Cisco Express Forwarding

Cisco Express Forwarding (CEF) est une transmission de paquets ou de changer de méthode que Cisco IOS utilise. C'est la dernière commutation IP méthode développée dans Cisco IOS, et c'est la méthode de transmission de paquets par défaut utilisée actuellement. CEF est nécessaire dans les réseaux de commutation multiprotocole par étiquette, raison pour laquelle cet article consacre un article à lui. Cet article explique les rudiments de la CEF afin que vous puissiez comprendre son rôle dans les réseaux de commutation multiprotocole par étiquette.

Vue d'ensemble des méthodes de commutation Cisco IOS

La fonction de base d'un routeur est de déplacer des paquets à travers le réseau. Pour un routeur pour transmettre les paquets, il doit rechercher l'adresse de destination du paquet dans une table et décider de l'itinéraire à utiliser pour basculer ou de transmettre le paquet. Chaque protocole que le routeur peut transmettre des paquets doit avoir un table de transfert séparé. De tels protocoles pourraient inclure DECnet, Internetwork Packet Exchange (IPX), AppleTalk, IP, et Multiprotocol Label Switching. Les paquets peuvent être transmis par le routeur de trois façons fondamentales: processus de commutation, d'interrompre la commutation, ou à travers une application de circuits intégrés spécifiques (ASIC ). Dans les processus de commutation, un prix spécial Cisco IOS processus qui est planifiée pour s'exécuter lorsque le routeur reçoit des paquets est ce qui produit la commutation de paquets. Un Cisco IOS processus ne procédez pas à la commutation de paquets en mode d'interruption. Au contraire, lorsque les paquets arrivent sur le routeur, le processeur interface interrompt le processeur central et le prie de mettre le paquet selon un cache de route ou de commutation de table. Que cache ou d'un tableau peut être construit de plusieurs façons. Rapides de commutation et de commutation CEF construire un tel cache ou une table. Enfin, le routeur peut programmer la table de commutation vers un ASIC afin que les paquets peuvent être mis dans le matériel. Plusieurs plates-formes Cisco peut programmer la table CEF en ASIC.

Processus de commutation

Commutation de processus est le plus lent de tous les moyens de commutation. Lors du passage d'un paquet par le routeur, un processus de Cisco IOS copie le paquet à la mémoire du processeur et lève les yeux vers l'adresse IP de destination dans la table de routage IP. Sur la base des résultats de cette recherche, le processus de commutateurs sur le paquet sur une interface particulière après avoir fait un peu de ménage sur l'en-tête IP. Cet ordre comprend l'abaissement de la Time To Live (TTL) sur le terrain et le recalcul du contrôle de redondance cyclique (CRC) de l'en-tête IP. Le processeur central du routeur regarde toujours le paquet, pas de matériel intelligent qui décide la façon dont le paquet est transmis. À l'opposé de processus de commutation est la commutation de paquets en mode d'interruption, dans lequel la centrale CPU pourraient être impliqués, mais la décision de commutation est effectuée dans le contexte d'interruption, et non par un processus dédié IOS de Cisco.

Changement rapide

Commutation rapide est une méthode de commutation qui construit une On-Demand forwarding table. Le premier paquet pour une destination qui arrive est le processus commuté. La commutation du premier paquet par le processeur central donne à la CPU la possibilité de construire une mémoire cache. Ce cache est appelé le IP commutation rapide cache de la route et est utilisé par le code d'interruption de passer les paquets suivants pour la même destination. Ce cache n'est pas permanente. Certains compteurs régissent le cache de commutation rapide de route, et, de temps en temps, certaines entrées sont supprimées, ce qui libère la mémoire. Tant que les paquets sont activés pour certaines destinations, ces destinations restent dans le cache de route. Toutefois, si pour un certain temps, pas de paquets de plus pour une certaine destination sont allumés, l'entrée pour cette destination dans le cache de routage est supprimé. Avec la commutation rapide, un changement dans la table de routage a un effet intrusif: En cas de changement de préfixe dans la table de routage, l'entrée dans le cache de commutation rapide est invalidée, et le premier paquet pour une destination doit être procédé à commutation de nouveau à la construction la nouvelle entrée dans le cache de route. Chaque entrée de préfixe de la propriété intellectuelle dans le cache de route a une interface de sortie, le saut suivant, et la couche 2 réécrire le terrain. Cette couche 2 réécrire (ou MAC récrire) est l'information que le routeur doit changer dans l'entête de trame de couche 2 lorsque le cadre est reconstruit afin qu'il puisse être envoyé sur l'interface sortante. La commande pour permettre une commutation rapide sur l'interface est ip route-cache. CEF Switching

