Cisco Express Forwarding

Cisco Express Forwarding (CEF) è un packet forwarding o di commutazione metodo che utilizza Cisco IOS. E 'il periodo più recente di commutazione metodo sviluppato in Cisco IOS, ed è il metodo di default di inoltro dei pacchetti attualmente in uso. CEF è necessaria Multiprotocol Label Switching reti, motivo per cui questo articolo dedica un articolo ad esso. Questo articolo spiega le basi del CEF in modo che tu possa capire il suo ruolo in Multiprotocol Label Switching reti.

Panoramica di Cisco IOS Switching Metodi

La funzione di base di un router è quello di spostare i pacchetti attraverso la rete. Per un router per inoltrare i pacchetti, ha bisogno di cercare l'indirizzo di destinazione del pacchetto in un tavolo e decidere quale strada per l'uso di switch o inoltrare il pacchetto. Ogni protocollo che il router in grado di inoltrare i pacchetti devono avere un tavolo separato di inoltro. Tali protocolli potrebbero includere DECnet, Internetwork Packet Exchange (IPX), AppleTalk, IP, e Multiprotocol Label Switching. Pacchetti possono essere trasmessi attraverso il router in tre modi fondamentali: il passaggio di processo, di interrupt di commutazione, o tramite un application-specific integrated circuit (ASIC ). Nel processo di passaggio, uno speciale processo di Cisco IOS, che è in programma da eseguire quando il router riceve i pacchetti è quello che esegue la commutazione di pacchetti. Un processo Cisco IOS non esegue la commutazione di pacchetti in modalità interrupt. Piuttosto, quando i pacchetti arrivano al router, il processore di interfaccia interrompe la CPU centrale, e la invita a passare il pacchetto in base ad un percorso di cache o la commutazione della tabella. Che la cache o la tabella può essere costruito in diversi modi. Commutazione rapida e CEF switching costruire una cache o un tavolo. Infine, il router può programmare la tabella di commutazione in un ASIC in modo che i pacchetti possono essere commutata in hardware. Diverse piattaforme Cisco è possibile programmare la tabella CEF in ASIC.

Processo di commutazione

Commutazione di processo è il più lento di tutti i metodi di commutazione. Quando si passa un pacchetto attraverso il router, un processo di copie Cisco IOS il pacchetto alla memoria della CPU e cerca l'indirizzo IP di destinazione nella tabella di routing IP. Sulla base dei risultati di questa ricerca, il processo passa il pacchetto su una particolare interfaccia dopo lo fa qualche pulizia sulla intestazione IP. Questo servizio di pulizia comprende la riduzione del Time to Live (TTL) di campo e il ricalcolo del controllo di ridondanza ciclico (CRC) del header IP. La CPU centrale del router guarda sempre al pacchetto; nessun altro hardware intelligente decide come il pacchetto viene inoltrato. L'opposto di un processo di commutazione è la commutazione di pacchetti in modalità interrupt, in cui la CPU centrale potrebbe essere coinvolta, ma la decisione di commutazione viene effettuata entro il interrupt contesto, non da un apposito processo di Cisco IOS.

Commutazione rapida

Commutazione veloce è un metodo di commutazione, che costruisce un on-demand inoltro tavolo. Il primo pacchetto per una destinazione che arriva è processo di commutazione. Il passaggio del primo pacchetto dalla CPU centrale dà la CPU l'opportunità di costruire una cache. Questa cache si chiama IP commutazione rapida route cache ed è usato da interrompere il codice per passare i pacchetti successivi per la stessa destinazione. Questa cache non è permanente. Alcuni timer regolano la cache veloce percorso di commutazione, e di volta in volta, alcune voci sono soppresse, liberando la memoria. Fintanto che i pacchetti sono accesi per alcune destinazioni, queste destinazioni rimangono nella cache di rotta. Tuttavia, se per qualche tempo, non più pacchetti per una certa destinazione sono accesi, la voce per tale destinazione nella cache del percorso è soppresso. Con commutazione rapida, un cambiamento nella tabella di routing ha un effetto intrusivo: Se un prefisso cambia nella tabella di routing, la voce nella cache di commutazione rapida è invalidata, e il primo pacchetto per una destinazione deve essere un processo a commutazione di nuovo quello di costruire la nuova voce nella cache di rotta. Ogni voce prefisso IP nella cache percorso ha un interfaccia in uscita, salto successivo, Layer 2 e riscrivere campo. Questa riscrittura Layer 2 (MAC o riscrivere) è l'informazione che il router deve cambiare il Layer 2 frame di intestazione quando la cornice è ricostruito in modo che possa essere inviato per l'interfaccia in uscita. Il comando per permettere la rapida commutazione sulla interfaccia è ip route-cache. CEF Switching

