第三層交換技術(shù)

CEF部件

CEF是一種高級(jí)的第三層交換技術(shù)，它主要是為高性能、高伸縮性的第三層IP骨干網(wǎng)交換設(shè)計(jì)的。為優(yōu)化包轉(zhuǎn)發(fā)的路由查找機(jī)制，CEF定義了兩個(gè)主要部件：轉(zhuǎn)發(fā)信息庫（Forwarding Information base）和鄰接表（Adjacency Table）。

轉(zhuǎn)發(fā)信息庫（FIB）是路由器決定目標(biāo)交換的查找表，F(xiàn)IB的條目與IP路由表?xiàng)l目之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即FIB是IP路由表中包含的路由信息的一個(gè)鏡像。由于FIB包含了所有必需的路由信息，因此就不用再維護(hù)路由高速緩存了。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠蚵酚砂l(fā)生變化時(shí)，IP路由表被更新，F(xiàn)IB的內(nèi)容隨之發(fā)生變化。

CEF利用鄰接表提供數(shù)據(jù)包的MAC層重寫所需的信息。FIB中的每一項(xiàng)都指向鄰接表里的某個(gè)下一跳中繼段。若相鄰節(jié)點(diǎn)間能通過數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)發(fā)，則這些節(jié)點(diǎn)被列入鄰接表中。

系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)鄰接關(guān)系，就將其寫到鄰接表中，鄰接序列隨時(shí)都在生成，每次生成一個(gè)鄰接條目，就會(huì)為那個(gè)鄰接節(jié)點(diǎn)預(yù)先計(jì)算一個(gè)鏈路層頭標(biāo)信息，并把這個(gè)鏈路層頭標(biāo)信息存儲(chǔ)在鄰接表中，當(dāng)決定路由時(shí)，它就指向下一網(wǎng)絡(luò)段及相應(yīng)的鄰接條目。隨后在對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行CEF交換時(shí)，用它來進(jìn)行封裝。欲查看鄰接表的有關(guān)信息，可以使用Cisco IOS的命令：show adjacency/show adjacency detail。當(dāng)我們查看鄰接表信息時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有以下兩種主要鄰接類型：Host adjacency和Point to Point。Host adjacency類型通常的顯示是一個(gè)IP地址，它表示鄰接的下一跳IP地址；Point to Point類型的顯示是“point 2point”，表示這是一條點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電路。此外還有其他一些特殊類型，如Null adjacency、Glean adjacency等，此外不再贅述。

CEF操作模式

CEF有兩種模式：集中式和分布式。集中式允許一個(gè)路由處理模塊運(yùn)行特快交換，即FIB和鄰接表駐留在路由處理模塊中，當(dāng)線路卡不可用或不具備分散CEF交換的功能時(shí)，就可使用集中CEF交換模式。

分布式（一般記作dCEF）允許路由器的多個(gè)線路卡（VIP）分別運(yùn)行特快交換功能，前提是線路是VIP線路卡或GSR線路卡。中央路由處理器完成系統(tǒng)管理/路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)表計(jì)算等功能，并把CEF表分布到單個(gè)線路卡；每個(gè)線路卡維護(hù)著一個(gè)FIB和鄰接表的相同的拷貝。線路卡在端口適配器之間執(zhí)行快速轉(zhuǎn)發(fā)，這樣，交換操作就無需路由交換模塊的參與了。DCEF采用一種“內(nèi)部過程通信”機(jī)制來保證路由處理器和接口卡之間FIB和鄰接表的同步。

Cisco 12000系列路由器只運(yùn)行dCEF模式，由線路卡執(zhí)行交換功能。在其它路由器中，可以在同一個(gè)路由器中混合使用各種類型的接口卡，如果一個(gè)不支持CEF的接口卡收到數(shù)據(jù)包后，將把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到路由處理器來進(jìn)行處理，或把該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段處理。

CEF在路由器上是全局激活的，但可在每個(gè)接口（或VIP的底板）上啟用/禁用CEF；CEF和快速交換模式也可同時(shí)運(yùn)行，但不推薦這樣使用，因?yàn)闀?huì)占用大量的系統(tǒng)維護(hù)資源。