Cisco Express Forwarding

Cisco Express Forwarding (CEF) é um encaminhamento de pacotes ou comutação método que usa o Cisco IOS. É o mais recente inquérito de comutação método desenvolvido em Cisco IOS, e é o método padrão de encaminhamento de pacotes sendo usados agora. CEF é necessário Multiprotocol Label Switching redes, razão pela qual este artigo dedica um artigo para ele. Este artigo explica os princípios básicos da CEF para que você possa entender o seu papel na Multiprotocol Label Switching redes.

Visão geral do Cisco IOS Switching Methods

A função básica de um roteador é mover pacotes através da rede. Para um roteador para enviar pacotes, é preciso procurar o endereço de destino do pacote em uma tabela e decidir qual o caminho a ser usado para trocar ou encaminhar o pacote. Cada protocolo que o roteador possa encaminhar pacotes para ter uma tabela de encaminhamento em separado. Esses protocolos podem incluir DECnet, Internetwork Packet Exchange (IPX), AppleTalk, IP, e Multiprotocol Label Switching. Pacotes podem ser encaminhadas através do roteador de três formas básicas: processo de mudança, interrupção de comutação, ou através de um circuito integrado de aplicação específica (ASIC ). No processo de mudança, um processo especial Cisco IOS que está programado para ser executado quando o roteador recebe pacotes é o que executa a comutação de pacotes. A Cisco IOS processo não executar a comutação de pacotes em modo de interrupção. Pelo contrário, quando os pacotes chegam ao roteador, o processador de interface interrompe a CPU central e pede-lhe para mudar o pacote de acordo com um cache de rotas ou mudar de mesa. Esse é cache ou tabela pode ser construída de várias maneiras. Comutação rápida e CEF comutação construir tal um cache ou tabela. Finalmente, o router pode programar a mesa de comutação em um ASIC para que os pacotes podem ser comutadas em hardware. Várias plataformas Cisco pode programar o quadro da CEF em ASICs.

Processo de comutação

Processo de mudança é o mais lento de todos os métodos de comutação. Aquando da passagem de um pacote através do roteador, um Cisco IOS processo copia o pacote para a memória da CPU e procura o endereço IP de destino na tabela de roteamento IP. Com base no resultado desta pesquisa, o processo muda o pacote em uma interface em particular depois que faz uma faxina no cabeçalho IP. Esta housekeeping inclui a redução do Time To Live (TTL) de campo eo recálculo da verificação de redundância cíclica (CRC) do cabeçalho IP. O processador central do roteador sempre olha para o pacote; nenhum outro hardware inteligente decide como o pacote é transmitido. O oposto ao processo de mudança é a comutação de pacotes em modo de interrupção, em que o processador central pode estar envolvido, mas a decisão de comutação é executada dentro do contexto de interrupção, e não por um processo dedicado Cisco IOS.

Mudança rápida

Comutação Fast é um método de comutação que constrói um on-demand tabela de encaminhamento. O primeiro pacote para um destino que chega é um processo ligado. A mudança do primeiro pacote pelo processador central, a CPU dá a oportunidade de construir uma cache. Este cache é chamado de IP de comutação rápida cache de rota e é usado por codificar a interrupção para mudar os pacotes subsequentes para o mesmo destino. Este cache não é permanente. Alguns temporizadores regem a rota de cache de comutação rápida, e de vez em quando, algumas entradas são eliminados, liberando memória. Enquanto os pacotes são comutados para determinados destinos, esses destinos permanecem no cache de rotas. No entanto, se por algum tempo, não há mais pacotes para um determinado destino são trocados, a entrada para o destino na rota de cache é excluído. Com a rápida mudança, uma mudança na tabela de roteamento tem um efeito intrusivo: Se uma muda prefixo na tabela de roteamento, a entrada no cache de comutação rápida é invalidado, e o primeiro pacote para um destino tem de ser mudado de novo processo para a construção a nova entrada na cache de rotas. prefixo IP Cada entrada no cache do percurso tem uma interface de saída, próximo salto, e Layer 2 reescrever campo. Esta camada 2 reescrever (ou reescrever MAC) é a informação de que o roteador precisa mudar no cabeçalho do frame de camada 2 quando o quadro é reconstruído de modo que possa ser enviado sobre a interface de saída. O comando para permitir a rápida mudança na interface é ip route-cache. CEF Switching

A razão convincente para um novo e melhor método de comutação foi que o cache de comutação rápida só foi construído na demanda. Portanto, para pacotes de fast-switch, o primeiro pacote para um destino teve de ser processo de comutação, que é inerentemente demorado, especialmente nos roteadores que tem um grande número de destinos potenciais, tais como roteadores de internet da tabela de roteamento. Para evitar isso, um pré-construído de comutação de mesa era necessário. A partir da necessidade de tal um pré-construído tabela de comutação, a CEF foi carregado. Em suma, a tabela de comutação não é construído sobre a procura, mas é construído com antecedência. Como tal, cada prefixo na tabela de roteamento tem uma entrada na tabela de comutação da CEF, ao mesmo tempo. Somente quando a alteração da tabela de encaminhamento é que a mudança da tabela da CEF de comutação. No entanto, em alguns casos, os outros métodos de comutação pode ainda ser necessário. Um exemplo disso é que tem opções de pacotes IP. Se um pacote IP tem as opções de IP arrastando o cabeçalho IP, o pacote é o processo de comutação. Isso porque o tratamento de opções de IP não é simples e não pode ser feito facilmente em modo de interrupção ou no hardware e é assim tratado pelo processador central.

