RFC 6374의 섹션 2.9.1)

• 단방향 측정(RFC 6374 섹션 2.6)

• Dyadic 측정(RFC 6374 섹션 2.7)

• 루프백 모드에서 손실 및 지연 측정(RFC 6374의 섹션 2.8)

• LSP 엔드포인트에서 중간 노드에 대한 손실 및 지연 측정(RFC 6374의 섹션 2.9.5)

• 외부 사후 처리(RFC 6374의 섹션 2.9.7)

• 추론 모드 손실 측정(RFC 6374의 섹션 2.9.8)

• 프로-액티브 모드

• 논리적 시스템

• SNMP