CEF-思科快速转发机制.doc

思科快速转发机制（CEF） CEF采用一个4级且每级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，并由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，路由信息和转发信息是分离（RIB与FIB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。 CEF转发提供了3张表： FIB：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。 邻接表：维护一个邻接节点以及他们相关的2层MAC重写或下一跳信息数据库。 NetFlow Table：用于统计网络数据等。 　　需要指出的是，CEF的转发信息不是存储在cache里的，因此也不存在过期作废或定时刷新，只有根据路由表的变化而进行的更改，通常很稳定。而且转发信息是从路由信息经过一定处理后转换过来的，也就是说，如果在转发信息里找不到某个数据包的转发信息，那么也不用费心到路由那里去了，因为那里肯定也没有。这个数据包的下场不是被扔掉就是转到其他转发线程中去，转发信息（FIB）等于是路由信息针对于硬件转发的一个变形。 　　这样的结构布局保证了路由功能和交换功能的分离（软件上）。路由功能只处理三层以上信息，如路由信息处理、策略等，然后形成一个路由表，再根据这个路由表生成相应的转发信息。转发功能很明确，就是根据这些转发信息来工作，没有相关信息就拒绝。而不象MLS那样，遇到不认识的还得回头找路由问明白，那样降低了转发效率。CEF在软件形式上实现了路由和交换功能的分离，而并不意味着路由器物理结构上的分离，所以它也可以在一些多层交换机和低端的路由器上实施。 CEF的高速，表现在以下两个方面： 1、在查询方式上简化了步骤，提高了速度; 2、在分离了路由和转发功能。 支持CEF的硬件平台： 　　Cisco首先在高端路由器平台实现CEF，此后，Catalyst交换机也支持CEF的转发，但是还存在一些差别，但均提供如下特性： 1、基于“最长地址匹配”查找的高速转发 2、等价路径的负载均衡 3、逆向路径转发检查（RPF） 4、不详路由的无效 有些CEF特性仅在路由器上实现 1、关闭基于CEF的转发能力 2、每个前缀和每个前缀长度的CEF统计 3、从负载共享路径统计数据 4、基于每个分组的负载均衡 当您在网络中使用CEF时，请先考虑以下项目： 加载当前完整的Internet路由信息的平台所需的最小内存（推荐）： 集中路由模块上需要128MB 每个线路卡上需要64MB 2、CEF不能在一个线路卡上和VIP-分布式快速交换同时运行。 3、缺省情况下，如果Cisco IOS软件在交换数据报时遇到CEF不支持的功能和封装类型，它将采用其他交换方法（如最优交换、快速交换、过程交换）。 当前CEF不支持以下功能： · 策略路由 · 网络地址翻译(NAT) · 路由交换模块上的访问控制列表 · 多点PPP封装 · SMDS · 令牌环 · ATM · ISL封装 　　 以下平台支持CEF功能： Cisco7000系列路由器(需要装备RSP7000) Cisco7200系列 Cisco7500系列 Cisco12000系列 第二代接口模块（VIP2-20、VIP2-40、VIP2-50）支持CEF。 　　在不同的路由器平台上，硬件对CEF的支持可能会有所不同，这要由路由器中安装的路由模块和其他硬件所决定。例如在Cisco12000系列路由器上，所有的线路卡都支持CEF交换；在Cisco7500系列路由器上，要实现CEF交换，需要有RSP模块和VIP线路卡的支持。每个接口卡用自己的引擎独立地运行CEF去转发数据包，并且都独自拥有一个对FIB表的拷贝。每个接口卡独立的去交换数据包，减轻了中心路由处理模块的负担。 要了解CEF，必须先了解Supervisor的处理结构： 底板： 主要提供交换矩阵，32Gbit/s的总线，多播复制ASIC，网络管理处理器，还有基于GBIC的2个接口。此外还提供PFC2和MSFC2子板的连接器。 PFC2： 提供一组ASIC进行所有基于硬件的转发。通常CEF就是在这个卡上实现的。 他提供基于3层的转发引擎。提供各种3层表，如FIB，邻接表等。此外，PFC还包口基于硬件的访问控制列表和Qos机制的ASIC。 MSFC2： MSFC2提供一个处理所有3层控制板活动的cpu。控制板是处理路由计算的硬件体系结构的一部分。MSFC2负责处理不能由PFC2硬