Porque é que a CEF Necessário em Multiprotocol Label Switching Networks?

No que diz respeito Multiprotocol Label Switching, a CEF é especial para uma certa razão, caso contrário, este artigo não seria explicitamente cobri-lo. Labeled pacotes que entram no roteador são trocados de acordo com a base de informações do rótulo de encaminhamento (LIGA) no roteador. Pacotes IP que entra no roteador são trocados de acordo com a tabela da CEF no roteador. Independentemente de saber se o pacote está ligado de acordo com a LIGA. A Tabela de Adjacência

A tabela a adjacência é o componente que a CEF é responsável pelo MAC ou Layer 2 reescrever. Quando os roteadores e os hosts são adjacentes, aprendem uns com os outros por alguns meios. Eles podem descobrir-se dinamicamente, ou por meio de configuração. Se os roteadores são adjacentes através de uma conexão ponto a ponto, eles descobrem um ao outro trivial. No entanto, em meio multiaccess como a Ethernet, é necessário que os roteadores a utilizar um mecanismo dinâmico para descobrir o outro. Este mecanismo é o ARP, que mapeia Layer 2 (por exemplo, Ethernet MAC) endereços para endereços IP. Como os roteadores geralmente executar os protocolos de roteamento entre si, a tabela ARP é construído com os endereços MAC dos roteadores de conexão na interface Ethernet. Se a interface é Frame Relay ou Asynchronous Transfer Mode, que pode ser ponto-a-ponto ou multiponto. No primeiro caso, só existe uma adjacência por interface; no segundo caso, podem existir vários adjacências por interface. A tabela a adjacência detém uma adjacência ou Layer 2 reescrever estrutura por roteador que está ligado a essa interface multiponto.

Esta adjacência pode ser construído a partir de informações tiradas de Address Resolution Protocol (ARP), Asynchronous Transfer Mode, ou declarações mapa Frame Relay, e ARP inversa sobre Asynchronous Transfer Mode ou Frame Relay. Embora o FIB decidir para onde encaminhar o pacote, o Layer 2 reescrita do quadro é feito com as informações encontradas na tabela de adjacência. A Camada 2 reescrever string contém o novo Layer 2 cabeçalho que é usado no frame transmitido. Para Ethernet, este é o novo destino e origem endereço MAC eo Ethertype (o número de protocolo para a camada de 3 de carga). Para PPP, o cabeçalho da camada 2 é o cabeçalho PPP completo, incluindo o Layer 3 ID do protocolo.

Distribuído CEF (DCEF)

Uma das principais vantagens da CEF é que ele pode ser usado de forma distribuída. Alguns roteadores Cisco utilizam uma CPU central, sem qualquer forma de inteligência descentralizada ou distribuída. Um exemplo de tal um roteador é o roteador da série 7200. CEF nesta plataforma só pode usar o processador central e como tal, podem encaminhar o tráfego pelo processador ou no modo de interrupção. Outro hardware, tais como a inteligência ou 7500 GSR 12000 roteador série foi distribuída e CPUs. Portanto, o roteador pode distribuir a carga de tráfego da transmissão através da CEF, usando os processadores distribuídos para encaminhar o tráfego, sem interromper a CPU central. Para atingir o encaminhamento distribuído, tanto a CEF e adjacência tabela têm de ser distribuídos para esses processadores distribuídos. Para o roteador 7500 series, a inteligência distribuída está presente em uma interface versátil Processor (VIP), e para o roteador série GSR 12000, a inteligência distribuída está presente nas placas de linha. CEF Pacotes de comutação em Hardware

Para conseguir alta taxa de encaminhamento de pacotes, o roteador pode usar ASICs nas placas ou cartões de linha. Estes ASICs são especialmente construídas para chips que podem encaminhar pacotes com a taxa mais elevada. Para que o ASIC encaminhar os pacotes por a tabela de roteamento, o roteador destila a tabela da CEF para a ASIC para que seja corretamente programado para encaminhar os pacotes. Exemplo 6-5 mostra a comutação de pacotes ASIC. O roteador também pode distribuir o LFIB e carregá-lo em ASICs. O comando para ver o LFIB na ASIC é tag-switching show hardware tag.

um artigo submetido por George S Twiss

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