Khảo sát hoạt động CEF (phần 2)

[Tín Phan]

Cơ chế chuyển mạch “CEF switch” xử lý các gói tin packet đi vào Router như sau:

1. Khi các packet di chuyển tới, Router sẽ tiến hành gỡ bỏ “strip off” thông tin “Layer 2 information”.

2. Router tìm kiếm thông tin destination trong bảng “CEF table”.

3. Router tiếp tục tìm kiếm thông tin “Layer 2 forwarding information” trong bảng “Adjacency table”.

4. Router gắn thông tin “Layer 2 information” tìm thấy trong bảng “Adjacency table” rồi forward packet đi từ bộ nhớ memory.

Bảng định tuyến “Routing table” đang có entry 10.10.10.0 với next-hop 1.1.1.1. Nếu cổng interface hướng tới next-hop 1.1.1.1 gặp sự cố thì pointer sẽ di chuyển về next-hop 2.2.2.2 nên thay đổi trong bảng định tuyến “Routing table” cũng không ảnh hưởng nhiều đến sự thay đổi trong bảng “FIB table”. Thay đổi xảy ra khi pointer kết thúc, nó sẽ tiết kiệm rất nhiều tài nguyên xử lý và hạn chế tiến trình tính toán. Có nhiều loại “Adjacency” trong bảng “CEF table”:

• Auto adjacency: chứa “MAC header rewrite string” dùng để forward traffic với các trạng thái
  • “valid” tức là đang được sử dụng useable.
  • “invalid” tức là “MAC header rewrite string” không còn khả dụng nữa (not available).
• Punt adjacency: ám chỉ thông tin gói tin packet sẽ được đưa vào hàng đợi (be queued) để xử lý theo phương thức chuyển mạch chậm hơn CEF Switching là Fast Switching bởi vì có một số tính năng “feature” mà cơ chế chuyển mạch CEF Switching không hỗ trợ. Tuy nhiên, “Punt adjacency” là trạng thái mới (newer code) và hiếm gặp.
• Glean adjacency: ám chỉ đích đến “destination” đang kết nối trực tiếp “directly attached” và trao đổi dữ liệu thông qua mạng “broadcast network” nhưng vẫn chưa có thông tin “MAC header rewrite string” để “forward traffice”.
• Drop adjacency: ám chỉ gói tin packet không thể được chuyển mạch bởi cơ chế CEF và không có phương thức chuyển mạch dự phòng (alternate switching path) nào khác để “punt” gói tin packet đi.
• Discard adjacency: ám chỉ gói tin packet sẽ bị “drop” bỏ bởi vì đích đến là một địa chỉ “loopback address” trên router. Tất cả các địa chỉ không phải là địa chỉ của cổng loopback trên router (có thông tin prefix-length là /32 tương ứng với các dòng “FIB entry”) sẽ trỏ tới “Discard adjacency”.
• Any addresses: ám chỉ gói tin sẽ được forward thông qua một “Null interface (Null0)” trên router, sẽ trỏ về “null adjacency”.
• Uncached: FIB có thể tiến hành sao chép rồi lưu trữ cache lại trực tiếp thông tin “MAC header rewrite string” từ “FIB entry” để tăng tốc quá trình tìm kiếm (faster lookup). Cơ chế cân bằng tải “load shared destinations” không thể tiến hành lưu trữ cache thông tin “MAC header rewrite string” nên adjacency có thể ở trạng thái là “uncached”.

Cơ chế cân bằng tải CEF.

• Khi ping từ R7 tới R6, gói tin được xử lý theo phương thức “Process Switch”, gói tin đi tới R5 thì được xử lý theo phương thức “CEF Switch”. Cơ chế chuyển mạch “CEF Switch” chỉ dựa vào thông tin IP Destination nên các gói tin sẽ luôn đi theo đường R5 > R3 hoặc R5 > R1.
• Khi ping từ R5 đến R6, gói tin được xử lý theo phương thức “Process Switch”, gói tin luôn được cân bằng tải trên cả hai con đường.

Thực hiện câu lệnh sau để kiểm tra hướng đi của gói tin. Router# show ip cef exact-route

CEF hỗ trợ 2 cơ chế cân bằng tải “Load Balancing”:

• Per-Packet
• Per-Destination (default)

Thầy Bùi Quốc Kỳ - VnPro