/CEF (Cisco Express Forwarding) công nghệ chuyển mạch nhanh của Cisco

CEF (Cisco Express Forwarding) công nghệ chuyển mạch nhanh của Cisco

CEF là một kỹ thuật chuyển mạch IP ở lớp 3 do Cisco phát triển cho các sản phẩm Multilayer Switch (Switch Layer 3) và Router của mình. CEF được đánh giá là kỹ thuật chuyển mạch lớp 3 có tốc độ xử lý khá cao, giúp tối ưu hóa hiệu suất và sự linh động của mạng. CEF được tạo ra để khắc phục những khuyết điểm của các công nghệ chuyển mạch cũ khi nhận thấy những công nghệ chuyển mạch cũ làm tiêu tốn quá nhiều tài nguyên CPU để xử lý quá trình chuyển mạch nhưng không mang lại hiệu quả cao. Trước khi tìm hiểu về CEF, ta sẽ xem qua cách thức hoạt động của các công nghệ chuyển mạch cũ trước khi CEF ra đời. Ở đây mình sẽ đưa ra 2 công nghệ chuyển mạch phổ biến đó là Process Switching và Fast Switching.

Process Switching: là một kỹ thuật chuyển mạch chậm chạp, trước khi gói tin được gửi ra ngoài phải trải qua nhiều bước. Switch nhận gói tin từ interface đầu vào sau đó mở gói tin và so sánh địa chỉ IP đích với thông tin trong bảng định tuyến của mình. Nếu thông tin về đường đi đến mạng đích đã được lưu trong bảng định tuyến thì switch sẽ tìm địa chỉ MAC của next-hop tương ứng với mạng đích của gói tin. Nếu chưa có địa chỉ MAC, switch sử dụng giao thức ARP để xác định địa chỉ MAC tương ứng với next-hop. Sau khi có được địa chỉ MAC, switch sẽ rewrite lại thông tin lớp 2 (địa chỉ MAC nguồn và MAC đích) của gói tin và chuyển gói tin sang interface đầu ra. Tiến trình sẽ hoạt động lặp đi lặp lại như vậy với mỗi gói tin switch nhận được. Toàn bộ quá trình trên đều được thực hiển bởi CPU do đó sẽ làm hao tốn một lượng lớn tài nguyên và gây độ trễ trong quá trình định tuyến.

Fast Switching: còn gọi là Route Caching, là phương pháp chuyển mạch cải tiến của process switching. So với cơ chế chuyển mạch sử dụng tài nguyên CPU để xử lý tất cả các gói tin đến thì Fast Switching sẽ chỉ xử lý gói tin đầu tiên qua các bước tương tự như Process Switching nhưng sau đó lưu cache lại các thông tin đã được xử lý. Các gói tin đi sau sẽ dựa trên thông tin đã được cache sẵn để đi đến mạng đích. Như vậy nếu như có 100 gói tin đi đến thì switch chỉ cần xử lý 1 gói tin đầu tiên, còn 99 gói tin còn lại sẽ được chuyển mạch dựa trên thông tin đã lưu lại của gói tin trước đó.

CEF (Cisco Express Forwarding): hay còn gọi là Topology-base Switching, là phương thức chuyển mạch cho Cisco phát triển để áp dụng cho các dòng Multilayer Switch và Router của hãng. Các thiết bị này được trang bị thêm một bộ chip hardware đặc biệt gọi là Application-Specific Intergrated Circuits (ASICs) được lập trình sẵn và thiết kế để định tuyến giữa các Ethernet port với tốc độ cao. Mô hình chuyển mạch sử dụng CEF gồm 2 thành phần chính là Control Plane và Data Plane