Cisco udtrykke videresendelse, CEF er avanceret lag 3 IP skifte teknologi, der anvendes på cisco router og skifte. Det er en funktion, der gør det muligt for en router hurtigt og effektivt at lave et ruteopslag. CEF optimerer routing table opslag ved at oprette en speciel, let søgte træstruktur baseret på IP routing tabel. CEF optimerer netværksydelse og skalerbarhed for netværk med store og dynamiske trafikmønstre med videresendelsesinformation kaldet Videresendelsesinformationsbasen (FIB) og den cachelagrede adjacency-information kaldet Adjacency-tabellen. CEF spiller en afgørende rolle i præstationsforbedring, når den anvendes på internettet eller netværk med intensive internetbaserede applikationer eller interaktive sessioner. Før CEF blev implementeret af Cisco, tog routere routingbeslutninger baseret på 2 metoder, dvs.pakkeskift-Processkift og Hurtigskift.
routere træffer beslutninger om videresendelse af pakker baseret på kilden og destinationsadresserne. Denne beslutningsproces kaldes ” skift.”Lad os ikke forveksle med en Ethernet-kontakt. Skiftet nævnt ovenfor er, hvad en router gør, når den træffer følgende beslutninger:
- hvorvidt pakken skal videresendes efter at have kontrolleret, at den destination, der er nævnt i pakken, kan nås eller ej
- hvis destinationen kan nås, hvad er næste hop?, og hvilken grænseflade routeren vil bruge til at komme til den destination?
- hvorvidt at ændre Ethernet MAC på pakken?
ROUTERARKITEKTUR opdeler routerfunktioner i tre operationelle planer:
MANAGEMENT PLANE: dette plan bruges til at styre en enhed gennem dens forbindelse til netværket. Eksempler på protokoller, der behandles i ledelsesplanet, inkluderer simpel Netværksstyringsprotokol (SNMP), Telnet, File Transfer Protocol (FTP), Secure FTP og Secure Shell (SSH). Disse styringsprotokoller bruges til overvågning og CLI-adgang (command-line interface).
KONTROLPLAN: Kontrolplanet er routerens hjerne. Dets vigtigste funktion er at opretholde sessioner og udveksle protokoloplysninger med andre routere eller netværksenheder. Følgende er nogle af funktionerne i kontrolplanet:
- bestemmer, hvor trafikken går (dvs. routingprotokoller osv.)
- systemkonfiguration, ledelsesinformation
- udveksling af topologiske oplysninger
- Policing (Management Plane Protection)
dataplan: dets vigtigste funktion er at videresende data via en router (ASIC). For eksempel vil slutbrugertrafik, der rejser fra en brugers PC til en internetserver på et andet netværk, gå over dataplanet. (Det betyder, at datapakkerne behandles af udstyret selv til routingbeslutningerne, før de videresendes til deres destination baseret på routingbeslutningerne). Følgende er nogle af Dataplanets funktioner:
- videresendelse af datapakker kaldes derfor ofte Videresendelsesplanet
- brug kontrolplanet til at videresende til destinationen
- brug kontrolplanet til at træffe beslutninger om pakkefald
dataplan og kontrolplan sammen er ansvarlige for den hastighed, hvormed pakkerne kan strømme gennem en router. Vi vil overveje disse to driftsplaner og undersøge tre forskellige tilgange, som Cisco-routere kan tage. Dette gælder for alle de pakker, der ankommer på en ingress interface og bliver sendt ud en passende udgangsgrænseflade.
Cisco routere understøtter følgende tre primære tilstande af pakkeskift:
- 1. Processkift
- 2. Hurtig skift
- 3. Cisco hurtig videresendelse (CEF)
- 1. PROCESSKIFT-når datapakkerne indtaster en grænseflade, skal Ruteprocessoren (CPU ‘ en) være involveret i enhver beslutning om videresendelse af pakker
-
- det virker med hver pakke til L2 adresse vekslen og andre fejlkontrol ligesom CRC osv.
- få den næste hop L2-adresse via ARP-tabellen.
- rute tabel opslag for hver pakke.
- langsommere hastighed og mere CPU intensiv
bemærk: en grænseflade kan konfigureres til processkift ved at deaktivere hurtig tænding af denne grænseflade. Kommandoen, der bruges til at deaktivere Hurtig skift, er: RTR-2 (config)#ingen ip-rute-cache
- 2. Hurtig skift-når en datastrøm går ind i en grænseflade, hvis destinationen ikke er gemt i “Rutecachen” for den grænseflade, “punkteres” den til “Ruteprocessor” (CPU) for at kontrollere IP-rutetabellen for en destination.
