(T) Teoria protokołu IP SLA*

IP Service Level Agreement

Rodzaje testów protokołu IP SLA

Test Type	Description	IP SLA Required on Target?
Icmp-echo	ICMP echo response time	No
Path-echo	Hop-by-hop and end-to-end response times over path discovery from ICMP echo.	No
Path-jitter	Hop-by-hop jitter over ICMP echo path.	Yes
Dns	DNS query response time.	No
Dhcp	DHCP IP address request response time.	No
Ftp	FTP file-retrieval response time.	No
Http	Web page-retrieval response time.	No
Udp-echo	End-to-end response time of UDP echo.	No
Udp-jitter	Round-trip delay, one-way delay, one-way jitter, one-way packet loss, and connectivity using UDP packets.	Yes
Tcp-connect	Response time to build a TCP connection with a host.	No

Rodzaje testów protokołu IP SLA

Wstęp do protokołu IP SLA

• SLA (Service Level Agreement) – Umowa nawiązana pomiędzy klientem a usługodawcą, w celu utrzymania jak i systematycznego poprawiania jakości usługi, poprzez stały cykl obejmujący:
  • Uzgodnienie, monitorowanie, raportowanie oraz przegląd osiąganych wyników określonej w umowie usługi.
• Protokół IP SLA – Umożliwia rzeczywistą ocenę jakości połączenia sieciowego bądź usług sieciowych, za pomocą standardowych protokołów modelu OSI. W przypadku niektórych testów zarówno urządzenie źródłowe (IP SLA Source) jak i docelowe (IP SLA Responder) muszą wspierać funkcjonalność protokołu IP SLA, w celu wykonania pomiarów.
• Protokół IP SLA wywodzi się z protokołu RTR (Cisco Response Time Reporter) oraz SAA (Service Assurance Agent).
• Protokół IP SLA współpracuje z protokołem NTP, w celu ujednolicenia zegarów na obydwóch urządzeniach.
• Protokół IP SLA działa na porcie 1967 protokołu UDP.

Podstawowe zagadnienia dotyczące protokołu IP SLA

• MTTR (Mean Time To Repair) – Określa średni czas potrzebny do naprawy awarii (Jest obliczany na podstawie następującego wzoru: czas awaryjności / liczba zdarzeń naprawczych (podana w minutach)).
• MTTF (Mean Time To Failure) – Określa średni czas do wystąpienia awarii  (Jest obliczany na podstawie następującego wzoru: (dostępny czas pracy – czas awaryjności) / liczba zdarzeń (podana w minutach)).
• MTBF (Mean Time Between Failure) – Określa średni czas pomiędzy awariami  (Jest obliczany na podstawie następującego wzoru: MTTR + MTTF (podany w minutach)).

Protokół IP SLA

• Zapewnia gwarancję poziomu dostarczanych usług.
• Określa zasady dotyczące łączności oraz wydajności usług sieciowych.
• Wspiera izolację problemów jak i proces planowania sieci.
• Zmniejsza czas potrzebny do naprawy awarii (MTTR).

Pomiary protokołu IP SLA

• Protokół IP SLA może współpracować z:
  • Protokołami routingu dynamicznego oraz z routingiem statycznym.
  • Protokołem SNMP, generującym wiadomości Trap oraz Inform.
  • Z funkcją śledzenia aktywności (Track), wspomagając takie protokoły jak FHRP, VRRP bądź GLBP.
  • Z protokołami głosowymi VoIP, w poszukiwaniu ścieżki z najniższym opóźnieniem.
• Protokół IP SLA może nadawać komunikaty SNMP w przypadku:
  • Utraty połączenia z śledzonym obiektem.
  • Upływu czasu oczekiwania na odpowiedź (np. Ping).
  • Przekroczenia progu RTT (Opisany poniżej).
  • Wystąpienia jednokierunkowej utraty pakietów.
  • Wystąpienia jednostronnego opóźnienia.
• Protokół IP SLA może być wykorzystany do:
  • Monitorowania dostępności sieci (np. oddziałów zdalnych).
  • Monitorowania wydajności sieci.
  • Monitorowania jakości połączeń VoIP, wideo bądź VPN.
  • Monitorowania stanu usług SLA.
  • Monitorowania stanu sieci IP, PPP bądź MPLS.
  • Rozwiązywania problemów z działaniem sieci.
• Protokół IP SLA przetrzymuje zebrane informacje na temat dostępności w odpowiednich polach MIB protokołu SNMP bądź wyświetla je za pomocą konsoli czy połączenia zdalnego SSH (Poprzez komendy tekstowe CLI).
• Protokół IP SLA posiada szereg funkcji mających na celu śledzenie usługi SLA oraz jaj aktywne monitorowanie. Poszczególne operację mogą badać sieci pod względem:
  • Statystyk utraty pakietów.
  • Opóźnień Jitter oraz oceny jakości głosu.
  • Badania kompleksowej łączność z siecią (End-to-end network connectivity).
  • Opóźnień powstających w sieci jak i czasu reakcji.

