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[经验分享] Cisco 快速转发机制

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发表于 2018-7-17 14:08:16 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
  Cisco 快速转发机制
  A.CEF概述
  CEF采用一个4级每级256条通道结构的转发表来指明转发条目的位置,转发表有nexthop等信息,涵盖了整个IPv4的地址范围,并有指针指向另一个邻接表。转发条目(MAC地址之类)都存储在一个单独的邻接表上。这两个表包括了所有的转发信息,而这些转发信息是根据路由表和ARP来构造的。
  CEF简化了查询的步骤,提高了单位时间的工作效率。从整体上来看,CEF在软件形式上实现了路由和交换功能的分离。路由信息和转发信息是分离的,数据包的转发只根据转发信息而不用参照路由信息,可以充分利用专用硬件的功能来达到线速转发,而不受路由变化或者其他因素的干扰,保证了转发的高速高效。
  B.CEF转发(提供3张表)
  1>FIB(转发信息表):从路由选择表中拷贝过来的转发信息,包括路由选择表中用于转发路由分组所必须的最少信息。
  2>Adjacency(邻接表):维护一个邻接节点以及他们相关的2层MAC重写或吓一跳信息数据库
  3>NetFlow Table:用于统计网络数据等
  这3张表放在三层转发引擎中,比如某个??榛蚨丝?,因此,通常都很稳定。
  CEF转发机制
  普通IP包到达交换机,通过三层转发,直接由硬件的三层转发引擎查找转发信息表,进行转发。三层数据包通过与FIB表格的匹配,进行最长匹配,得到邻居信息,改写原有二层数据帧(下一跳MAC地址)并转发。查找得到邻居信息,在邻接表中找到下一条,根据下一条进行转发。如果目的IP地址的MAC不在邻居表内,则交换机将使用ARP进行解析,以得到目的地址的MAC地址。
  CEF的转发信息表和邻接表:
  利用软件创建转发信息表和邻接表  (FIB最多支持6个到达同一目的的邻居条目)
  
  图示转发过程:

  C.CEF负载均衡
  提供两种负载均衡:
 ?、倩谀康牡氐母涸鼐猓ㄊ褂枚嗵趼肪独淳飧涸?,默认被启用)
 ?、诨谑莅母涸鼐猓ㄐ枰冉芒?,可以在路径上连续发送数据包,而不用考虑具体的主机或用户情况)
  命令:
  在接口模式下
  #no ip load-sharing per-destination  //禁用基于目的地的负载均衡
  #ip load-sharing per-packet       //启用基于数据包的负载均衡
  D.查看CEF配置及诊断
  查看
  在特权模式下:
  #show ip cef 端口  目的IP地址  detail
  查看转发信息
  #show adjacency 端口  detail
  查看邻居信息
  诊断:
  #debug ip cef {   drops  |  receive |  events |prefix-ipc |tale}
  丢弃包      接收包    事件
  #debug ip cef {  ipc | interface-ipc}
  进程之间通讯的消息
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