不同Switching Mode的比較
Switching是一種將Layer 2對應至Layer 3位址並且轉送至目的地介面的一種程序。
Switching Mode有很多種，每種模式都有其特別的對應方式，了解它們的不同對我們合理的應用上有著非常重要的意義。另外還有一些QoS和Security技巧都需要特定的Switching Mode。
我們來看看以下幾種Switching Mode：
1、Process Switching
這是一種最基本的交換模式，在這種模式下，某資料流中的第一個封包將會被放置於系統緩衝區(system buffer)。其目的地位址將會被拿到路由表中去查詢比對，路由器的中央處理器(CPU)同時將進行CRC check，檢查封包是否正確。然後Frame中的Layer 2 MAC Address將會被重寫，被置換成next-hop interface的MAC Address。這樣的程序將會持續進行，針對此資料流的第二個、第三個封包…進行相同的運作，包括查詢路由表、重寫MAC Address、CRC check等。
這種方式無疑是延遲時間最長的，因為它要使用到系統緩衝(system buffer)以及中央處理器(CPU)去處理每個接收到的封包。但是我們仍然有機會使用這種交換方式，比如在進行以封包為處理單位的負載平衡時(ip load-sharing per-packet)時，或是debug ip packet時。
在預設情況之下，Cisco路由器會啟用Fast Switching或是Optimum Switching又或是CEF Switching，而不是Process Switching，所以我們只能透過以下指令：no ip route-cache來關閉Fast Switching，另一方面來說，這個指令則是啟動了Process Switching。
2、Fast Switching
Fast Switching優於Process Switching，它採用了路由快取(route cache)功能，來儲存關於某資料流的特定資訊，包括像是目的地MAC Address、目的地interface等內容。這時我們只需要對某個資料流中的第一個封包進行Process Switching，並把結果訊息存入cache中，所有後續的封包，可以不必再打斷系統中央處理器去執行查詢等動作，直接從cache中擷取目的地interface，目的地MAC Address等，這樣大大加速了封包轉送的速度。
Fast Switching在某些文件上可能被稱之為Route-cache Switching正是這個原因。
Cisco 1600、1700、2500、2600系列的路由器Ethernet、FastEthernet、Serial interface預設採用的就是Fast Switching。
我們可以用ip route-cache指令，在interface上啟用Fast Switching；我們可以用show ip cache來檢查Fast Switching的相關訊息。
3、Optimum and Distributed Switching
這兩種Switching Mode，從原理上來說跟Fast Switching極為相像，比如說Optimum Switching其實採用了一種優化交換快取(Optimumed switching cache)，它的速度要比平常的cache還要快速。
Distributed Switching Mode需要使用Versatile Interface Card這種硬體模組介面，又稱之為VIP card。它會自己保留一份route cache，這樣在查詢時就不必要等待使用共享的系統緩衝(system buffer)，無論相對於Fast Switching或是Optimum Switching來說，Distributed Switching還是比較快的。
這兩種模式一般只在思科高階設備上有所應用，比如說Cisco 7200/7500系列路由或是GSR 12000系統路由器。
相關指令：
ip route-cache distributed
ip route-cache optimum
4、Netflow Switching
這種模式值得各位思考是否要應用，它完全以其他Switching Mode為基礎，重點在於針對流經的封包進行計費、監控、網路管理。但是不得不提的是，這種模式因為要儲存相關的訊息，根據統計結果，大約65536份資料流會耗用4MB左右的系統緩衝。
相關指令：
ip route-cache flow
show ip cache flow
ip flow-export(將NETFLOW統計資料轉送到指定設備伺服器)
5、Cisco Express Forwarding
Cisco Express Forwarding(CEF)是最有效率的一種Layer 3協定，很多人容易對CEF產生誤解，所以我們仍然要說明它的來源。
CEF採用了以硬體為基礎的platform，但是它不僅僅是將數據都存入系統緩衝，而是將整份路由表、拓樸表中，以及所有Next-hop Address、MAC Address全部進行"預存"的動作，只要路由表、拓樸表中存在的項目，無論是否有封包請求轉送其目的地位址，都會提前預先讀取，預先放置於緩衝區。這樣，當有新的封包請求轉送時，就不需要中央處理器(CPU)去查詢目的地interface、目的地MAC Address等訊息，而是直接從緩衝區中讀取，進而使得轉送速度得以大大地提昇。
相關指令：
ip route-cache cef
