CISCO CEF(Cisco特快交換) 解釋：
CEF采用一個4級每級256條通道結構的轉(zhuǎn)發(fā)表來指明轉(zhuǎn)發(fā)條目的位置，轉(zhuǎn)發(fā)表有next hop等信息，涵蓋了整個IPv4的地址范圍，并有指針指向另一個鄰接表。轉(zhuǎn)發(fā)條目(MAC地址之類)都存儲在一個單獨的鄰接表上。這兩個表包括了所有的轉(zhuǎn)發(fā)信息，而這些轉(zhuǎn)發(fā)信息是根據(jù)路由表和ARP來構造的。
CEF簡化了查詢的步驟，提高了單位時間的工作效率。而且從整體上來看，路由信息和轉(zhuǎn)發(fā)信息是分離的，數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)只根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)信息而不用參照路由信息，可以充分利用專用硬件的功能來達到線速轉(zhuǎn)發(fā)，而不受路由變化或者其他因素的干擾，保證了轉(zhuǎn)發(fā)的高速高效。

CEF轉(zhuǎn)發(fā)提供3張表
1>FIB:從路由選擇表中拷貝過來的轉(zhuǎn)發(fā)信息，包括路由選擇表中用于轉(zhuǎn)發(fā)路由分組所必須的最少信息。
2>鄰接表：維護一個鄰接節(jié)點以及他們相關的2層MAC重寫或嚇一跳信息數(shù)據(jù)庫
3>NetFlow Table:用于統(tǒng)計網(wǎng)絡數(shù)據(jù)等

它的高速表現(xiàn)在以下兩個方面：
1>在查詢方式上簡化了步驟，提高了速度；
2>在分離了路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能。

CEF轉(zhuǎn)發(fā)過程

3層包從TCAM開始查找；進行最長匹配，得到鄰居信息，改寫原有二層數(shù)據(jù)幀(下一跳MAC地址)并轉(zhuǎn)發(fā)。
CEF表是從路由表得來，鄰居表是使用ARP解析得來的。

CEF多層交換的過程：

左側MAC-M(MAC地址)是SW。右側的MAC-M是SW。
如果目的IP地址的MAC不在鄰居表內(nèi)，則SW將使用ARP進行解析，以得到目的地址的MAC地址。

ARP Throttling(ARP抑制)：在未獲得目的MAC地址并且進行ARP解析時，除非ARP解析完成并且在鄰居表體現(xiàn)出來外，在解析期間，所有發(fā)往目的主機的包，將被丟棄，這就是ARP抑制。（FIB最多支持6個到達同一目的的鄰居條目）

CEF模式
CEF的操作模式有2種，即集中CEF模式和分散CEF模式。
可以通過其中的任意一種來啟用CEF，同一時刻用戶只能使用其一種模式。
集中CEF模式 當啟用集中CEF模式時，CEF的FIB和鄰接表駐留在路由處理器中，路由處理器來執(zhí)行快速轉(zhuǎn)發(fā)。對于CEF交換來說，當線路卡不可用時，或者需要使用的功能與分散CEF交換不兼容時，就可以使用集中CEF模式。
分布CEF模式當啟用分布式CEF(dCEF)時，線路卡(例如VIP線路卡或者GSR線路卡)維護著一個與FIB和鄰接表相同的拷貝。線路卡在端口適配器之間執(zhí)行快速轉(zhuǎn)發(fā)，這樣，在進行交換操作時就無須RSP的參與了。dCEF使用一個“內(nèi)部過程通信”(Inter ProcessCommunication，IPC)機制，在路由處理模塊和線路卡上，保證FIB和鄰接表的同步。
在Cisco12000系列路由器中，線路卡負責執(zhí)行CEF交換。在其他路由器中，或許您使用的不是同一種類型的線路卡，有可能某個接口卡不支持CEF交換。
當某個不支持CEF交換的線路卡收到數(shù)據(jù)包時，它將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給更高的交換層(比如路由處理模塊)或者把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳處理。這種機制允許舊的接口模塊和新的接口模塊并存。
1．Cisco12000系列千兆交換路由器上只運行dCEF模式。
2．一個VIP卡上不允許同時運行分布式CEF交換和分布式快速交換。
3．Cisco7200系列路由器不支持分布式CEF交換。
附加的新功能 在配置集中模式CEF和分布模式CEF時，您還可以配置以下功能：
1>分布式CEF支持訪問控制列表
2>分布式CEF支持幀中繼包
3>分布式CEF支持數(shù)據(jù)包分片
4>支持基于每一個包或者每一個目標的負載均衡
5>支持網(wǎng)絡計費，可以收集數(shù)據(jù)包的個數(shù)和字節(jié)數(shù)
6>分布式CEF支持跨隧道的交換

Cisco首先在高端路由器平臺實現(xiàn)CEF，此后，Catalyst交換機也支持CEF的轉(zhuǎn)發(fā)，但是還存在一些差別，但均提供如下特性：
1． 基于“最長地址匹配”查找的高速轉(zhuǎn)發(fā)
2． 等價路徑的負載均衡
3． 逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)檢查(RPF)
4． 不詳路由的無效
有些CEF特性僅在路由器上實現(xiàn)
1． 關閉基于CEF的轉(zhuǎn)發(fā)能力
2． 每個前綴和每個前綴長度的CEF統(tǒng)計
3． 從負載共享路徑統(tǒng)計數(shù)據(jù)
4． 基于每個分組的負載均衡

有3種基本的方式實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)：進程交換，干擾交換，ASIC（通用集成電路）。

進程交換是所有交換方式中最慢的一種。當通過路由器交換報文的時候，CISCO IOS進程會將報文復制到CPU緩存，并在IP路由表中進行查找。查到后進行一些管理性處理，包括改TTL，重新計算CRC。整個過程由中央CPU監(jiān)控，沒有其他的基于硬件的幫助。

快速轉(zhuǎn)發(fā)
快速轉(zhuǎn)發(fā)會創(chuàng)建一張按需轉(zhuǎn)發(fā)表，對于去往每個目的地的一個報文實行進程交換，通過中央CPU完成，然后創(chuàng)建一個IP快速交換路由緩存。這個緩存不是永久的，它有一些計時器管理，只要有報文轉(zhuǎn)發(fā)，這些條目就會存在，如果經(jīng)過一段時間沒有報文轉(zhuǎn)發(fā)，條目將被刪除以釋放空間。
下圖就是一個IP快速交換路由緩存的示例：

如圖可以看出，對于每一個prefix都有一些參數(shù)：老化時間，接口，下一跳和第二層重寫信息。這張圖中你看到的二層信息是0F000800。其中，0F00是表明使用HDLC封裝，0800是IPv4的協(xié)議號。

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總結

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