Une raison impérieuse d'une nouvelle et meilleure méthode de commutation est que le cache de commutation rapide ne fut construite à la demande. Par conséquent, pour rapidement passer les paquets, le premier paquet vers une destination devait être processus de commutation, qui est en soi beaucoup de temps, en particulier sur les routeurs qui ont un très grand nombre de destinations potentielles, telles que les routeurs à la table de routage d'Internet. Pour éviter cela, un pré-construit de commutation table était nécessaire. De la nécessité d'un tel pré-construit table de commutation, CEC est née. En bref, la table de commutation n'est plus construit sur la demande, mais il est construit à l'avance. En tant que tel, chaque préfixe dans la table de routage a une entrée dans la table CEF de commutation dans le même temps. Ce n'est que lorsque la table de routage changements apportés par la modification de commutation CEF table. Toutefois, dans certains cas, les autres méthodes de commutation pourraient encore être nécessaires. Un exemple de ceci est les paquets qui ont des options IP. Si un paquet IP dispose d'options de propriété intellectuelle de fuite l'en-tête IP, le paquet est processus de commutation. C'est parce que le traitement des options IP n'est pas simple et ne peut pas être fait facilement en mode d'interruption ou de façon matérielle et sont-elles traitées par le processeur central.

Pourquoi est-CEF Needed dans les réseaux de commutation multiprotocole par étiquette?

En ce qui concerne Multiprotocol Label Switching, CEF est spécial pour une certaine raison, faute de quoi, cet article ne couvre pas explicitement. Labeled paquets qui entrent dans le routeur sont activés en fonction de la base de renseignements de l'étiquette d'expédition (LFIB) sur le routeur. Les paquets IP qui entrent dans le routeur sont commutées selon la table CEF sur le routeur. Peu importe si le paquet est mis sous tension selon la LFIB. Le Tableau d'adjacence

Le tableau d'adjacence est la composante la FEC qui est responsable de la MAC de couche 2 ou réécrire. Quand les routeurs et les hôtes sont adjacentes, ils apprennent les uns des autres par certains moyens. Ils peuvent découvrir les uns les autres de façon dynamique ou par le biais de la configuration. Si les routeurs sont adjacents à travers un point à point, ils se découvrent mutuellement trivialement. Toutefois, sur un support Multiaccess tels que Ethernet, il est nécessaire que les routeurs à utiliser un mécanisme dynamique pour découvrir l'autre. Ce mécanisme est ARP, qui fait correspondre Layer 2 (par exemple, Ethernet MAC) des adresses en adresses IP. Parce que les routeurs en général exécuter les protocoles de routage entre eux, la table ARP est construit avec les adresses MAC des routeurs connectant sur les interfaces Ethernet. Si l'interface est Frame Relay ou mode de transfert asynchrone, il peut être de point à point ou multipoint. Dans le premier cas, une seule adjacence existe par interface; dans le second cas, voisinages multiples peuvent exister par interface. Le tableau d'adjacence est titulaire d'un adjacence ou de couche 2 réécrire la structure par routeur qui est connecté à cette interface multipoint.

Cette contiguïté peut être construit à partir des informations tirées de Address Resolution Protocol (ARP), Asynchronous Transfer Mode, déclarations ou Frame Relay map, et ARP inverse sur Asynchronous Transfer Mode ou Frame Relay. Bien que le FIB décide où transmettre le paquet, la couche 2 réécriture de la trame est fait avec l'information trouvée dans la table d'adjacence. La couche 2 réécrire chaîne contient le nouvel en-tête de couche 2 qui est utilisé sur la trame transmise. Pour Ethernet, c'est la nouvelle destination et la source de l'adresse MAC et le Ethertype (le numéro de protocole de couche 3 pour la charge utile). Pour PPP, les 2 tête de la couche est l'ensemble complet d'en-tête PPP, y compris le protocole de couche 3 ID.

Distributed CEF (DCEF)

Un des principaux avantages de la CEF est qu'il peut être utilisé de manière distribuée. Certains routeurs Cisco utilisent un processeur central, sans aucune forme d'intelligence décentralisée ou distribuée. Un exemple d'un routeur est le routeur série 7200. CEF dans cette plate-forme ne peut utiliser le processeur central et ne peuvent donc transmettre le trafic par le CPU ou en mode interruption. Autre matériel, tel que l'intelligence 7500 ou routeur GSR 12000 series-a distribué et les processeurs. Par conséquent, le routeur peut répartir la charge de trafic Transmission par la CEF en utilisant les processeurs distribués à transmettre le trafic sans interrompre le processeur central. Pour parvenir à la transmission répartie, la FEC et la table d'adjacence doivent être distribués à ces processeurs distribués. Pour le routeur série 7500, l'intelligence distribuée est présente sur un processeur interface polyvalente (VIP), et pour les 12000 GSR série routeur, l'intelligence distribuée est présente sur les cartes de lignes. CEF de commutation de paquets dans Hardware

Pour atteindre un haut taux de transfert par paquets, le routeur peut utiliser ASIC sur les planches ou des cartes en ligne. Les ASIC sont spécialement construites pour des puces qui peuvent transmettre des paquets au taux le plus élevé. Pour avoir les ASIC l'envoi des colis par la table de routage, le routeur distille la table CEF dans l'ASIC afin qu'il soit correctement programmé de transmettre les paquets. Exemple 6-5 montre l'ASIC de commutation de paquets. Le routeur peut également distribuer le LFIB et le charger dans ASICs. La commande pour voir le LFIB dans l'ASIC est Affiche les marques de commutation matérielle tag.

un article présenté par George S Twiss

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