Switching Mode有很多種，每種模式都有其特別的對應方式，了解它們的不同對我們合理的應用上有著非常重要的意義。另外還有一些QoS和Security技巧都需要特定的Switching Mode。
我們來看看以下幾種Switching Mode：
1、Process Switching
這是一種最基本的交換模式，在這種模式下，某資料流中的第一個封包將會被放置於系統緩衝區(system buffer)。其目的地位址將會被拿到路由表中去查詢比對，路由器的中央處理器(CPU)同時將進行CRC check，檢查封包是否正確。然後Frame中的Layer 2 MAC Address將會被重寫，被置換成next-hop interface的MAC Address。這樣的程序將會持續進行，針對此資料流的第二個、第三個封包…進行相同的運作，包括查詢路由表、重寫MAC Address、CRC check等。
這種方式無疑是延遲時間最長的，因為它要使用到系統緩衝(system buffer)以及中央處理器(CPU)去處理每個接收到的封包。但是我們仍然有機會使用這種交換方式，比如在進行以封包為處理單位的負載平衡時(ip load-sharing per-packet)時，或是debug ip packet時。
在預設情況之下，Cisco路由器會啟用Fast Switching或是Optimum Switching又或是CEF Switching，而不是Process Switching，所以我們只能透過以下指令：no ip route-cache來關閉Fast Switching，另一方面來說，這個指令則是啟動了Process Switching。
2、Fast Switching
Fast Switching優於Process Switching，它採用了路由快取(route cache)功能，來儲存關於某資料流的特定資訊，包括像是目的地MAC Address、目的地interface等內容。這時我們只需要對某個資料流中的第一個封包進行Process Switching，並把結果訊息存入cache中，所有後續的封包，可以不必再打斷系統中央處理器去執行查詢等動作，直接從cache中擷取目的地interface，目的地MAC Address等，這樣大大加速了封包轉送的速度。
Fast Switching在某些文件上可能被稱之為Route-cache Switching正是這個原因。
Cisco 1600、1700、2500、2600系列的路由器Ethernet、FastEthernet、Serial interface預設採用的就是Fast Switching。
我們可以用ip route-cache指令，在interface上啟用Fast Switching；我們可以用show ip cache來檢查Fast Switching的相關訊息。
3、Optimum and Distributed Switching
這兩種Switching Mode，從原理上來說跟Fast Switching極為相像，比如說Optimum Switching其實採用了一種優化交換快取(Optimumed switching cache)，它的速度要比平常的cache還要快速。
Distributed Switching Mode需要使用Versatile Interface Card這種硬體模組介面，又稱之為VIP card。它會自己保留一份route cache，這樣在查詢時就不必要等待使用共享的系統緩衝(system buffer)，無論相對於Fast Switching或是Optimum Switching來說，Distributed Switching還是比較快的。
這兩種模式一般只在思科高階設備上有所應用，比如說Cisco 7200/7500系列路由或是GSR 12000系統路由器。
相關指令：
ip route-cache distributed
ip route-cache optimum
4、Netflow Switching
這種模式值得各位思考是否要應用，它完全以其他Switching Mode為基礎，重點在於針對流經的封包進行計費、監控、網路管理。但是不得不提的是，這種模式因為要儲存相關的訊息，根據統計結果，大約65536份資料流會耗用4MB左右的系統緩衝。
相關指令：
ip route-cache flow
show ip cache flow
ip flow-export(將NETFLOW統計資料轉送到指定設備伺服器)
5、Cisco Express Forwarding
Cisco Express Forwarding(CEF)是最有效率的一種Layer 3協定，很多人容易對CEF產生誤解，所以我們仍然要說明它的來源。
CEF採用了以硬體為基礎的platform，但是它不僅僅是將數據都存入系統緩衝，而是將整份路由表、拓樸表中，以及所有Next-hop Address、MAC Address全部進行"預存"的動作，只要路由表、拓樸表中存在的項目，無論是否有封包請求轉送其目的地位址，都會提前預先讀取，預先放置於緩衝區。這樣，當有新的封包請求轉送時，就不需要中央處理器(CPU)去查詢目的地interface、目的地MAC Address等訊息，而是直接從緩衝區中讀取，進而使得轉送速度得以大大地提昇。
相關指令：
ip route-cache cef
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