Software Cisco IOS e NX-OS : Software Cisco IOS versões 12.0 Mainline

Como Verificar o Switching do Cisco Express Forwarding

1 Julho 2009 - Tradução Manual
Outras Versões: Versão em PDFpdf | Tradução por Computador (29 Julho 2013) | Inglês (28 Maio 2007) | Feedback

Índice

Introdução
Pré-requisitos
      Requisitos
      Componentes Utilizados
      Convenções
O que é o Switching do Cisco IOS?
Passos de Verificação
Punts CEF
Discussões relacionadas da comunidade de suporte da Cisco

Introdução

O Cisco IOS® Software oferece suporte a vários mecanismos para facilitar o encaminhamento de tráfego com um atraso mínimo e um throughput alto. Este documento explica como determinar qual caminho de switching ou encaminhamento do Cisco IOS estão sendo usados pelos pacotes.

Nota: Este documento aborda somente o switching de processo, o switching rápido e o Cisco Express Forwarding (CEF).

Pré-requisitos

Requisitos

Os leitores deste documento devem ter conhecimento sobre estes tópicos:

  • Cisco IOS Software

  • Plataformas Cisco 1600, 2500 e 3600 Series

Componentes Utilizados

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

Convenções

Consulte as Convenções de Dicas Técnicas da Cisco para obter mais informações sobre convenções de documentos.

O que é o Switching do Cisco IOS?

O switching do Cisco IOS define o fluxo de pacotes através do roteador. Mais especificamente, ele determina quão rapidamente o pacote pode ser encaminhado através do roteador e, além disso, em quais buffers físicos os pacotes são armazenados.

Durante a história do Cisco IOS, vários métodos de switching foram desenvolvidos. Somente algumas plataformas específicas oferecem suporte a alguns métodos. O CEF é o método de switching mais recente. Ele foi introduzido em muitas plataformas na Cisco IOS 12.0 mainline, especificamente em plataformas de pequeno e médio portes como o Cisco 1600, 2500 e 3600 Series.

Quando um roteador recebe um pacote em uma interface roteada, ele primeiro remove as informações de frame da Camada 2 (L2). Em seguida, ele armazenada o pacote da Camada 3 (L3) na memória de entrada/saída (E/S). O que acontece a seguir depende do caminho de switching que o pacote está seguindo.

Passos de Verificação

Os passos a seguir podem ser utilizados para confirmar se os pacotes estão seguindo o caminho de switching do CEF:

  1. Confirme se o CEF está ativado globalmente e em uma interface específica.

    router#show ip cef
    
    %CEF not running
    1. Use o comando ip cef no modo de configuração global para ativar o CEF (central).

      Nota: No Cisco 7200 Series, o CEF será o método padrão de switching do Cisco IOS em uma versão futura do Cisco IOS.

    2. Use o comando show ip cef prefix e confirme se prefixos estão listados.

      router#show ip cef
      
      Prefix              Next Hop            Interface
      0.0.0.0/32          receive
      192.168.0.0/30      attached            Serial2/0/0:1
      192.168.0.0/32      receive
  2. Confirme se o CEF está ativado em uma interface específica.

    1. Use o comando show cef interface x/x para procurar "IP CEF switching enabled" ou "IP distributed CEF (dCEF) switching enabled".

      router#show cef interface fastEthernet 0/0/0
      FastEthernet0/0/0 is up (if_number 2)
        Internet address is 192.168.1.253/24
        ICMP redirects are always sent
        Per packet loadbalancing is disabled
        Inbound  access list is not set
        Hardware idb is FastEthernet0/0/0
        Fast switching type 1, interface type 18
        IP Distributed CEF switching enabled
        Fast flags 0x0. ifindex 1(1)
        Slot 0 Slot unit 0 VC -1
        Hardware transmit queue ptr 0x48001A00 (0x48001A00)
        Transmit limit accumulator 0x48001A02 (0x48001A02)
        IP MTU 1500
    2. Use o comando show ip interface para exibir os métodos de switching do Cisco IOS ativados.

      router#show ip interface fastethernet 1/0/0.1
       FastEthernet1/0/0.1 is up, line protocol is up
      
         IP fast switching is enabled
         IP fast switching on the same interface is enabled
         IP Flow switching is disabled
         IP CEF switching is enabled
         IP Distributed switching is enabled
         IP Fast switching turbo vector
         IP Normal CEF switching turbo vector
         IP multicast fast switching is enabled
         IP multicast distributed fast switching is disabled
         IP route-cache flags are Fast, Distributed, No CEF
      

      Nessa saída, a sinalização "No CEF" indica que o CEF foi desativado devido ao comando no ip route-cache cef em uma interface específica. O sinalizador "CEF" indica que o CEF está em execução. Em um estado estável, ambos os sinalizadores não devem aparecer. A ID de bug da Cisco CSCdr80269 (somente clientes registrados) aborda condições raras que podem fazer com que ambos os sinalizadores apareçam. Para obter mais informações sobre IDs de bugs, consulte o Bug Toolkit (somente clientes registrados) .

