二层网络数据转发模式

Data Forwarding

Process Switching

最古老的数据转发方式

• 当路由器收到一个需要处理的数据包时
• 路由器将存储该数据包进入内存
• 路由器CPU被打断，处理该数据包
• 并将其放入相应的输入队列中

弊端是需要使用CPU进行转发，对于CPU要求过高，目前已经不使用该种方式。

no ip route-cache #通过该命令启用CPU转发功能

Fast Switching

快速转发在CPU转发的基础上通过加入缓存进行改进。

• 第一个数据包依旧通过CPU进行处理
• 将处理结果存入缓存中
• 到达该目的地的数据包通过缓存中的信息进行处理

弊端

• 第一个数据包仍需要通过CPU处理
• 如果路由器接收到大量未在缓存中的数据，性能将会下降
• 当路由表变化时，缓存将会被清空并重新记录

ip route-cache #启用Fast Switching

Cisco Express Forwarding（CEF）

? Cisco Express Forwarding是思科私有技术基于快速转发改进而来，CEF在Cisco设备为默认选项
? CEF通过ASICs和NPUs实现高吞吐量（通过硬件加速）

ip route-cache cef #关闭CEFshow cef interface #查看CEF是否开启show ip interface  #查看CEF是否开启

? 开启CEF后，CEF会产生两张表，为FIB（Forwarding Informatica Base）和 Adjacency Table。
? FIB与路由表相同，Adjacency Table则与ARP表相类似。

? CEF的部署模式分为Centralized（集中式）和Distributed Forwarding（分布式），相对于的就是软件CEF与硬件CEF，也对应着低端设备与高端设备。
? 当一个路由处理引擎配置了一个CEF，能够让它处理所有分组流量，这即为集中式。
? 如果网卡配备了转发引擎且附带一个CEF，则能够使流量不经过路由处理引擎直接被转发，那么吞吐量会更高，这即为分布式。

SSO & NSF

? SSO=Stateful switchover NSF=Nonstop forwarding

? Route Processors用于生成路由表，如果路由处理器故障则会导致路由表重置并丢失报文（同时会导致CEF的重置），通过增加Route Processors数量来冗余。
? SSO是一种冗余功能，它允许具有多个RP的Cisco路由器在RP间同步配置和控制层面的信息。若一个RP故障，则能够切换至另一个RP继续工作，但是在切换的过程中，会触发路由协议的翻动，清除路由表与CEF条目，再重新学习网络拓扑前，不再路由流量。
? 此时需要用到NSF功能，NSF功能则会假定在切换RP的过程中，CEF仍然使用切换前的RP的数据，继续转发工作，直到切换完成。