Программное обеспечение Cisco IOS и NX-OS : Программное обеспечение Cisco IOS версии 12.0 Mainline

Проверка коммутации Cisco Express Forwarding

20 октября 2016 - Машинный перевод
Другие версии: PDF-версия:pdf | Перевод, выполненный профессиональным переводчиком (11 августа 2008) | Английский (9 ноября 2015) | Отзыв


Содержание


Введение

Cisco программное обеспечение IOS� поддерживает несколько механизмов для упрощения передачи трафика с минимальной задержкой и высокой пропускной способностью. В данном документе объясняется, как определить путь пакетов коммутации или переадресации Cisco IOS.

Примечание: В документе содержится описание только коммутации процессов, быстрой коммутации и технологии Cisco Express Forwarding (CEF).

Предварительные условия

Требования

Читатели этого документа должны знать следующее:

  • ПО Cisco IOS)

  • Платформы серии Cisco 1600, 2500 и 3600

Используемые компоненты

Настоящий документ не имеет жесткой привязки к каким-либо конкретным версиям программного обеспечения и оборудования.

Условные обозначения

Дополнительные сведения об условных обозначениях см. в документе Условные обозначения технических терминов Cisco.

Что такое коммутация Cisco IOS?

Коммутатор Cisco IOS определяет поток пакетов через маршрутизатор. Точнее, он определяет скорость передачи пакетов через маршрутизатор, а также физические буферы хранения пакетов.

За всю историю существования Cisco IOS было разработано несколько методов коммутации. Некоторые из методов используются только на определенных платформах. CEF – новейший метод коммутации. Когда CEF включен глобально (поведение по умолчанию), интерфейс cef ip route-cache, определенная команда также выполнена. Эта команда гарантирует, что коммутация CEF сделана для пакетов, которые вводят этот интерфейс. Иногда, в случае необходимости для отключения CEF на одном единственном интерфейсе команда no ip route-cache cef добавлена. Это отключает коммутацию CEF для одного только того интерфейса. Cisco IOS не добавляет команду no ip route-cache к running-config самостоятельно, когда это вынуждено отключить CEF. Он был введен на многих платформах Cisco IOS основной версии 12.0, в частности, на платформах нижнего и среднего ценового диапазона, таких как Cisco серий 1600, 2500, и 3600.

Когда маршрутизатор получает пакет на маршрутизированный интерфейс, он сначала удаляет информацию о кадрах уровня 2 (L2). После этого пакет уровня 3 (L3) сохраняется в памяти ввода-вывода. Что произойдет дальше, зависит от пути коммутации, по которому следует пакет.

Этапы проверки

Следующие шаги используются для подтверждения следования пакетов по маршруту коммутации CEF:

  1. Убедитесь, что функция CEF включена на глобальном уровне и на определенном интерфейсе.

    router#show ip cef
    
    %CEF not running
    1. Используйте команду ip cef в режиме глобальной конфигурации, чтобы включить (централизованно) функцию CEF.

      Примечание: На маршрутизаторах серии Cisco 7200, в планируемых выпусках ПО Cisco IOS метод коммутации CEF принят по умолчанию.

    2. Используйте команду show ip cef prefix, и подтвердите приведенные префиксы.

      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. Убедитесь, что функция CEF активирована для заданного интерфейса.

    1. Используйте команду show cef interface x/x, чтобы узнать, активна ли настройка коммутации "IP CEF switching enabled," или "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. Используйте команду show ip interface, чтобы отобразить активные методы коммутации Cisco IOS.

      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
      

      В приведенных выходных данных флаг "No CEF" показывает, что функция CEF отключена из-за применения команды no ip route-cache cef на определенном интерфейсе. Флаг "CEF" означает, что CEF работает. В установившемся режиме оба флага не отображаются. Идентификатор ошибок Cisco CSCdr80269 (только для зарегистрированных клиентов) устраняет редкие случаи, в которых появляются оба флага. Дополнительные сведения по идентификаторам ошибок приведены в Средстве обнаружения ошибок (только для зарегистрированных пользователей).

