2.3【基本路由原理】NP十二班-Cisco转发方式
Cisco转发方式
多层交换原理
CAM and TCAM Tables
CAM表（对应的是MAC地址表）：内容可寻址内存，存二进制的哈希值（MAC地址，VLAN ID ,端口ID做哈希），后续的话根据哈希值做匹配转发，交换机处理的时候看的是CAM表项，保持高的转发速率
内容可寻址存储器（CAM）是一种专用于进行查表操作的硬件芯片
CAM表（交换机用的）二层转发；以二进制进行工作：
基于0和1进行匹配；没有bit即被忽略
hit返回结果，即接口
用于MAC地址的查找
（通过二进制匹配，找到一个匹配的MAC地址，通过指针匹配MAC地址找到出接口，将数据帧从出接口发出去）
TCAM表（路由器用的）（ternary content addressable memory）三层转发；以二进制进行工作：
基于0、1和X（不关心）
最长匹配返回hit
表的结构有pattern和相关掩码组成
用于查找三层路由（比如ACL的匹配就是放到TCAM表去查找的）
【延伸】路由表里面：Route/mask 掩码位都匹配上，路由才算匹配上，最长匹配，匹配上以后通过指针找出接口，快速匹配
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思科设备的转发方式：
1、进程转发
2、快速转发
3、CEF(FIB)：CISCO的快速转发，FIB工作在转发层面，由CEF生成，不仅管理着路由条目，还管理着邻接表，通过查一张表实现转发
三层交换机的主要功能：
包交换（同一VLAN）
包的路由（不同VLAN或广播域）
三层交换机同时具备二层和三层的功能，收到数据帧三层交换机如何判断是做二层处理还是三层处理？
看目的MAC地址是不是自己接口的MAC。如果数据帧的目的MAC地址是本接口MAC地址，需要做三层转发；如果不是做二层转发。
三层交换机的SVI接口(三层交换机的虚接口)有MAC地址吗？
SVI接口有MAC地址，在思科交换机上所有SVI接口用同一个MAC地址。交换机连了10个VLAN,MAC地址共用一个有影响吗？多个VLAN-interface用一个MAC地址没有问题
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进程转发：
每个IP包都是由CPU处理的，通过查表找到出接口
【延伸】盒式的，在交换机上面端口号从1开始，路由器从0开始？
在交换机上，0是代表CPU的，如果报文需要发送给0端口，代表报文是需要交给CPU来处理，在进程交换年代，每一个报文都是需要通过CPU来处理的，CPU查表转发，每一个报文经过CPU处理，CPU压力会很大，速度会很慢。由于进程交换的缺陷，后续推出了快速交换的技术
快速交换技术（CPU需要处理一个流的第一个包的）：还是需要CPU处理
一次交换，多次转发：第一个报文需要CPU处理，后续直接根据缓存表去做转发。处理完第一个报文以后，会在本地生成一个cache缓存，在缓存里面会缓存报文的元组哈希值，元组包括源目的IP，源目的端口，协议ID，后续会对元组做哈希，哈希以后和缓存做比对，如果一样说明来自同一个流，不用再去CPU做处理了，直接根据缓存表做转发就行。
思科里面快速交换：Routing Cache
首先，CPU处理，找到表项转发；同时，将对应 关系放到缓存里面，后续来自同一个流的报文查缓存做转发就可以了
接口下no ip cef(no ip route-cache cef)，全局下需要开启CEF
怎么看一个包是否需要经过CPU处理，怎么判断？
一个IP包过来以后，元组一样就代表同一个流。先 查缓存，如果缓存里面没有一个对应的哈希值，就说明这个IP包不在这个缓存里面，就需要上传到CPU去处理，CPU处理之后就将这个元组放在cache里面这种方式叫做一次交换，多次转发
2500/2600低端路由器里面有快速转发
CEF转发(Cisco Express Fowarding)：
思科快速转发技术，生成FIB表项，不需要CPU处理的，现在思科设备默认起的都是CEF转发：现在用的都是CEF转发，思科私有
在本地开启了CEF以后，会在本地接口板生成一张FIB表项，实际上是一个路由表的映射，在FIB表里面对路由条目进行了一个排序，同时关联了一个邻接表Adjacency Table。FIB表是工作在转发层面，而不是控制层面：分布式设备转发层面和控制层面分开的，FIB表在每一块接口板上都会存在，一个包接收以后，只会查当前接收板的FIB表项，通过FIB表项直接转发，而不会上传到CPU。
控制层面和转发层面分离开来，通过查一张表实现转发和二层封装
FIB表项：
show ip cef
框式设备：接口板都是独立的；0口插槽，1口插槽
GE 0/0/0/1这样的4位常见在框式设备
第一个0：单板槽位号
第二个0：子卡槽位号
第三个0：子卡上面插两个模块，模块的编号
第4个1：这块子卡模块上面的第一个接口
网板：在不同槽位上插不同接口板，0号板进来，1号板出去，叫做板间通讯，这时需要一块网板来支持
思科的45/65/72设备可以插路由板，交换板，防火墙的单板，只要设备支持就行
Netflow:运营商去分析哪些应用占了多少流量
CEF转发方式：
show ip cef 22.1.1.1 internal
通过这个命令行可以看到到达目的地和出接口是谁
show ip cef exact-route 12.1.1.1 2.2.2.2
可以看到出接口和下一跳
根据目标地址做哈希的，选择不同出接口
ip load-sharing ? \\更改CEF的负载方式，默认是per-destination方式
per-destination 租包的
per-packet 租流的
show cef interface fast 0/0 \\查看接口CEF负载方式
#show adjacency \\看一个邻接表
#show adjacency detail
目标地址/源地址/以太类型
【实验验证】进程交换过程
实验结论：
1.CEF转发中，traceroute是租包的：有多个接口到达下一跳的话，每一个接口都会发送一个包；ping是租流的，走上面那条链路，另一条链路上的包个数基本不变
2.no ip cef ,进程转发中，若存在多个出接口，是租包的；会从接口上一个一个走
3.租流：根据源目的地址哈希来判断是不是一个流的；租包：每条链路传送一个包
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静态路由的负载：
负载分担：到达目的端有多个下一跳，下一跳转发的数据多少是不一样的
负载均衡：同样有多个下一跳，每条链路转发的数据的量是一样的
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