IP : Protocolos de roteamento IP

Rastreando um Pacote do Ingresso à Saída da Rede ou "A Vida de um Pacote"

19 Setembro 2015 - Tradução por Computador
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Índice


Introdução

Este documento descreve a vida de um pacote.

Pré-requisitos

Requisitos

Não existem requisitos específicos para este documento.

Componentes Utilizados

Este documento não se restringe a versões de software e hardware específicas.

As informações neste documento foram criadas a partir de dispositivos em um ambiente de laboratório específico. Todos os dispositivos utilizados neste documento foram iniciados com uma configuração (padrão) inicial. Se você estiver trabalhando em uma rede ativa, certifique-se de que entende o impacto potencial de qualquer comando antes de utilizá-lo.

Convenções

Para obter mais informações sobre convenções de documento, consulte as Convenções de dicas técnicas Cisco.

O processo

Os roteadores de extremidade baixa de Cisco incluem o 1xxx, o 25xx, o 26xx, os 3600, a 3800, os 4000, os 4500, e o 4700 Series. Com este Roteadores, uma mensagem é enviada em um fio por alguém e recebida por um controlador em um outro sistema. Esse controlador, na maioria dos sistemas, armazena o pacote diretamente na memória do buffer. Quando a mensagem é completamente recebida, o controlador armazena algumas informações importantes de modo que o driver de entrada possa localizá-las e, em seguida, apresenta uma interrupção de recebimento.

Nota: Se o controlador tem os sem bufferes em que para armazenar a mensagem, registra “ignoram” neste momento e não recebem a mensagem.

Em algum momento no futuro, medido geralmente nos microssegundos, um direcionador torna-se ativo. As primeiras verificações do direcionador o transmitir fila e, mais atrasado, verificam a fila de recepção. Por agora, nós centrar-nos-emos sobre o processamento da fila de recepção. O direcionador verifica os aspectos necessários da fila, decide que há uma mensagem, remove a mensagem da fila, e reabastece o controlador recebe a lista do buffer. Decide então a que remetente, tal como IP ou Internet Packet Exchange (IPX), para entregar a mensagem.

Para esta explicação, considere-a como uma mensagem de IP O driver precisará processar a mensagem IP para o caminho rápido de IP configurado. Remove primeiramente o encabeçamento de camada de enlace da mensagem e determina então se um caminho rápido está configurado na interface de ingresso. Se nada estiver configurado, o pacote será colocado (marcado) na "fila de organização de entrada" e um contador será inspecionado. Se o contador é zero, a “fila de organização de entrada” está esgotada e o pacote é deixado cair. Se o contador não é zero, está decrescido e a mensagem é enviada à fila ao caminho de processo.

Nota: A “fila de organização de entrada” não é uma fila no sentido literal. É um grupo de pacotes que seja recebido em uma relação e não é processado inteiramente (encaminhando a mensagem a uma interface de saída ou liberando o buffer). Entretanto, se houver um caminho rápido configurado (e normalmente há), a mensagem será entregue nele.

Agora, o caminho rápido valida a mensagem e aplica alguns conjuntos de recursos à mensagem não roteada. Esta etapa inclui a descriptografia ou descomprimir, ou ambos (caso necessário), executando o Network Addresses Translation (NAT), aplicando os testes do Committed Access Rate (CAR) da entrada, aplicando testes do roteamento de política, e assim por diante.

O roteamento de política, se usado, realmente seleciona a interface de saída. Se o roteamento de política não for utilizado, o próximo passo é procurar o endereço de destino no cache da rota, um processo chamado “switching do pacote”. Dependendo do modo de switching rápida, a estrutura e o conteúdo desse cache varia. Na switching rápida padrão, o cache contém rotas de prefixo de destino ou rotas de host de destino que foram usadas recentemente e, às vezes, não tem uma entrada de cache. Nesse caso, a mensagem é enviada ao nível de processo, novamente marcada como estando na “fila em espera de entrada". Na switching do Cisco Express Forwarding, o cache (chamado Base de informações de encaminhamento ou FIB) é uma tabela de rota completa, portanto aquele processo não ocorre.