  3. Подтвердите, что большинство пересылаемых через маршрутизатор пакетов подвергаются CEF-коммутации.

    1. Используйте команду show int x/x stat для определения числа пакетов и байт, переадресованных маршрутизатором через "Processor", а не через "Route cache". Обратите внимание, что "Route cache" включает пакеты быстрой коммутации и пакеты коммутации CEF.

      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. Используйте команду show ip cache, чтобы определить, существует ли запись кэша IP, которая показывает, что пакет использует путь быстрой коммутации. Быстрая коммутация строит кэш маршруты по требованию, чтобы ускорить передачу пакетов на маршрутизатор. Код драйвера, выполняющийся на интерфейсе оборудования, временно передает управление коду быстрой коммутации, который осуществляет поиск кадра и других сведений, основанных на предыдущем переданном пакете, в кэше маршрутов. Если кэш маршрутов содержит запись, то с помощью кода быстрой коммутации осуществляются попытки передать пакеты непосредственно на интерфейс назначения.

      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

      Ниже описана специальная процедура проверки пересылаемых пакетов с использованием CEF.

    1. Активируйте CEF с помощью команды ip cef.

    2. Выполните команду clear ip cache для очистки записей кэша быстрой коммутации.

    3. Запустите поток трафика.

    4. Выполните команду show ip cache. Подтвердите, что с момента CEF-переключения пакетов в кэше быстрого переключения не отображалось записей.

    5. Выполните команду show interface stats и подтвердите инкрементные соответствия для входящего кэша маршрутизации.

      Примечание: Счетчик кэша маршрута включает как пакеты быстрой коммутации, так и пакеты коммутации CEF.

    6. На входящем интерфейсе отключите CEF с помощью команды no ip route-cache cef.

    7. Выполните команду show interface stats и подтвердите инкрементные соответствия для кэша маршрутизации.

    8. Выполните команду show ip cache и подтвердите наблюдение записей, так как Cisco IOS переключилась на быструю коммутацию.

    9. Выполните команду no ip route-cache на исходящем интерфейсе для отключения быстрой коммутации. Пакеты на совпадающих входных интерфейсах являются пакетами process switched (с поддержкой коммутации обработки).

      Примечание: Конфигурация коммутации процессов в сети с большим объемом трафика не рекомендуется.

  4. Если вы подтвердили, что функция CEF включена в интерфейсе маршрутизатора, и определили, что большая часть пакетов не подвергается CEF-коммутации, введите следующие команды для посылки отчета о проблеме в Центр технической поддержки Cisco.

    Примечание: Обратитесь к документу Важная информация о командах отладки, прежде чем использовать команды debug.

    • show cef interface x/x – отображает сведения об интерфейсе, касающиеся CEF.

    • show ip cef prefix – отображает запись префикса в базе данных переадресации (FIB).

    • show adjacency interface detail – отображает рекурсивные и прямые префиксы, которые определяются с помощью смежности.

    • show cef not-cef-switched – отображает пакеты, которые не подвергаются CEF-коммутации.

    • debug ip cef drop – отображает сведения отладки для пакетов, отброшенных функцией CEF.

    Входной интерфейс определяет путь коммутации Cisco IOS, который используется пакетом. Рассмотрите данные эмпирические правила при включении и отключении методов коммутации на определенном интерфейсе.