Działanie protokołu IP SLA

Nazewnictwo wykorzystywane w protokole IP SLA

• IP SLA Source – Urządzenie Cisco wysyłające komunikaty (np. ICMP), w celu testowania jakości połączenia sieciowego czy innych usług sieciowych. Po otrzymaniu odpowiedzi dane przechowywane są w strukturze MIB protokołu SNMP.
• Target – Urządzenie firmy Cisco lub innego dostawcy, które odpowiada na komunikaty urządzenia ”IP SLA Source”. Urządzenie te nie musi być dodatkowo konfigurowane ani nie musi wspierać protokołu IP SLA.
• IP SLA Responder – Urządzenie Cisco odpowiadająca na komunikaty urządzenia ”IP SLA Source”. Dzięki czemu możliwe staję się tworzenie pomiarów dotyczących jakości połączenia sieciowego. Urządzenie te musi być dodatkowo skonfigurowane za pomocą komendy [ip sla responder].

Zasady działania protokołu IP SLA

• Urządzenie IP SLA Responder – Odpowiada na zapytania nadawcy IP SLA Source, przetwarzając nadesłane przez niego pakiety. Co umożliwia bardziej precyzyjny pomiar opóźnień jak i określenie rzeczywistej przepustowości łącza
• Wartość RTT (Round-Trip Transit) – Określa opóźnienie czasowe wynikające z przesyłu pakietu ICMP przez sieć, nie uwzględniając przy tym opóźnień powstałych podczas przetwarzania pakietu na urządzeniu źródłowym „IP SLA Source” jak i docelowym „IP SLA Responder”. Aby uzyskać wartość opóźnienia urządzenie docelowe dodaje do pakietu ICMP wartość  „Time Stamps” umożliwiającą określenie czasu przez jaki ruter przetwarzał otrzymany pakiet.

• Obliczanie wartości RTT = [Czas odpowiedzi ICMP Request] – D4 – D1 – A (A = D3 – D2).

Skonfigurowanie aktywnego urządzenia docelowego „IP SLA Responder”, umożliwia między innymi prowadzenie pomiarów asynchronicznych (Mierzących wartości Jitter, Delay czy Packet Loss w jedną stronę komunikacji).

Proces działania protokołu IP SLA

1. Urządzenie ”IP SLA Source” wysyła wiadomość sterującą, zawierającą konfigurację protokołu IP SLA na port sterujący (UDP 1967) urządzenia docelowego „IP SLA Responder”. W przypadku gdy uwierzytelnianie MD5 jest włączone, suma kontrolna jest wysyłana wraz z komunikatem kontrolnym.
   • Jeżeli uwierzytelnienie algorytmem MD5 nie powiedzie się, urządzenie ”IP SLA Responder” zwróci komunikat o niepowodzeniu procesu uwierzytelnienia, przerywając tym samym prowadzenie pomiarów IP SLA.
2. Jeżeli urządzenie ”IP SLA Source” nie otrzyma odpowiedzi od odbiorcy, spróbuje ponowić proces ponownego wysłania wiadomość sterującej, do momentu zakończenia operacji (Times Out).
3. Po otrzymaniu jak i przetworzeniu wiadomości sterującej przez odbiorcę, urządzenie „IP SLA Responder” odsyła odpowiedź „OK” na wskazany w wiadomości sterującej port docelowy (UDP 2020).

Pozostałe tematy związane z protokołem IP SLA

• Teoria protokołu IP SLA
• Troubleshooting protokołu IP SLA
• Konfiguracja protokołu IP SLA (ICMP-ECHO)
• Konfiguracja protokołu IP SLA (UDP-JITTER)
• IP SLA konfiguracja funkcji Track
• Konfiguracja funkcji Auto IP SLA
• Przykładowa konfiguracja protokołu IP SLA