Khảo sát hoạt động CEF (phần 1)

[dongkhe]

Khi các gói tin packet được gửi tới, Router sẽ tìm kiếm mạng đích trong bảng định tuyến “Routing table” tương ứng với “next-hop” và “interface” được sử dụng để gửi packet đi. Sau khi đã xác định được “next-hop” và “interface” để gửi dữ liệu đi, Router sẽ tiếp tục tìm kiếm các “arp entry” tương ứng với cổng đấu nối trực tiếp và “ip next-hop” phục vụ cho việc “MAC header rewrite” trước khi gói tin packet được chuyển tới đích. Mỗi gói tin packet được chuyển đi dựa vào tiến trình xử lý CPU Process. Để khắc phục cơ chế hoạt động này, Cisco giới thiệu một cơ chế chuyển mạch CEF (Cisco Express Forwarding).

Trước khi có cơ chế chuyển mạch “CEF switch”là sự xuất hiện của cơ chế chuyển mạch “Fast switch” (Standard IP Switching), Router sử dụng route-cache để tăng tốc độ chuyển mạch. Tuy nhiên, xử lý chuyển mạch vẫn bị chậm do Router cần thời gian để xử lý packet thứ nhất khi gửi đến một đích xác định. Sau đó, Layer 2 header mới được lưu trữ cache lại để sử dụng cho packet kế tiếp.

Cơ chế chuyển mạch Fast Switch

Với cơ chế chuyển mạch “CEF switch” (Topology-driven Switching), mỗi dòng entry mới xuất hiện trong bảng “Routing table” ngay lập tức được ánh xạ vào bảng “FIB table” ngay lập tức cùng với thông tin “Layer 2 header” có trong bảng “Adjacency table”. Do đó, khi nhận gói tin packet, Router đã có sẵn thông tin “Layer 2 header” và thực hiện chuyển mạch ngay lập tức.

Cơ chế chuyển mạch CEF Switch

Bảng “FIB table” chứa các thông tin tương tự như trong bảng “Routing table” và được cập nhật theo bảng “Routing table”. Theo hình trên, nếu sử dụng bảng “Routing table”, Router cần thực hiện tiến trình “Recusive Lookup” đối với packet thứ nhất gửi đến đích 10.0.0.0/8. Còn nếu sử dụng bảng “FIB table”, Router sẽ sử dụng ngay thông tin “Layer 2 header” trong bảng “Adjacency table” tương ứng với “Adjacency Pointer” để thực hiện chuyển packet.

Cấu trúc bảng CEF table

Bảng “CEF table” bao gồm các dòng entry được hình thành từ 2 bảng table là “FIB table” và “Adjacency table”.

• FIB (Forwarding Information Base) table: còn được gọi là “CEF table” là phiên bản copy của “Routing table”, bất kỳ route nào được bổ xung vào “Routing table” thì một bản sao copy được tạo ra trong bảng “CEF table” được biết đến như là bảng “FIB table”. Bảng “FIB table” sẽ tiến hành “track” thông tin “next-hop” tương ứng với tất cả các route. Thực hiện câu lệnh sau để quan sát nội dung của bảng “CEF table”.

Router# show ip cef

• Adjacency table: lưu trữ thông tin “Layer 2 forwarding information”, chẳng hạn như thông tin arp tương ứng với mỗi dòng “FIB entry” được thu thập thông qua cơ chế “ARP request”. Thực hiện câu lệnh sau để quan sát nội dung của bảng “Adjacency table”.

Router# show adjacency interna

Bảng “CEF table”

Bảng “Adjacency table”

Thầy Bùi Quốc Kỳ – VnPro