Устройства Cisco, которые поддерживают коммутацию уровня 3, используют технологию Cisco Express Forwarding (CEF). Этот метод пересылки пакетов довольно сложен, но, к счастью, как и любая хорошая технология, он в основном выполняется в фоновом режиме. Обычно устройствам Cisco требуется небольшая настройка для использования технологии CEF.
По сути, CEF отделяет обычную строгую взаимозависимость между процессами принятия решений уровня 2 и уровня 3. Замедляет пересылку IP-пакетов постоянное взаимное обращение между структурными компонентами уровня 2 и 3 внутри сетевого устройства. Таким образом, ускорение пересылки пакетов происходит в том объёме, в каком возможно отделение структур данных уровней 2 и 3.
Двумя основными компонентами функционирования технологии CEF являются:
- База данных о переадресации (FIB)
- Таблицы смежности
По своей концепции FIB напоминает таблицу маршрутизации. Маршрутизатор использует таблицу маршрутизации, чтобы определить оптимальный путь к сети назначения, основываясь на сетевой части IP-адреса назначения. При использовании CEF информация, которая ранее хранилась в кэше маршрута, вместо этого сохраняется в нескольких структурах данных для коммутации CEF. Структуры данных обеспечивают оптимизированный поиск эффективной переадресации пакетов. Сетевое устройство использует таблицу поиска FIB, чтобы принять решение о коммутации в зависимости от назначения, не обращаясь при этом к кэшу маршрута.
FIB обновляется при появлении изменений в сети и содержит все маршруты, известные на тот момент.
Таблицы смежности поддерживают адреса следующего перехода уровня 2 для всех записей FIB.
Разделение информации о достижимости (в таблице FIB) и о пересылке (в таблице смежности) предоставляет следующие преимущества.
- Таблица смежности может быть создана независимо от таблицы FIB, что позволяет создавать обе таблицы без коммутации каких-либо обрабатываемых пакетов.
- Перезапись заголовка MAC, используемая для передачи пакета, не хранится в записях кэша, вследствие чего для изменений в строке перезаписи заголовка MAC не требуется аннулирование записей кэша.
По умолчанию использование технологии CEF включено для большинства устройств Cisco, которые выполняют коммутацию уровня 3.