网络路由负载均衡.doc

Cisco路由器转发数据包时常用的五种交换方式
进程交换(ProcessSwitching)
这是一种最基本的交换模式，在这种模式下，一条数据流(Flow)中的第一个包(Packet)将被置入系统缓存(SystemBuffer)。其目的地址将会拿到路由表中去查询比对，路由器的处理器(CPUorProcesser)同时将进行CRC校验，检查包是否正确。然后数据包的二层MAC地址将会被重写，替换为下一跳接口的MAC地址。对这条数据流(Flow)中的第2个、第3个数据包……将会继续这样相同的操作，包括查询路由表、重写MAC地址，CRC校验等。这种方式无疑是延迟最大的，因为它要利用SystemBuffer以及Processor去处理每个收到的包。但是我们仍然有机会使用这种交换方式，比如在进行基于数据包的负载均衡，或是debugippacket时。因为默认情况下，思科路由器会启用FastSwitching或OptimumSwitching或是CEFSwitching，而不是ProcessSwitching，所以我们只能通过:noiproute-cache来禁用FastSwitching，这在另一种意义上正是开启ProcessSwitching。
命令：R1(config-if)#noiproute-cache//启用进程交换(禁用快速交换)
注意：命令debugippacket仅允许观察进程交换的数据包，将启用进程交换，所有数据包都被送至进程记录，CEF交换、快速交换等的数据包将不被显示出来。
快速交换(FashSwitching)/路由缓存交换(Route-CacheSwitching)
快速交换要优于ProcessSwitching，它采用了路由缓存(RouteCache)来存储关于某条数据流(Flow)的特定信息，当然会包括诸如目的MAC地址，目的接口等内容。这时我们只需要对一条数据流(Flow)中的第一个包做ProcessSwitching，并把信息存入Cache，所有后续数据包，可以不必再中断SystemProcessor去执行查询等操作，直接从Cache中提取目的接口，目的MAC地址等，这样大大加速了包转发速度。FastSwitching在某些资料上可能被称为Route-CacheSwitching。思科1600、1700、2500、2600系列路由器的Ethernet、FastEthernet、Serial接口默认采用的就是FastSwitching。
命令：R1(config-if)#iproute-cache//启用快速交换
R1#showipcache//查看快速交换
最优交换(OptimumSwitching)和分布式交换(DistributedSwitching)
这两种交换模式，从原理上来讲都与FastSwitching极为相似，比如OptimumSwitching其实采用了一种经过优化的交换缓存(OptimumedSwitchingCache)，它的速度要较平常Cache要快。DistributedSwitching需要使用VersatileInterfaceCard这种硬件卡，又称VIPCard。它会自已保存一份RouteCache，这样查询时就不必等待使用共享的系统缓存(SharedSystemBuffer)了，无论相对于FastSwitching还是OptimumSwitching来讲，都是比较快的。这两种模式一般只在思科高端设备上有所应用，比如7200系列的路由器或12000系列的路由器。
命令:R1(config-if)#iproute-cacheoptimum//启用最优交换
R1(config-if)#iproute-cachedistributed//启用分布式交换
R1#showipcacheoptimum//查看最优交换
Netflow交换(NetflowSwitching)
这种模式是最值得参考的，它完全基于其它SwitchingMode，重点在于对流经的数据包进行计费、监控、网管。但值得提的是，这种模式也要存储相关信息，据统计大致65536条数据流(Flow)会耗费4MB的SystemBuffer。
命令:R1(config-if)#iproute-cacheflow//启用Netflow交换
R1#showipcacheflow//查看Netflow交换缓存
R1(config)#ipflow-export//将Netflow审计的数据包转发到指定设备
Cisco特快交换(CiscoExpressForwarding)
CiscoCEF是最为高效的一种三层协议，很多人容易对CEF产生误解，所以我们仍然要说明它的来原。CEF采用了基于硬件的平台，它不仅仅是将数据都存入SystemBuf