- det ligner “proces-skift”, men opretholder en rute-cache
- for kilde og destination base trafik brug rute-cache
- mindre CPU intensiv, hurtigere end tidligere teknologi
- hurtig-skift er baseret på programmer derfor har en cache opdatering problem.
Bemærk: hurtig skift kan konfigureres i en interfacekonfigurationstilstand med kommandoen RTR-2 (config)#ip route-cache
- 3. CISCO hurtig videresendelse (CEF)
- det ligner hurtigskift, men CEF bruger udstyrsbase ASIC til videresendelse.
- til videresendelse bruger CEF både FIB og Adjacency tabel.
- det er meget mindre CPU intensiv og giver hurtigere hastighed/trådhastighed
- opdateringer det er FIB / Adjacency straks
CEF – processtrømmen:
- når en pakke kommer ind i routeren, fjerner routeren lag 2-Informationen.
- routeren slår destinations-IP-adressen op i CEF-tabellen (FIB), og den træffer en beslutning om videresendelse.
- resultatet af denne fremsendelsesbeslutning peger på en adjacency-post i adjacency-tabellen.
- de oplysninger, der hentes fra adjacency-tabellen, er Layer 2-omskrivningsstrengen, som gør det muligt for routeren at sætte et nyt Layer 2-overskrift på rammen,
- pakken skiftes ud på den udgående grænseflade mod næste hop.
Bemærk:- på mange platforme er CEF aktiveret som standard. Hvis det ikke er tilfældet, kan du aktivere det globalt med følgende kommando RTR-2(config)#ip cef
hvis CEF er aktiveret globalt, men ikke er aktiveret på en bestemt grænseflade, kan du aktivere den på denne grænseflade med kommandoen interface configuration
RTR-2(config-if)#interface gigabitEthernet 0/2
RTR-2(config-if)#ip route-cache CEF
CEF COMPONENTS
Cisco ekspresforsendelse består af to hovedkomponenter: videresendelsesinformationsbasen (fib) og adjacency-tabellen. Disse opdateres automatisk på samme tid som rutetabellen.
Videresendelsesinformationsbase (FIB)
FIB indeholder destinationsoplysninger, dvs.CEF-tabel/FIB-tabel, der indeholder de væsentlige oplysninger, taget fra rutetabellen, for at kunne træffe en videresendelsesbeslutning for en modtaget IP-pakke. Disse oplysninger inkluderer IP-præfikset, det rekursivt evaluerede næste hop og den udgående grænseflade.
Adjacency tabel
det er ansvarligt for Mac eller Layer 2 omskrivning. Denne adjacency kan bygges fra ATM, Frame Relay map udsagn, dynamisk information lært fra Ethernet-ARP, invers ARP på ATM eller Frame Relay. Layer 2-omskrivningsstrengen indeholder det nye Layer 2-overskrift, der bruges på den videresendte ramme. For Ethernet er dette den nye destination og kilde MAC-adresse og Ethertypen. For PPP er Layer 2-overskriften
adjacency-tabellen indeholder mange forskellige typer adjacency:
- Værtsrute adjacency: en værtsrute adjacency post bruges til at specificere, at en bestemt vært er inden for en eller lag to humle.
- Null adjacency: dette bruges til pakker, der er bestemt til null0-grænsefladen. Det kan bruges som en form for adgangsfiltrering.
- Glean adjacency: en glean adjacency bruges, når en enhed er tilsluttet flere værter af samme grænseflade. I dette tilfælde indeholder posten et præfiks for undernettet, ikke kun for en bestemt værtsindgang.
- Punt adjacency: dette bruges til de pakker, der bruger funktioner, der ikke i øjeblikket understøttes af CEF, og som skal videresendes (punted) til det næste skifteniveau (ofte for at blive proceskoblet).
- kassere adjacency: en kassere adjacency post bruges til de pakker, der automatisk skal droppes.
- Drop adjacency: en drop adjacency post bruges til de pakker, der faldt, men først efter præfikset er markeret.
