Inhalt

Einleitung

Voraussetzungen

Anforderungen

Verwendete Komponenten

Konventionen

Hintergrundinformationen

Switching auf Prozess- und Interruptebene

Switching-Pfade

Prozess-Switching

Schnelles Switching

Optimales Switching

Cisco Express Forwarding (CEF)

Verteiltes schnelles/optimales Switching

Verteilte CEF

NetFlow-Switching

Verteilte Services

Auswählen eines Switching-Pfads

Überwachen des Routers

Zugehörige Informationen

Einleitung

Dieses Dokument bietet einen allgemeinen Überblick über die Probleme, die sich auf die Router-Leistung auswirken, und verweist auf andere Dokumente mit weiteren Details zu diesen Problemen.

Voraussetzungen

Anforderungen

Es gibt keine spezifischen Anforderungen für dieses Dokument.

Verwendete Komponenten

Die Informationen in diesem Dokument basierend auf folgenden Software- und Hardware-Versionen:

- Cisco IOS® Softwareversion 12.1

Konventionen

Weitere Informationen zu Dokumentkonventionen finden Sie unter Cisco Technical Tips Conventions (Technische Tipps von Cisco zu Konventionen).

Hintergrundinformationen

Die Art und Weise, wie ein Router konfiguriert wird, kann sich auf die Paketverarbeitungsleistung auswirken. Bei Routern, die ein hohes Datenverkehrsvolumen verarbeiten, ist es wichtig zu wissen, was das Gerät tut, wie es dies tut und wie lange es dauert, bis es seine Leistung optimiert. Diese Informationen werden in der Konfigurationsdatei dargestellt. Die Konfiguration spiegelt die Art und Weise wider, wie die Pakete den Router durchlaufen. Bei einer suboptimalen Konfiguration kann das Paket länger im Router verbleiben als erforderlich. Bei anhaltend hoher Auslastung kann es zu langsamen Reaktionen, Staus und Verbindungszeitüberschreitungen kommen.

Bei der Optimierung der Leistung eines Routers ist es Ihr Ziel, die Zeit zu minimieren, die ein Paket in einem Router verbleibt. d. h., die Zeit, die der Router für die Weiterleitung eines Pakets von der eingehenden an die ausgehende Schnittstelle benötigt, wird minimiert, und es werden, wann immer möglich, Pufferung und Überlastung vermieden. Jede Funktion, die einer Konfiguration hinzugefügt wird, ist ein weiterer Schritt, den ein eingehendes Paket auf dem Weg zum Ziel-Port durchlaufen muss.

Die beiden wichtigsten Ressourcen, die Sie einsparen müssen, sind die CPU-Zeit und der Arbeitsspeicher des Routers. Der Router sollte jederzeit über CPU-Verfügbarkeit verfügen, um Spitzen und regelmäßige Aufgaben zu bewältigen. Wenn die CPU zu lange zu 99 % ausgelastet ist, kann dies die Netzwerkstabilität erheblich beeinträchtigen. Das gleiche Konzept gilt für die Verfügbarkeit von Arbeitsspeicher: Speicher muss immer verfügbar sein. Wenn der Speicher des Routers fast vollständig belegt ist, verbleibt kein Platz mehr in den Pufferpools des Systems. Dies bedeutet, dass Pakete, die die Aufmerksamkeit des Prozessors erfordern (prozessgeschaltete Pakete), verworfen werden, sobald sie eingehen. Man kann sich leicht vorstellen, was passieren könnte, wenn die verlorenen Pakete Schnittstellen-Keepalives oder wichtige Routing-Updates enthalten.

Switching auf Prozess- und Interruptebene

In IP-Netzwerken basieren die Entscheidungen über die Paketweiterleitung bei Routern auf dem Inhalt der Routing-Tabelle. Beim Durchsuchen der Routing-Tabelle sucht der Router nach der längsten Übereinstimmung für das Ziel-IP-Adresspräfix. Dies erfolgt auf "Prozessebene" (Prozess-Switching), d. h. die Suche wird als weiterer Prozess betrachtet, der zwischen anderen CPU-Prozessen in die Warteschlange gestellt wird. Daher ist diese Suchzeit unvorhersehbar und kann sehr lange dauern. Um diesem Problem zu begegnen, wurden in die Cisco IOS-Software eine Reihe von Switching-Methoden eingeführt, die auf einer Suche nach der exakten Übereinstimmung basieren.

