負載均衡和Cisco急速轉發原因及介紹

下文給大家帶來負載均衡和Cisco急速轉發原因及介紹，希望能夠給大家在實際運用中帶來一定的幫助，負載均衡涉及的東西比較多，理論也不多，網上有很多書籍，今天我們就用億速云在行業內累計的經驗來做一個解答。

 1.負載均衡和Cisco急速轉發（Load Sharing and Cisco Express Forwarding）

負載均衡有兩種方式：基于目標網絡和基于數據包

基于目標網絡的負載是根據目標地址分配負載。

Cisco的快速轉發（CEF）的缺省負載均衡方式。

一個網絡中存在兩條路徑，

第一個目標的數據包走第一條路徑

第二個目標的數據包走第二條路徑

第三個目標的數據包走第一條路徑

IPv4的缺省交換模式是CEF，但是IPv6卻不是的。

ISSUE: 何為CEF？

        CEF是一種非常有效的交換方法。它事先慈寧宮路由表中獲取信息并把信息存儲在轉發信息庫中（FIB），當任何數據包需要這些信息的時候可以立即使用。FIB包括路由表中的所有目標網絡。路由表不發生變化，FI B也不會發生變化。CEF使用一個單獨的數據表（鄰接關系表），為FIB的每個表項維護第二層轉發信息。鄰接關系表由第二層信息構成。

例如：這些信息可以通過IPARP 和IPv6鄰居協議學習到。FIB和鄰接關系表示在數據包轉發之前建立的。

      CEF缺省的情況是下面是基于目標進行負載的。這實際上是按照源地址對進行負載均衡。所有發往特定目標的流量只要源地址相同都會從相同的接口出站，而不同源目地址對的流量可能會從下一個接口出站。

基于數據包的負載均衡是交換IPv4數據包的另外一種法師。對于IPv6，CEF僅僅支持基于目標網絡的負載均衡方式。基于數據包的負載方式意味著在不通的鏈路上發送數據包，即使在路勁等價、目標相同的情況下面也是這樣。如果路勁代價不同，那么可能在高、低代價路徑上按照代價比率進行分流。基于數據包的負載均衡方式可以更加均勻地分布流量，這取決于不同源目的地址的數據量。但是數據包選擇不同的路勁去往目標網絡會引起非順序的到達。

常用命令：

   showip cef         查看CEF 是否打開

   show ipv6cef      

   ipcef                    打開CEF

   ipv6 cef

ip load-sharing per-packet         基于數據包的負載均衡

 ipload-sharing per-destination   基于目標地址的負載均衡

  showcef interface      查看負載均衡模式

2.基于目標網絡的負載均衡和快速交換（Per Destination Load Sharingand Fast Switching）

        IOS在配置了快速交換的出站接口上面執行基于目標網絡的負載均衡，在一些路由器上面IOS缺省交換模式是快速交換。

快速交換的工作方式：

（1）當路由器為一個去往特定目標的數據包驚醒交換處理的時候，路由器將執行路表查詢并選擇出站接口。

（2）然后獲取有關被選接口的數據鏈路信息（例如從ARP表）這些信息對數據包成幀是必需的，最后封裝數據包并發送。

（3）前面獲取的路由和數據鏈路信息被輸入到快速交換的高速緩存內。

（4）一旦去往相同目的地的后繼數據波啊進入路由器，高速緩存中的信息使路由器不必查找路由表和ARP高速緩存，就可以立即交換數據包。

快速交換就是去往指定目的地的數據包都從相同的接口被發送出去，因此交換時間和處理器占用率會大大降低。當去往相同網絡內不同的主機的數據包進入路由器且還存在一跳可選路由的時候，路由器會在另外一條路徑上面發送數據包到目的地。因此路由器能夠做得最好的就是基于目標網絡的均衡負載。

3.基于數據包的負載均衡和過程交換（Per Packet Load Sharing andProcess Switching）

過程交換（processswitching）就是對于每個數據包，路由器都要進行路由表查詢和接口選擇，然后在查詢數據鏈路信息。因為每一次為數據包確定路由的過程都是相互獨立的，所以不會強制去往相同目標網絡的所有數據包使用相同的接口。

           no ip route-cache    IPv4打開過程交換功能，IPv6缺省情況下面是打開的

4.哪一種交換方法會被用到

          IOS首先基于入站接口的配置來決定交換模式；如果接口上面配置了CEF，不管出站接口的配置是什么，數據包都會被CEF交換。

如果入站接口上面沒有配置CEF，那么IOS會處理并轉發數據包，并根據出站接口的配置后繼的數據包或者被快速交換，或者被過程交換。

如果入站接口的CEF功能被打開，IOS將只是用CEF交換數據包。否則，出站接口的配置會確定交換方法。注意，如果在出站接口上面打開CEF功能的同時又在入站接口上面配置了過程交換或者快速交換，那么快速交換將被使用。只有在入站接口上面配置了CEF。它才會起作用。對于IPv4盡管在出站接口上面打開了CEF功能，但是起作用的還是快速交換。

有些時候即使打開了CEF，但是并沒有使用CEF交換數據包。那么數據包講被送交僅次最快的交換方法。如：IPv4下使用快速交換。在IPv6下使用過程交換。

看了以上關于負載均衡和Cisco急速轉發原因及介紹，如果大家還有什么地方需要了解的可以在億速云行業資訊里查找自己感興趣的或者找我們的專業技術工程師解答的，億速云技術工程師在行業內擁有十幾年的經驗了。