  3. Confirme se a maioria dos pacotes que estão fluindo pelo roteador estão sendo comutados pelo CEF.

    1. Utilize o comando show interface x/x stat e determine o número de pacotes e bytes que o roteador encaminhou por meio de "Processor" em vez de "Route cache". Note que "Route cache" inclui pacotes comutados pelo CEF e comutados rapidamente.

      router#show interface stats
      FastEthernet0/0
      Switching path Pkts In  Chars In Pkts Out Chars Out
      Processor 95084 26211621 33493 3386174
      Route cache 24581 1132797 24542 13297583
      Distributed cache 0 0 0 0
      Total  119665 27344418 58035 16683757
    2. Use o comando show ip cache para determinar se há uma entrada de cache IP, que indica que o pacote está seguindo o caminho de switching rápido. O switching rápido cria um cache de rota por demanda para agilizar o encaminhamento de pacotes através de um roteador. O código do driver em execução no hardware da interface transfere o controle temporariamente para o código de switching rápido, que busca o cache da rota para um frame e outras informações criadas a partir de um pacote transmitido anteriormente. Se o cache de rota contiver uma entrada, o código de switching rápido tentará enviar o pacote diretamente para a interface de destino.

      router#show ip cache
      IP routing cache 0 entries, 0 bytes
         0 adds, 0 invalidates, 0 refcounts
      Minimum invalidation interval 2 seconds, maximum interval 5 seconds,
         quiet interval 3 seconds, threshold 0 requests
      Invalidation rate 0 in last second, 0 in last 3 seconds
      Prefix/Length       Age       Interface       Next Hop

      Estes passos descrevem um procedimento mais específico para verificação de pacotes que estão sendo encaminhados usando o CEF.

    1. Ative o CEF com o comando ip cef.

    2. Execute o comando clear ip cache para limpar as entradas de cache de switch rápido.

    3. Inicie o seu fluxo de tráfego.

    4. Execute o comando show ip cache. Confirme se nenhuma entrada está sendo exibida no cache de switch rápido, pois os pacotes são comutados pelo CEF.

    5. Execute o comando show interface stats e confirme as ocorrências incrementais para a entrada de cache da rota.

      Nota: O contador de cache de rota inclui os pacotes comutados rapidamente e os pacotes comutados pelo CEF.

    6. Desative o CEF com o comando no ip route-cache cef na interface de entrada.

    7. Execute o comando show interface stats e confirme as ocorrências incrementais para o cache da rota.

    8. Execute o comando show ip cache e confirme se você vê entradas desde que o Cisco IOS retornou para switching rápido.

    9. Execute o comando no ip route-cache na interface de saída para desativar o switching rápido. Pacotes na interface de entrada correspondente serão comutados por processo.

      Nota: Isso não é recomendado para configurar switching de processo em uma rede com tráfego intenso.

  4. Se você tiver confirmado que o CEF está ativado em uma interface de roteador e determinado que a maioria dos pacotes não está sendo comutada pelo CEF, capture os comandos a seguir ao relatar um problema para o Centro de Assistência Técnica da Cisco (TAC).

    Nota: Consulte Informações Importantes sobre Comandos de Depuração antes de usar os comandos debug.

    • show cef interface x/x – Exibe informações de interface relacionadas ao CEF.

    • show ip cef prefix – Exibe a entrada de prefixo na Base de Informações de Encaminhamento (FIB).

    • show adjacency interface detail – Exibe prefixos recursivos e diretos solucionados por meio de adjacência.

    • show cef not-cef-switched – Exibe quais pacotes não são comutados pelo CEF.

    • debug ip cef drop – Exibe informações de depuração para pacotes descartados pelo CEF.

    A interface de entrada determina o caminho de switching do Cisco IOS seguido por um pacote. Considere estas regras ao ativar ou desativar métodos de switching em uma interface específica.

