直接转发(直接转发和隧道转发的区别)

直接转发

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Cisco快速转发（Cisco Express Forwarding，CEF）是一种高级的第三层IP交换技术，它主要是为高性能、高伸缩性的第三层ＩＰ骨干网交换设计的。CEF包括Cisco NetFlow Switching技术,并且是Cisco的标记交换基础体系结构,结合了IETF的MPLS(多协议标记交换)技术。

CEF可以优化像Internet这样带有大规模的、动态数据流的网络的性能和伸缩性。在网络核心中，骨干路由器上的CEF提供了高性能和伸缩性，用来对付网络规模的不断加大和稳定增长的数据流量。CEF是一种分散式交换机制，它随着接口卡数量和安装在路由器中带宽的变化而线性地变化。

CEF的优势

CEF可以通过大规模的动态通讯方式优化网络的性能和伸缩性，它的优点如下。

（1） 改善路由器效率

和常规的快速交换路由相比较，CEF可以使用较少的内存容量来实现数据包的转发，这样，就可以节省更多处理器的资源，使得处理器能够专用于第三层的服务，比如提高服务质量（QoS）和加密功能等。

（2）良好的伸缩性

当启用分散式CEF模式时，CEF的每个线路卡上维护着一个与转发信息库 (Forwarding Information Base，FIB)和邻接表相同的拷贝，它能独自提供完全的交换能力。 　（3）提高网络性能

在大规模的动态网络中，CEF能提供了更好的交换的一致性和稳定性。在动态网络中，因为路由的改变会导致快速交换高速缓存条目频繁地失效，这些变化可能的结果就是要通过路由表对数据进行过程交换，而不是通过路由高速缓存进行快速交换。因为FIB查阅表中包含所有路由表中已知的路由，这样就不用维护路由高速缓存了，也不用采用快速交换和过程交换相互转换这种转发方案了。CEF能够比典型的高速缓存技术更有效地交换数据流。

尽管CEF是一种高级IP交换技术，支持很多通讯媒体，但它并不是支持所有的通讯方式，目前CEF支持ATM/AAL5snap、ATM/AAL5mux、ATM/AAL5nlpid、帧中继、以太网、FDDI、PPP、HDLC和隧道（tunnel）等。

CEF操作使用的部件

为了实现CEF的交换功能，CEF将常规路由器中存储在路由高速缓存中的信息转而存储到几种为CEF专门设计的数据结构中。为了有效地进行数据包转发，这种数据结构要保证能进行优化的查询。CEF的2种主要部件如下。

（1）转发信息库（Forwarding Information Base，FIB）

CEF利用转发信息库（FIB）来进行基于IP目的地前缀的交换决策。FIB从概念上讲类似于路由表或信息库，它维护着一个IP路由表中包含的转发信息的镜像。当网络中路由或拓扑结构发生了变化时，IP路由表就被更新，而这些变化也将反映在FIB中。FIB基于IP路由表中的信息，维护着下一网络段的地址信息。

因为在FIB条目和路由表条目之间有一一对应的关系，所以FIB中包含了所有已知的路由，这样就不用维护路由高速缓存了，而先前的交换路径（比如快速交换和最优交换）都要维护路由高速缓存。

（2）邻接表(Adjacency Table)

如果网络中的网络节点只通过单独一个网络段就可以穿越链路层而彼此到达对方，那么它们是邻接的。除了FIB外，CEF还利用邻接表来提供第二层的寻址信息。邻接表为所有FIB条目维护第二层的下一网段地址。当路由器发现存在邻接时就增加在邻接表中，每次生成一个邻接条目，CEF会为那个邻接节点预先计算一个链路层头标信息，并把这个头标信息存储在邻接表中。当决定路由时，它就会指向下一网络段以及相应的邻接条目，随后即在对数据包进行CEF交换时用它来进行封装。

CEF操作模式

CEF有两种模式：集中式和分布式。

（1）集中式允许一个路由处理模块运行特快交换，即FIB和邻接表驻留在路由处理模块中，当线路卡不可用或不具备分散CEF交换的功能时，就可使用集中CEF交换模式。

（2）分布式（一般记作DCEF）允许路由器的多个线路卡（VIP）分别运行特快交换功能，前提是线路是VIP线路卡或GSR线路卡。中央路由处理器完成系统管理/路由选择和转发表计算等功能，并把CEF表分布到单个线路卡；每个线路卡维护着一个FIB和邻接表的相同的拷贝。线路卡在端口适配器之间执行快速转发，这样，交换操作就无需路由交换模块的参与了。DCEF采用一种“内部过程通信”机制来保证路由处理器和接口卡之间FIB和邻接表的同步。

Cisco　12000系列路由器只运行dCEF模式，由线路卡执行交换功能。在其它路由器中，可以在同一个路由器中混合使用各种类型的接口卡，如果一个不支持CEF的接口卡收到数据包后，将把数据包转发到路由处理器来进行处理，或把该数据包转发到下一个网络段处理。

　　CEF在路由器上是全局激活的，但可在每个接口（或VIP的底板）上启用/禁用CEF；CEF和快速交换模式也可同时运行，但不推荐这样使用，因为会占用大量的系统维护资源。