شرح كامل لتقنية الـCEF ولكيفية عملها

CEF أو Cisco Express Forwarding وهي كما يتضح أنه أحد التقنيات التى قامت سيسكو بتطويرها لكي تعطي سرعة وآداء أكبر في نقل البيانات على الروترات أو أفضل أن أقول الأجهزة التى تعمل على اللاير 3 بالأضافة إلى تفعيل خواص أضافية في الروتر مثل الخاصية الرائعة من سيسكو NBAR والتى تحدثت عنها في تدوينة سابقة على الرابط التالي ماذا تعرف عن خاصية الـ NBAR ؟

مقدمة هامة

لكي نفهم هذه التقنية يجب علينا أن نفهم بعض الأشياء حول كيفية عمل الروتر بشكل عام وأول الأشياء التى يجب أن نفهمها هو مصطلح Switching يطلق هذا المصطلح على التقنية التى تقوم بتوجيه الـPacket إلى المسار الصحيح ومن هنا أحب أن أحذر بأن لاتخلط الأمور بين الـSwitching الموجود على الطبقة الثانية وبين الـSwitching Packet الخاص بالروتر فهما شيئان مختلفان جدأ نعود إلى موضوعنا وهو كيف يعمل الروتر؟….لكي يقوم الروتر بتمرير الباكيت يجب أن يقوم بخطوتان مهمتان :

الأولى إتخاذ القرار المناسب لمكان توجيه الباكيت وهذا يتم أعتمادا على معلومات  الـ Network Topology والتى يقوم الـRouting Protocol بتوضيحها للروتر من خلال الـ Routing Table مع مراعاة البوليسي الموجودة على الروتر وأقصد بهذه الكلمة الأكسس ليست و الـ Policy-based routing والخ…كل لذا أرجو أن تراعي أن هذه الخطوة من أجل تحديد المكان فقط

الثانية Switch the packet  وهي تتضمن نقل الباكيت من الـInput buffer إلى الـoutput buffer وإعادة تغيير العناوين الخاصة بي الماك أدريس بحيث يتمكتابة الماك أدريس الخاص بي الـ Next-hop على أساس أنه الـ Destination الآن وطبعا يعتمد على جدول خاص بي الماك أدريس يدعى الـ ARP Table والذي يقوم بتخزين الماك أدريس لكل ايبي متصل معه فأن لم يجد طلبه يتم أرسال ARP Request للأستعلام

ولهذه العملية (Switching) ثلاث mechanism  مختلفة والمدعومة من أجهزة سيسكو وهي :

Process switching
Fast switching (default)
Cisco express forwarding (cef

سوف لن أتحدث عن أول اثنتان لان الموضوع سوف يطول ولان الموضوع من الناحية النظرية بسيط نوعا ما ولنبدأ حديثنا حول تقنية الـ CEF .

ماهي تقنية الـCEF وكيف تعمل ؟

كما أتفقنا بأن الـCEF هو عبارة عن Switching technology خاصة بسيسكو فقط وأول ماتقوم به هو عمل جدولان خاصان بها الأول يدعى FIB أو Forwarding Information Base وهي نسخة طبق الأصل من الـRouting table والجدول الثاني يدعى Adjacency table وهو أيضا طبق الأصل من الـ ARP table وسوف نستنتج من كل ماذكر بأن الموضوع فارغ حتى الآن وقد عدنا إلى نقطة البداية وكل ماذكر أقتصر على نسخ جداول وتغيير أسمها فقط لذا لندخل في فوائد هذه التقنية

فوائد تقنية الـ CEF ؟

لنتفق اولا على شيء مهم أن الأداء والمرونة لن تلاحظهم في الشبكات الصغيرة لان هذه التقنية هي موجهة للشركات الكبيرة والأنترنت لذا ضع هذه النقطة نصب عيناك ولنتكلم عن الفائدة الاولى وهي

الأداء والسرعة : بعد ذكرنا لموضوع نسخ الجداول أستنتجنا أن هذه التقنية لم تقم بأي شيء جديد وهذا كان أستنتاج خاطىء والتفسير هو كالآتي عندما يطرآ أي تغيير على الـRouting table فأول شيء يقوم به هو أعادة بناء الجدول من جديد وهذا سوف ينعكس أيضا على الجدول الخاص بي Route-cache ومن هذه النقطة أخذت هذه التقنية فكرت نسخ جدول الـRouting إلى جدول آخر وهو FIB لان أي تغيير سوف يطرأ هناك سوف يصل للـFIB كتحديث بسيط على الجدول وبالتالي لن يتم أعادة بناء Route-cache وهذا كله سوف ينعكس على آداء المعالج الخاص بالروتربالأضافة إلى سرعة أكير من الـ Fast Switching.

Scalability وللأسف لايوجد له معنى في العربي ولكن فهم هذه الفائدة يتطلب منك فهم الوضعيات الموجودة في الـ CEF وهما وضعيتان الأولى Central CEF وفيها يتم وضع ومعالجة الـ FIB و Adj في Route process بشكل مباشر وهذه صورة توضيحية للوضعية الاولى والذي يتضح من خلالها أن تعامل كل المنافذ يتم مع الـ Route Process

أما الوضعية الثانية والتى يطلق عليها Distributed CEF فهي مخصصة لأنواع قليلة من الأجهزة وهي على حد علمي موجودة في روترات series 12000 وسويتشات 6500 اما عن آلية عملها والتى تشرح الفائدة الثانية في الـCEF فهي تتركز في عمل نسخة للـCEF table ووضعها على كل Line Cards وبالتالي سوف يكون لكل Card  الجداول الخاصة به وسوف يعمل بشكل منفصل عن الآخرين والصورة القادمة سوف توضح كل شيء

والفائدة الثالثة هي أتاحة مميزات كثيرة للروترات مثل ميزة الـNBAR وCisco AutoQoS و frame relay traffic shaping(FRTS و Multiprotocl Label switching (MPLS والكثير فبدون تفعيل الـCEF لن تعمل كل هذه الخواص والنقطة الآخيرة التى سوف أختم فيها حديثي وهي طريقة تفعيل الخاصية وهي من أسهل الأشياء التى تراها في سيسكو وتتم من خلال امر واحد

وهذه بعض الأوامر التى تستخدم في التربل شووت

وأخيرا أحب أن اونوه ان هناك أوامر آخرى تدخل في أعداد الـCEF ولم أتطرق إليها لاني لم اتعامل مع الموضوع بشكل معمق جدا وفضلت أن يكون الموضوع مبسط أكبر قدر ممكن لكل زوار المدونة الأعزاء والتى لا أطلب منها إلا الدعوة لي فأنا بأشد الحاجة إليها ودمتم بود