White Paper Cisco快速转发 (CEF)

shanlingyun

White Paper

Cisco快速转发 (CEF)



    在IP上的Cisco的快速转发 (CEF)是一个可扩展、分布式、三层交换的解决方案，它设计用来解决未来的因特网和企业网的性能需求问题。它表现出最新的Cisco IOSTM 交换的能力，包括了NetFlowTM 交换和分布式交换。CEF也是Cisco’s Tag Switching 架构的关键组件。快速转发在适应动态的网络改动和具有大量的“小连接”（从连接上到断开连接的过程很短，数据量很小）特征的流量，尤其是基于Web的应用和互动会话中有很好的应用。现存的三层交换方法是，使用路由缓存机制来维护一个快速查找表，用来定位一个目的地网络的前缀。路由缓存的条目受流量本身决定：当第一个包去一个新的目的地，这个包是由路由表信息来路由，这个过程也是转发工作的一部分——一个到这个新的目的地的路由缓存条目就被加入到表里。这就允许后来的去相同地址的包流量可以被有效率的按照路由缓存匹配来交换。这些条目周期性的更新，以保持路由缓存的内容是最近的，这样当网络拓扑改名的时候，路由缓存也会马上改变。这种“根据需求缓冲”的安排——维护了一个非常快速的访问路由拓扑信息的子网——使得到达目标子网的大多数流量都能够被最优化交换。然而，在因特网骨干上或者一些大型企业网络中指定流量的情况将不再类似这个模型。由于拓扑结构越来越分散，网络也在动态改变，所以拓扑缓存的大量增长使得一个新的交换方式成为需求。
CEF避免了使用上述路由缓存带来的潜在的缓存的剧烈更新带来的花费，CEF使用转发信息表（FIB），来对去目的地的交换策略进行描述，它镜像了路由表的路由条目。也就是，在FIB表条目和路由表前缀之间有一个一对一的映射关系，这样就不用维护路由缓存了。
这样，对于大型的、复杂的、有着动态流量交通情况的网络性能、扩展性、网络弹性和功能性来说，CEF就有非常突出的益处。



CEF性能
CEF实现了一个Cisco已经提出专利的、加速IP查找和转发的算法，它能够在第三层实现最大的交换性能。另外快速转发使得CPU可以使用更低的资源用来处理这方面功能，而把更多的马力用在包转发上。
CEF的扩展性——dCEF
在类似于Cisco7500这样的高端Cisco IOS(tm)路由器上可以利用分布式结构，可以使Cisco的快速转发技术对于信息的发布产生最好的优化。这样，通过每一个Cisco7500上的通用接口处理器（VIPs）以及相同内容卡载的FIB数据库拷贝，来匿名地完成快速转发过程，使得分布式CEF(dCEF)提供了可扩展的交换容量，而且令人注目地增加了交换的吞吐量。
CEF也使用邻接表来获取第二层下一跳地址，这样在线路卡间交换之前，使用邻接表联合预期一个下一跳地址， 这样就潜在的减少了线路卡间的交换。所以，在C7500平台上的这个dCEF案例中，路由交换处理器（RSP）就被减轻了很多交换操作，这样就可以拿出更多的CPU资源用来完成路由功能、管理、网络服务等等。


C7500 Distributed Architecture
dCEF使用一个可靠的内部处理通信机制来保证没有问题和同步FIB，以及维护FIB条目和路由表的关系，只有在路由拓扑发生改变的时候更新才会被发到VIP线路卡上去。
Cisco将要进入市场的G比特路由器（什么年代的文章了？！）将也使用了dCEF来交付一个全拓扑的转发，使得在一个线路卡上每秒转发百万计的数据包。



中间省略了一大堆，因为写的不好，所以我开始翻译另外一个文章，来补足这部分内容。



结论
Cisco快速转发是一个高级的三层交换技术，提供了因特网骨干和企业网扩展所需要的性能和可扩展性。


本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u/1325/showart_38761.html