    Входящий интерфейс Исходящий интерфейс Метод коммутации
    CEF Процесс CEF
    Процесс CEF Быстро
    Процесс Быстрая коммутация (кэш IP-маршрутов) Быстрая коммутация
    CEF Быстрая коммутация CEF

    Другими словами, необходимо включить функцию CEF на входящем интерфейсе для выполнения CEF-коммутации пакетов. Так как CEF принимает решение по переадресации на входе, используйте команду no ip route-cache cef во входном интерфейсе для отключения CEF. В отличие от этого, из-за того, что после коммутации пакета Cisco IOS создает запись кэша быстрой коммутации, то пакет, поступающий в интерфейс process-switched и выходящий через интерфейс с поддержкой быстрой коммутации, будет подвергаться быстрой коммутации. Используйте команду no ip route-cache для выходного интерфейса для отключения быстрой коммутации. Эти типы трафика не пересланы в режиме CEF:

    • Пакеты, для которых нет никакой записи в кэше коммутации

    • Пакеты, предназначенные маршрутизатору

    • Широковещательный трафик

    • IP-пакеты с параметрами

    • Пакеты, требующие трансляции протоколов

    • Зашифрованный поток данных

Сведения о CEF "Punt"

Термин "punt" используется Cisco, чтобы описать действие драйвера интерфейсного устройства по передаче пакетов "вниз" на следующий уровень быстрой коммутации. В данном списке определен порядок предпочитаемых методов Cisco IOS (от самых быстрых до самых медленных).

  • Распределенная функция CEF

  • CEF

  • Быстрая коммутация

  • Коммутация в контексте процесса

Событие "punt" происходит при следующих условиях:

  • Следующий более низкий уровень не производит корректного пути или, в случае CEF, корректного соседства. Другими словами, если процесс поиска CEF не сможет найти допустимую запись в информационной базе переадресации, пакет передается на следующий доступный путь коммутации или отбрасывается.

  • Определенная функция или инкапсуляция L2 на нижнем уровне не поддерживается. Если CEF поддерживает определенную функцию, информация о принадлежности пакета передается через набор системных программ в тракте функций ("feature path") CEF."

  • Функция требует специального управления.

Смежность передачи в CEF устанавливается в том случае, когда в CEF не поддерживается какая-либо возможность выхода. В ходе коммутации пакетов, CEF перебрасывает все пакеты, предназначенные для данной смежности, в следующий наилучший режим коммутации с тем, чтобы обеспечить коммутацию всех пакетов.

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

При неполной смежности CEF считает, что маршрутизатор в целом (включая все другие пути маршрутизации) не знает, как достичь смежного узла. Пакеты перенаправляются для коммутации обработки, чтобы запустить протокол разрешения, (например протокол разрешения адресов (ARP)), что приведет к последующему установлению смежности. В этом состоянии CEF перебрасывает на следующий путь коммутации один пакет каждые две секунды, чтобы избежать переполнения пакетами. Таким образом, в данном состоянии запросы ICM-эхо на IP-адрес могут завершаться неудачно примерно в 50% случаев, и будет отображаться шаблон запроса: "!.!.!.!.!". Данное состояние также появляется, если таблица CEF повреждена, на что указывает отличия в выходных данных команд show ip route и show ip cef для конкретного IP-адреса.

Примечание: Линейная карта (LC) на гигабитном коммутаторе-маршрутизаторе (GSR) создает эхо-ответы протокола управляющих сообщений в Интернет (ICMP) внутри CEF. Если пакет не направлен ни на один из локальных адресов GSR, то никакие процессы выполняться не будут. Коммутация выполняется либо в аппаратном обеспечении, либо посредством прерываний в dCEF, в зависимости от используемой LC.

На GSR быстрое переключение и переключение процессов не доступно. При невозможности преобразовать префикс получателя в запись переадресации в таблицах входящих линейных плат пакет отбрасывается. Только пакеты, соответствующие подобранным смежностям, передаются процессору гигабитного маршрутизатора (GRP). Кроме того, на GSR процессор LC CPU не перебрасывает пакеты на GRP для обработки функциями; LC посылает ICMP сообщение о недоступности (в том случае, если команда no ip unreachables не задана). На GSR единственным трафиком, отправляемым на GRP, являются пакеты, направленные на интерфейс маршрутизатора, или исходящие пакеты маршрутизатора.


Дополнительные сведения


Document ID: 47205