Se for encontrada uma rota, a entrada do cache de rota (ou “adjacência”, como é chamada no Cisco Express Forwarding) indica o software de saída, a interface de hardware e o cabeçalho para colocar na mensagem (próximo salto relevante). Para interfaces multiplexadas, este seria o próximo circuito virtual ou canal virtual relevante.

Nessa relação de software, há um número de edições que puderam se aplicar. Por exemplo, a relação pôde ter sido configurada com uma unidade de transmissão máxima (MTU) menor do que o tamanho da mensagem. Desde que não há nenhum fragmento no caminho rápido, este evento particular seria uma razão “colidir” ao nível de processo. Adicionalmente, a relação pôde ser configurada para o processamento NAT, a saída CAR, e assim por diante. A esta altura do processamento da mensagem, tais recursos são aplicados. Finalmente, o encabeçamento de camada de enlace da interface de saída é afixado à mensagem, e é entregado ao direcionador da saída.

A mensagem é apresentada para a rotina de envio rápido do driver que executa os seguintes passos.

  1. O driver faz diversas perguntas, como: "Eu preciso copiar a mensagem para um novo buffer antes de transmiti-la?"

  2. Isso determina se a modelagem de tráfego está ativa. Se a modelagem de tráfego estiver ativa, ele comparará a taxa de chegada de mensagens à taxa de transmissão de mensagens para a classe indicada de mensagens. Se um fila de modelagem estiver se formando na subinterface ou se a fila não estiver presente, mas a taxa tiver sido excedida, ela colocará a mensagem em uma fila na interface do software.

  3. Se a modelagem de tráfego não estiver ativada, não se aplicar a esta mensagem ou a taxa não tiver sido excedida, o driver perguntará se a profundidade da fila de transmissão do controlador de saída é inferior ao limite de fila tx (tx-queue-limit). Caso esteja abaixo do limite, o driver simplesmente enfileira a mensagem para transmissão. Uma mensagem que seguiu esse caminho é considerada como tendo sido rapidamente comutada na entrada e rapidamente comutada na saída.

  4. Se não pode ser fast-switched, contudo, o direcionador desvia a mensagem em uma fila do software, que seja referida genericamente como a “fila de contenção de emissor”. Os exemplos de tais filas de contenção incluem primeiramente dentro, primeiramente para fora (FIFO) enfileirando-se, filas de prioridade, Enfileiramento feito sob encomenda, e Weighted Fair Queuing (WFQ).

Desde que este é o destino de mensagens que segue o caminho de processo também, tais mensagens são explicadas como sendo fast-switched na entrada e comutados por processo na saída. Note que não eram, de facto, comutado por processo. A decisão de switching foi feita quando o pacote foi comutado no caminho rápido. Entretanto, a mensagem foi desviada para uma fila, que é compartilhada com o caminho de processo. É considerado como sendo comutado por processo, num momento posterior, quando a mensagem é removida da fila de espera e colocada em fila para o controlador de transmissão.

A comutação do processo é o que acontece quando a mensagem não pode ser transmitida no caminho rápido. Isso significa que a mensagem foi enviada para esse sistema e, no final, será consumida (idealmente) por um processo de roteamento, um processo de manutenção de link, um processo de gerenciamento de rede e assim por diante. Contudo, algum tráfego vai certamente através do caminho de processo, tal como o tráfego que está usando o Link Fragmentation and Interleaving (LFI) para intercalar a Voz entre segmentos de um jumbogram, o tráfego X.25, tráfego que exige a fragmentação, e o tráfego para que lá não era nenhuma entrada da rota do caminho rápido. O processamento no caminho do processo é conceitualmente idêntico ao no caminho rápido, mas difere na implementação por várias razões. Uma das diferenças é aquela na saída, a bandeira da “fila de organização de entrada” é cancelada e o contador na interface de entrada é incrementado (removendo a mensagem da fila de organização de entrada), e a mensagem é enviada à fila na fila de contenção de emissor. Em seguida, uma interrupção é simulada, o que pode provocar a transmissão da mensagem na interface de saída. É mais lenta do que rapidamente comutando devido às despesas gerais do processo; pode haver algum outro processo que é executado quando tal mensagem é recebida, e há um pouco mais de estruturas complexas de dados que têm que ser tratados.

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