    Interface de entrada

    Interface de saída

    Método de switching

    CEF

    Processo

    CEF

    Processo

    CEF

    Rápido

    Processo

    Switching rápido (cache de rota de IP)

    Switching rápido

    CEF

    Switching rápido

    CEF

    Em outras palavras, o CEF deve estar ativado na interface de entrada para que pacotes sejam comutados pelo CEF. Como o CEF toma decisões de encaminhamento na entrada, use o comando no ip route-cache cef na interface de entrada para desativar o CEF. Em contrapartida, como o Cisco IOS cria uma entrada de cache de switching rápido após comutar um pacote, um pacote que entra em uma interface comutada por processo e sai por uma interface de switching rápido usa o comando no ip route-cache na interface de saída para desativar o switching rápido.

Punts CEF

O termo "punt" é utilizado pela Cisco para descrever o envio de um pacote para o próximo nível de switching mais rápido por um driver de dispositivo de interface. A lista a seguir define a ordem dos métodos preferidos de switching do Cisco IOS (do mais rápido para o mais lento).

  • CEF distribuído

  • CEF

  • Switching rápido

  • Switching de processo

Um punt ocorre sob as seguintes condições:

  • O nível seguinte mais baixo não produziu um caminho válido ou, no caso de CEF, uma adjacência válida. Em outras palavras, se o processo de pesquisa do CEF falhou ao tentar localizar uma entrada válida na base de informações de encaminhamento, o pacote será direcionado para o próximo caminho de switching disponível ou será descartado.

  • Um recurso específico ou de encapsulamento da Camada 2 não é aceito no nível mais baixo. Se o CEF oferecer suporte a um recurso específico, a propriedade de um pacote será transmitida através de um conjunto de rotinas de software no "caminho de recursos" do CEF.

  • Um recurso requer processamento especial.

Uma adjacência de punt no CEF é instalada quando algum recurso de saída não é aceito no CEF. O CEF direcionará todos os pacotes que estiverem indo para tal adjacência para o próximo melhor modo de switching, com o objetivo de comutar todos os pacotes.

center#show ip cef 45.0.0.0
45.0.0.0/8, version 184, 0 packets, 0 bytes
  via 1.1.1.1, Tunnel0, 0 dependencies
    next hop 1.1.1.1, Tunnel0
    valid punt adjacency

CEF Packets passed on to next switching layer
Slot    No_adj  No_encap Unsupported  Redirect   Receive   Bad_ttl   Options
RP           0         0           0         0      5700         0         0
2            0         0           0         0         0         0         0
3            0         0           0         0         0         0         0
4            0         0           0         0         0         0         0
5            0         0           0         0         0         0         0
8            0         0           0         0         0         0         0
9            0         0           0         0         0         0         0
10           0         0           0         0         0         0         0

Com uma adjacência incompleta, o CEF considera que o roteador como um todo (incluindo todos os demais caminhos de switching) não sabe como obter o nó adjacente. Direcionaremos pacotes para o switching de processo com o objetivo de iniciar algum protocolo de resolução como o ARP, o que irá resultar na conclusão da adjacência algum tempo depois. Nessa condição, o CEF direciona um pacote a cada dois segundos para o próximo caminho de switching, com o objetivo de evitar uma inundação de pacotes. Portanto, nessa condição, comandos ping para o endereço IP podem falhar em 50% das vezes e um padrão de ping "!.!.!.!.!" será exibido. Essa condição também ocorre quando a tabela de CEF é corrompida, conforme indicado por uma diferença entre as informações do comando show ip route e as informações do comando show ip cef para um endereço IP específico.

Nota: No Gigabit Switch Router (GSR), a placa de linha (LC) gera as respostas de eco ICMP de dentro do CEF. Se o pacote não for destinado a um dos endereços locais de GSRs, nenhum processo será envolvido. Ele será comutado diretamente através de hardware ou sob interrupção no dCEF, dependendo do que a LC usa.

No GSR, o switching rápido e o switching de processo não estão disponíveis. Se um prefixo de destino não puder ser resolvido para uma entrada de encaminhamento nas tabelas de LCs de entrada, o pacote será descartado. Somente pacotes que correspondam a uma adjacência coligada são direcionados para o Gigabit Routing Processor (GRP). Além disso, no GSR, a CPU de LC não direciona pacotes para o GRP para recursos e a LC envia um ICMP de inacessibilidade (desde que o comando no ip unreachables não esteja configurado). No GSR, o único tráfego direcionado para o GRP é de pacotes destinados a uma interface no roteador ou de pacotes originados do roteador.


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