CEF LOAD BALANCING
CEF understøtter to former for load sharing:
PER-PACKET: per Packet load balancing metode skaber trafikfordeling på en Round-robin mode dvs. at sige, at en router sender en pakke til destination over den første sti, den anden pakke til den samme destination over den anden sti, tredje igen ved den første sti og så videre. Per pakke belastningsbalancering er nyttig, når der kræves lige udnyttelse af stier til samme destination. Denne metode undgår også vejbelastning.
per-DESTINATION (per-strøm): per Destination Load balancing er standard load-balancing metode aktiveret på routeren. Pakker til en given kilde-destination vært par vil tage den samme sti, selv om flere stier er tilgængelige. Hvis størstedelen af trafikken er for det samme kilde-og destinationspar, bruger trafikken den samme sti, der fører til underudnyttelse af andre stier. Per Destination er den foretrukne belastningsbalancering i de fleste situationer.
vi kan ændre belastningsdelingsmetoden pr.grænseflade, men tilgængeligheden af denne kommando kan være begrænset afhængigt af enhedens udstyrsfunktioner. (Ofte har maskinbaserede flerlagskontakter ikke denne mulighed, mens programmelbaserede ISR-routere gør det).
CENTRAL Vs distribueret CEF
CENTRAL CEF – tilstand-når CEF-tilstand er aktiveret, findes CEF FIB-og adjacency-tabellerne på ruteprocessoren, og ruteprocessoren udfører ekspresforsendelse. Du kan bruge CEF-tilstand, når linjekort ikke er tilgængelige til CEF-skift, eller når du skal bruge funktioner, der ikke er kompatible med distribueret CEF-skift.
distribueret CEF – (dCEF) – tilstand-når dCEF er aktiveret, opretholder linjekort identiske kopier af Fib-og adjacency-tabellerne. Linjekortene kan udføre ekspresforsendelsen af sig selv og aflaste hovedprocessoren – Gigabit Route Processor (GRP) – for involvering i skifteoperationen.
CEF LAB
lad os se på eksempelkonfigurationen og verifikationen af CEF-operationen. I topologien nedenfor kører vi OSPF area0 på RTR-2, RTR-3 og RTR-4, vi overvejer ikke RTR-1 og RTR-5 enheder i denne diskussion.
IPv4 / IPv6 CEF konfiguration
| Central CEF | distribueret CEF |
|---|---|
| RTR-2 (config) # ip cef | RTR-2 (config) # ip CEF distribueret |
| RTR-2 (config) # ipv6 cef | RTR-2 (config) # ipv6 CEF distribueret |
| for IPv6 skal CEF IPv6 unicast-routing være aktiveret | for IPv6 CEF IPv6 unicast-routing skal være aktiveret |
| RTR-2 (config)#ingen ip cef | RTR-2 (config)#ingen IP CEF distribueret |
| du kan deaktivere IP cef med ovenstående kommando | %kan ikke deaktivere CEF på denne platform kan du ikke deaktivere IP CEF på en distribueret platform |
den givne output fortæller os, at vi har fuld rækkevidde mellem OCTA netværk Sky. Lad os se nærmere på CEF-output.
RTR-2#ping 192.1.3.3 source loo 0 Type escape sequence to abort.Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.1.3.3, timeout is 2 seconds:Packet sent with a source address of 192.1.2.2 !!!!!Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 3/3/3 msRTR-2#ping 192.1.4.4 source loo 0Type escape sequence to abort.Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.1.4.4, timeout is 2 seconds:Packet sent with a source address of 192.1.2.2 !!!!!Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 4/5/8 ms
du kan se CEF-tabellen ved at udstede kommandoen SH ip cef
Prefix Next Hop Interface0.0.0.0/0 no route0.0.0.0/8 drop0.0.0.0/32 receive 127.0.0.0/8 drop172.16.12.0/24 attached GigabitEthernet0/0172.16.12.0/32 receive GigabitEthernet0/0172.16.12.2/32 receive GigabitEthernet0/0172.16.12.255/32 receive GigabitEthernet0/0172.16.23.0/24 attached GigabitEthernet0/1172.16.23.0/32 receive GigabitEthernet0/1172.16.23.2/32 receive GigabitEthernet0/1172.16.23.3/32 attached GigabitEthernet0/1172.16.23.255/32 receive GigabitEthernet0/1172.16.34.0/24 172.16.23.3 GigabitEthernet0/1172.16.45.0/24 172.16.23.3 GigabitEthernet0/1192.1.2.2/32 receive Loopback0192.1.3.3/32 172.16.23.3 GigabitEthernet0/1192.1.4.4/32 172.16.23.3 GigabitEthernet0/1224.0.0.0/4 drop224.0.0.0/24 receive 240.0.0.0/4 dropPrefix Next Hop Interface255.255.255.255/32 receive RTR-2#