Un motivo valido per un nuovo e migliore metodo di commutazione è che la cache di commutazione rapida è stata costruita solo su richiesta. Pertanto, a fast-pacchetti switch, il primo pacchetto verso una destinazione doveva essere processo di commutazione, che è di per sé molto tempo, soprattutto sui router che hanno un numero enorme di potenziali destinazioni, come i router con Internet tabella di routing. Per evitare questo, una pre-costruito di commutazione tavolo era necessario. Dalla necessità di una tale pre-costruito tabella di commutazione, CEF è nato. In breve, la tabella di commutazione non è più costruito su richiesta, ma è costruito in anticipo. In quanto tale, ogni prefisso nella tabella di routing ha una voce nella tabella di commutazione CEF allo stesso tempo. Solo quando cambia la tabella di routing non il cambiamento CEF tabella di commutazione. Tuttavia, in alcuni casi, gli altri metodi di commutazione potrebbe essere ancora necessaria. Un esempio di questo è che sono le opzioni di pacchetti IP. Se un pacchetto IP ha delle opzioni IP finale l'intestazione IP, il pacchetto viene processo di commutazione. Questo perché il trattamento delle opzioni IP non è semplice e non può essere fatto facilmente in modalità interrupt o in hardware ed è quindi gestita dalla CPU centrale.

CEF perché è necessario Multiprotocol Label Switching Networks?

Per quanto riguarda Multiprotocol Label Switching, CEF è speciale per una qualsiasi ragione, altrimenti, questo articolo non avrebbe esplicitamente lo copre. Pacchetti etichetta che entrano nel router sono accesi a seconda della base di inoltro etichetta le informazioni (LFIB) sul router. I pacchetti IP che entrano nel router sono accesi in base alla tabella CEF sul router. Indipendentemente dal fatto che il pacchetto è commutata in base alla LFIB. La tabella di adiacenza

La tabella di adiacenza è il componente CEF che è responsabile per il MAC Layer 2 o riscrivere. Quando i router e gli host sono adiacenti, imparano gli uni degli altri in qualche modo. Possono scoprire a vicenda in modo dinamico o per mezzo di configurazione. Se i router sono adiacenti attraverso una point-to-point, scoprono reciprocamente banalmente. Tuttavia, su un supporto multiaccesso come Ethernet, è necessario che i router di utilizzare un meccanismo dinamico per scoprire l'altra. Questo meccanismo è ARP, che le mappe di livello 2 (per esempio, Ethernet MAC), gli indirizzi in indirizzi IP. Poiché i router di solito eseguire i protocolli di routing tra l'altro, la tabella ARP è costruito con gli indirizzi MAC dei router di collegamento sul interfacce Ethernet. Se l'interfaccia è Frame Relay o Asynchronous Transfer Mode, può essere punto-punto o multipunto. Nel primo caso, una sola adiacenza esiste per ogni interfaccia, nel secondo caso, adiacenze più può esistere per l'interfaccia. La tabella di adiacenza è titolare di uno di adiacenza o Layer 2 riscrivere la struttura per router che è connesso a tale interfaccia multipoint.

Adiacenza questo può essere costruito da informazioni apprese da Address Resolution Protocol (ARP), Asynchronous Transfer Mode, o Frame Relay dichiarazioni mappa, e ARP inversa per Asynchronous Transfer Mode o Frame Relay. Sebbene il FIB decide dove inoltrare il pacchetto, il Layer 2 riscrittura del telaio è fatto con le informazioni che si trovano nella tabella di adiacenza. Il Layer 2 riscrivere stringa contiene la nuova intestazione di livello 2 che viene utilizzato sul telaio inoltrato. Per Ethernet, questa è la nuova destinazione e l'indirizzo MAC sorgente e il Ethertype (il numero di protocollo per il Layer 3 payload). Per il PPP, l'intestazione di livello 2 è l'intestazione PPP completa, compreso il protocollo di Livello 3 ID.

Distribuiti CEF (DCEF)

Uno dei principali vantaggi del CEF è che può essere utilizzato in maniera distribuita. Alcuni router Cisco utilizza una CPU centrale, senza alcuna forma di intelligenza decentrata o distribuiti. Un esempio di un router è il router serie 7200. CEF in questa piattaforma è possibile utilizzare solo le centrali CPU e come tale può inoltrare il traffico da parte della CPU o in modalità interrupt. Altri hardware, come l'intelligenza 7500 o GSR 12.000 router della serie-ha distribuito e CPU. Pertanto, il router può distribuire il carico di inoltrare il traffico attraverso il CEF utilizzando la CPU distribuiti per inoltrare il traffico senza interrompere la CPU centrale. Per raggiungere l'inoltro distribuiti, sia il CEF e la tabella di adiacenza devono essere distribuiti a questi distribuire CPU. Per il router serie 7500, l'intelligenza distribuita è presente su un Versatile Interface Processor (VIP), e per la GSR 12.000 router della serie, l'intelligenza distribuita è presente sulle schede di linea. CEF pacchetti di commutazione in Hardware

Per raggiungere l'inoltro dei pacchetti ad alta velocità, il router può utilizzare ASIC sulle tavole o schede di linea. Questi sono ASIC appositamente costruite per i chip in grado di inoltrare i pacchetti al tasso più alto. Per avere l'ASIC trasmettere i pacchetti per la tabella di routing, il router distilla il tavolo CEF in ASIC in modo che sia correttamente programmato di trasmettere i pacchetti. Esempio 6-5 mostra il Packet Switching ASIC. Il router può anche distribuire il LFIB e caricarlo in ASIC. Il comando per visualizzare il LFIB in ASIC è tag show-switching hardware-tag.

un articolo presentato da George S Twiss

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