思科认证CCNA考试听课笔记15

会计考友

多层交换
NBAR可以通过应用层特征来区分数据，比如能够识别BT流量，识别文件扩展名等。因此我们称多层交换机，称三层交换机只是强调其三层功能。
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三层交换机包含控制平台和数据平台。路由协议运行在控制平台，数据平台用于数据分组的转发。
基于流的转发：一次路由，多次交换
. I6 {4 T2 {; I7 @  b基于拓扑的转发：提前生成转发表FIB和邻接表，这种方式即CEF（Cisco express forwarding）
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基于CEF的多层交换机：
( b$ @0 \/ N( Z9 @: c" g/ G2 y4 o" ~控制平台通过软件生成数据平台的FIB表和邻接表，数据平台通过硬件转发IP单播流量。
FIB表来源于路由表，缓存的是路由信息；邻接表来源于ARP表（CAM表），缓存的是FIB表项的二层下一跳地址。
! g( I8 i% U2 C* R. s2 e, q; g  _集中式CEF：FIB表和邻接表存在于路由处理器中，由路由处理器进行快速转发；
! J. g; n' w& B) e1 x, R# n分布式CEF：线路板卡中保存着FIB表和邻接表的拷贝，可独立进行快速转发，通过IPC（interprocess communications）机制来保证板卡和路由处理器的FIB表及邻接表的同步。
) R$ q4 _- D5 V; t, Z  
转发过程：
1.       layer 3 packets initiate TCAM(FIB) lookup;
2.       the longest match returns adjacency with rewrite information;
# ^! k+ |; D. s2 d3.       the packet is rewritten per adjacency information and forwarded.
' a! \% }3 j0 D0 M  
三种查找路由表过程比较：
1.       Process switching：
从头查到尾，查找到一个最精确的匹配，如果所对应的是下一跳地址的话，还要经过一个递归查找的过程，直到查到逃出接口
2.       Fast switching：
7 M6 R; p+ g0 U! f一次路由多次交换，建立一张基于流量控制的缓存表，表内一个ip地址对应一个逃出接口，查表时直接查询缓存表
3.       CEF（Cisco express forwarding）switching：
: e# ]8 m- @7 A, b把路由信息缓存到FIB（Forawding information base）表中，此表基于拓扑变化，并以TCAM的形式保存下来，查表时直接查询FIB表。
  
Fast switching改进处：
5 }4 D3 a+ J4 b: X1 [2 g! G1.缓存表内的条目是32位的，转发数据包时直接查缓存，查到匹配的即可转发，无需从头查到尾  
3 t5 R5 n) m2 N% S2 M, {% Z8 b2.由于缓存表内是一个目的地址对应一个接口，不需要经历一个递归的查表过程。
. I! D8 L4 {2 E1 W1 CFast switching不足处：
1.由于是基于流量控制的 不能及时反应网络拓扑变化或路由表的变化，当网络拓扑发生改变时，缓存表就全部刷新，然后基于流量转发重新建立缓存表，这样的方式无法即时反映网络拓扑变化。
2.由于基于流量控制，会导致每个目的地都会记录至缓存表内，如：1.1.1.1和1.1.1.2 最终路由表会溢出！
  \. i. s2 C# S/ A; k9 c  
CEF switching改进处：
+ u! o4 W5 W# |; k( U1.FIB表是TCAM的形式，所以最详细的数据位于表的最上方。TCAM表结果有0，1，X。能够匹配重要位置就可以。另外ARP cache不再参与转发，只是协助生成ADJ表。
2.FIB表是基于拓扑变化的，所以能时时反应网络拓扑变化。
5 o! ~: l% H3 H7 U+ [  
3 l% o1 r3 Q" z6 O/ e1 m三种转发技术的负载均衡：
. n% N3 K' n$ I5 X: g) ^1 Process switching，可以基于源地址，目的地址，源端口，目的端口进行负载均衡。
2 Fast switching：由于缓存表的建立是基于流的，所以只能基于目的地址负载均衡。
3 {3 U5 v, O" L9 k( e( V3 CEF：CEF可以根据源地址，目的地址，源端口，目的端口进行负载均衡。FIB表是根据路由表映射生成的，如果有一个目的网络对应多个逃出接口，在FIB表里同样生成一个条目对应多个逃出接口，而每个逃出接口都会有个指针，这个指针对应邻接表里每个接口。当转发数据包时，多层交换机把每个数据包的目的地址通过与运算跟FIB表上的条目进行匹配，然后通过hash算法算出一串唯一码与ADJ表hash出来的唯一码进行匹配,如果到达的目的地址有多个逃出接口，那么根据ADJ表里的接口所对应的MAC地址进行数据帧的重封装，整个负载均衡会以轮循的方式按照指针所对应的端口的信息进行二层地址的封装。