vedhæftet: repræsenterer et netværk, som routeren er direkte tilsluttet
Modtag: repræsenterer en IP-adresse på en af routerens grænseflader
lad os kontrollere adjacency-tabellen på RTR-3, da den er forbundet til RTR – 2 og RTR-4
RTR-3#show adjacency Protocol Interface AddressIP GigabitEthernet0/1 172.16.23.2(12)IP GigabitEthernet0/2 172.16.34.4(12)
oplysninger på Grænsefladeniveau om cef på RTR-2
RTR-2#show ip interface gigabitEthernet 0/1 GigabitEthernet0/1 is up, line protocol is up Internet address is 172.16.23.2/24 Broadcast address is 255.255.255.255 Address determined by setup command MTU is 1500 bytes Helper address is not set Directed broadcast forwarding is disabled Multicast reserved groups joined: 224.0.0.5 224.0.0.6 Outgoing access list is not set Inbound access list is not set Proxy ARP is enabled Local Proxy ARP is disabled Security level is default Split horizon is enabled ICMP redirects are always sent ICMP unreachables are always sent ICMP mask replies are never sent IP fast switching is enabled IP fast switching on the same interface is disabled IP Flow switching is disabled IP CEF switching is enabled IP CEF switching turbo vector
for at se Lag 2-overskriftsoplysningerne skal vi bruge nøgleordet brugeroplysninger til slutningen af Vis adjacency
RTR-3#show adjacency detail Protocol Interface AddressIP GigabitEthernet0/1 172.16.23.2(12) 10 packets, 1140 bytes epoch 0 sourced in sev-epoch 0 Encap length 14 5000000600015000000700010800 ARPIP GigabitEthernet0/2 172.16.34.4(12) 10 packets, 1140 bytes epoch 0 sourced in sev-epoch 0 Encap length 14 5000000800025000000700020800 ARP
vi kan se, at der er en post til 172.16.23.2
5000000600015000000700010800 What does this number mean? It's the MAC addresses of the source and destination that we require and the Ethertype…let me break it down for you:
500000060001 er MAC-adresse på RTR-2 interface giga 0/1
500000070001is MAC-adresse på RTR-3 interface giga 0/1
0800 er Ethertypen. 0h800 står for IPv4.
lad os tjekke på RTR-3, Hvilke ARP-poster der oprettes til RTR-2 og RTR-4.
RTR-3#show ip arp 172.16.23.2Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type InterfaceInternet 172.16.23.2 134 5000.0006.0001 ARPA GigabitEthernet0/1 RTR-3#show ip arp 172.16.34.4Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type InterfaceInternet 172.16.34.4 136 5000.0008.0002 ARPA GigabitEthernet0/2
vi kan se, at værdierne under feltet “Udstyrsadr” matcher de første tolv cifre i lag 2-overskriftsoplysningerne i den forrige Vis-kommando.
for at kontrollere status for belastningsbalancering på RTR – 2 med vis ip CEF eksakt-rutekommando
RTR-2#show ip cef exact-route 192.1.2.2 192.1.4.4192.1.2.2 -> 192.1.4.4 =>IP adj out of GigabitEthernet0/1, addr 172.16.23.3
lad os kontrollere standardindlæsningsdelingsadfærd på RTR-2
RTR-2#show cef stateCEF Status: RP instance common CEF enabledIPv4 CEF Status: CEF enabled/running dCEF disabled/not running CEF switching enabled/running universal per-destination load-sharing algorithm, id A71F7A11IPv6 CEF Status: CEF enabled/running dCEF disabled/not running universal per-destination load sharing algorithm, id A71F7A11
udfordring fejlfinding
1-1. Baseret på udstillingen forudsat hvilken Vis kommando blev udført på RTR-2?
1-2. Baseret på udstillingen forudsat hvilken Vis kommando blev udført på RTR-2?
1-3. Baseret på udstillingen forudsat hvilken Vis kommando blev udført på RTR-3?
1-4. Baseret på udstillingen forudsat hvilken Vis kommando blev udført på RTR-2?
1-5. Baseret på udstillingen forudsat hvilken Vis kommando blev udført på RTR-3?
1-6. Baseret på udstillingen forudsat hvilken Vis kommando blev udført på RTR-2?
1-7. hvad er der galt med denne udstilling?
