Table of Contents
Multilayer switching
Multilayer switching - CEF
- myšlenka “routovat jednou, switchovat mnohokrát”
- RP = Route Procesor
- SE = Switching Engine
NetFlow switching
(route cache switching)
- první paket nového toku je klasicky routován v RP
- switch si zapamatuje in/out interfacy pro tento tok
- další pakety zpracovává už jen SE
- Podpora v HW:
- Cat6000 + Supervizor1/1 + Multilayer Switch Feature Card (MSFC)
- Cat5500 + Route Swich Module (RSM) / Route Switch Feature Card (RSFC) / ext.router
CEF Cisco Express Forwarding
- vychází z NetFlow switchingu
Podporované platformy:
- Catalyst 6500 Supervisor 720 (with an integrated MSFC3)
- Catalyst 6500 Supervisor 2/MSFC2 combination
- Catalyst 4500 Supervisor III, IV V and 6-E
- Catalyst 3750, 3560, 3550, and 2950
FIB Forwarding Information Base
- přeformátovaná a seřazená routovací tabulka s nejpřesněji specifikovanou routou na prvním místě pro každý subnet
- routy jsou řazeny dle délky masky, čím delší maska, tím výš je routa ve FIB
- FIB obsahuje next-hop adresy pro každou routu
- FIB obsahuje i routy s maskou /32, pro přímo připojené hosty, které normálně v routovací tabulce nejsou
- FIB se dynamicky mění dle aktuální routovací tabulky i dle záznamů pro next-hop IP v ARP tabulce
Zobrazení FIB:
Switch# show ip cef [type mod/num | vlan vlan-id] [detail]
Switch# show ip cef vlan 101 Prefix Next Hop Interface 10.1.1.0/24 attached Vlan101 10.1.1.2/32 10.1.1.2 Vlan101 10.1.1.3/32 10.1.1.3 Vlan101
Switch# show ip cef [prefix-ip prefix-mask] [longer-prefixes] [detail]
longer-prefixes - vypíše i routy s delší maskou než která byla specifikována v příkazu
Switch# show ip cef 10.1.0.0 255.255.0.0 longer-prefixes Prefix Next Hop Interface 10.1.1.0/24 attached Vlan101 10.1.1.2/32 10.1.1.2 Vlan101 10.1.1.3/32 10.1.1.3 Vlan101 10.1.2.0/24 attached Vlan102 10.1.3.0/26 192.168.1.2 Vlan99 192.168.1.3 Vlan99 10.1.3.64/26 192.168.1.2 Vlan99 192.168.1.3 Vlan99 10.1.3.128/26 192.168.1.4 Vlan99 192.168.1.3 Vlan99 [output omitted]
Switch# show ip cef 10.1.3.0 255.255.255.192 detail
10.1.3.0/26, version 270, epoch 0, per-destination sharing
0 packets, 0 bytes
via 192.168.1.2, Vlan99, 0 dependencies
traffic share 1
next hop 192.168.1.2, Vlan99
valid adjacency
via 192.168.1.3, Vlan99, 0 dependencies
traffic share 1
next hop 192.168.1.3, Vlan99
valid adjacency
0 packets, 0 bytes switched through the prefix
tmstats: external 0 packets, 0 bytes
internal 0 packets, 0 byte
- version = počet updatů CEF záznamu od vytvotření tabulky
- epoch = počet zahození CEF tabulky a vytvoření celé nové
- Jakmile je vytvořena FIB tabulka, pakety jsou hardwarově přepínány (spodní cesta v obrázku)
- Jestliže paket nemůže být směrován dle FIB je označen jako “CEF punt” a poslán do L3 enginu k dalšímu zpracování (horní cesta v obrázku)
Důvody proč paket není směrován dle FIB:
- pro paket není záznam ve FIB
- FIB je plná
- Vypršení IP TTL
- Paket překračuje MTU a musí být fragmentován
- ICMP Redirect
- Nepodporovaný typ enkapsulace
- Tunelovaný provoz, vyžadující kompresi nebo šifrování
- Paket odpovídá ACL s “log” parametrem
- Paket je NATován (kromě 6500, která má NAT v HW)
- aCEF (Accelerated CEF) - každá line card na 6500 má v sobě část FIB, co v ní nenajde, je směrováno do L3 enginu.
- dCEF (Distributed CEF) - každá line card na 6500 má v sobě celou FIB
Adjacency Table
- router běžně udržuje routovací tabulku obsahující L3 sítě a next-hop adresy, a ARP tabulku s L3-L2 záznamy
- pro urychlení přepínání, jsou ve FIB udržovány i L2 záznamy pro next-hop - tato část FIB se nazývá adjacency table
Switch# show adjacency [type mod/num | vlan vlan-id] [summary | detail]
Switch# show adjacency summary Adjacency Table has 106 adjacencies Table epoch: 0 (106 entries at this epoch) Interface Adjacency Count Vlan99 21 Vlan101 3 Vlan102 1 Vlan103 47 Vlan104 7 Vlan105 27
Switch# show adjacency vlan 99 detail Protocol Interface Address IP Vlan99 192.168.1.2(5) 0 packets, 0 bytes 000A5E45B145000E387D51000800 ARP 01:52:50 Epoch: 0 IP Vlan99 192.168.1.3(5) 1 packets, 104 bytes 000CF1C909A0000E387D51000800 ARP 04:02:11 Epoch: 0
- 000A5E45B145000E387D51000800 - Next-hop MAC adresa
- 000A5E45B145000E387D51000800 - lokální MAC (MAC interface Vlan99)
- 000A5E45B145000E387D51000800 - Protocol type (IP)
- ARP 01:52:50 - stáří ARP záznamu
- Adjacency table se vytváří z ARP tabulky
- Je-li v ARP aktualizován záznam - je aktualizován i v adacdency tabulce
- Jestliže v ARP není záznam pro next-hop, je záznam v adjacency tab. označen jako “CEF glean”
- CEF glean nelze přepínat v HW, paket je poslán do L3 enginu, který musí vyvolat ARP request a zjistit MAC next-hopu
- Tento stav se nazývá “CEF glean state”
- ARP throttling, throttling adjacency - V průběhu CEF glean stavu, jsou pakety zahazovány dokud není v L3 enginu zjištěna MAC next-hopu pro tyto pakety
Switch# show ip cef adjacency glean
Prefix Next Hop Interface
10.1.1.2/32 attached Vlan101
127.0.0.0/8 attached EOBC0/0
[output omitted]
Switch# show ip arp 10.1.1.2
Switch# show ip cef 10.1.1.2 255.255.255.255 detail
10.1.1.2/32, version 688, epoch 0, attached, connected
0 packets, 0 bytes
via Vlan101, 0 dependencies
valid glean adjacency
Typy záznamů v adjacency table:
- Null adjacency - pro pakety směrované na Null interface
- Drop adjacency - používá se pro pakety určené k zahození z důvodu chyby (nepodporovaného protokolu, špatného kontrolního součtu)
Switch# show cef drop CEF Drop Statistics Slot Encap_fail Unresolved Unsupported No_route No_adj ChkSum_Err RP 8799327 1 45827 5089667 32 0
- Discard adjacency - pro pakety určené k zahození dle ACL
- Punt adjacency - pro pakety posílané do L3 enginu k dalšímu zpracování
Switch# show cef not-cef-switched CEF Packets passed on to next switching layer Slot No_adj No_encap Unsupp’ted Redirect Receive Options Access Frag RP 3579706 0 0 0 41258564 0 0 0
Důvody pro zpracování v L3 enginu:
- No_adj - nekompletní adjacency
- No_encap - nekompletní ARP resolution
- Unsupp'ted - nepodporované featury paketu
- Redirect - ICMP redirect
- Receive - pakety směrované na L3 interejfejsy (IP adresy int. a broadcasty)
- Options - IP options
- Access - chyba vyhodnocení ACL
- Frag - chyba fragmentace
Packet Rewrite
- vždy musí být přepsány hlavičky zpracovávaného rámce a paketu před opuštěním zařízení
- děje se ve speciálním HW k tomu určeným
- L2 cílová adresa - změna na MAC next-hopu
- L2 zdrojová adresa - změna na MAC odchozího L3 interfejsu switche
- L3 IP TTL - snížení hodnoty o jedna
- L3 IP checksum - přepočítání kontrolního součtu IP hlavičky
- L2 frame checksum - přepočítání kontrolního součtu L2 rámce
Konfigurace CEF
- defaultně zapnuto
Na Cat3750 a 4500 lze vypnout:
Switch(config-if)# no ip route-cache cef
Switch(config-if)# no ip cef
VERIFING MLS str.257