Der Hauptvorteil der Suche nach exakten Übereinstimmungen ist, dass die Suchzeit deterministisch und sehr kurz ist. Die Zeit, die der Router für die Weiterleitungsentscheidung benötigt, wird deutlich verkürzt, sodass dies auf "Interrupt-Ebene" möglich ist. Interrupt-Level-Switching bedeutet, dass bei Eintreffen eines Pakets ein Interrupt ausgelöst wird, der die CPU veranlasst, andere Aufgaben zu verschieben, um dieses Paket zu verarbeiten. Die ältere Methode zur Paketweiterleitung (durch Suchen nach der längsten Übereinstimmung in der Routing-Tabelle) kann nicht auf Interrupt-Ebene implementiert werden und muss auf Prozessebene durchgeführt werden. Aus einer Reihe von Gründen, von denen einige unten erwähnt werden, kann die Methode der Suche nach der längsten Übereinstimmung nicht vollständig aufgegeben werden. Daher existieren diese beiden Suchmethoden parallel auf Cisco Routern. Diese Strategie wurde verallgemeinert und wird auch auf IPX und AppleTalk angewendet.

Um eine exakte Suche nach Übereinstimmungen auf Interrupt-Ebene durchzuführen, muss die Routing-Tabelle transformiert werden, um eine für diese Art der Suche geeignete Speicherstruktur zu verwenden. Unterschiedliche Schaltpfade verwenden unterschiedliche Speicherstrukturen. Die Architektur dieser so genannten Struktur hat einen erheblichen Einfluss auf die Nachschlagezeit, sodass die Auswahl des am besten geeigneten Vermittlungsweges eine sehr wichtige Aufgabe ist. Damit ein Router eine Entscheidung darüber treffen kann, wohin ein Paket weitergeleitet werden soll, benötigt er als grundlegende Informationen die Next-Hop-Adresse und die Ausgangsschnittstelle. Außerdem benötigt er Informationen zur Kapselung der ausgehenden Schnittstelle. Diese kann je nach Skalierbarkeit in derselben oder in einer separaten Speicherstruktur abgelegt sein.

Es folgt das Verfahren zum Umschalten auf Unterbrechungsebene:

1. Suchen Sie in der Speicherstruktur nach der Next-Hop-Adresse und der ausgehenden Schnittstelle.

2. Führen Sie eine Umschreibung für Open Systems Interconnection (OSI) Layer 2 durch, auch MAC Rewrite genannt. Dies bedeutet, dass die Kapselung des Pakets so geändert wird, dass sie mit der ausgehenden Schnittstelle übereinstimmt.

3. Speichern Sie das Paket im TX-Ring oder in der Ausgabewarteschlange der ausgehenden Schnittstelle.

4. Aktualisieren Sie die entsprechenden Speicherstrukturen (Reset-Timer in Caches, Update-Zähler usw.).

Der Interrupt, der ausgelöst wird, wenn ein Paket von der Netzwerkschnittstelle empfangen wird, wird als "RX-Interrupt" bezeichnet. Dieser Interrupt wird nur dann verworfen, wenn alle obigen Schritte ausgeführt werden. Wenn einer der ersten drei oben genannten Schritte nicht ausgeführt werden kann, wird das Paket an die nächste Vermittlungsschicht gesendet. Wenn die nächste Vermittlungsschicht Prozessvermittlung ist, wird das Paket zur Prozessvermittlung in die Eingangswarteschlange der ankommenden Schnittstelle gesetzt und der Interrupt beendet. Da Interrupts nicht durch Interrupts desselben Pegels unterbrochen werden können und alle Schnittstellen Interrupts desselben Pegels auslösen, kann kein anderes Paket verarbeitet werden, bis der aktuelle RX-Interrupt beendet ist.

Verschiedene Interrupt-Switching-Pfade können hierarchisch angeordnet werden, von dem Pfad mit der schnellsten Suche bis zu dem Pfad mit der langsamsten Suche. Die letzte Möglichkeit zur Verarbeitung von Paketen ist immer Prozess-Switching. Nicht alle Schnittstellen und Pakettypen werden in jedem Interrupt-Switching-Pfad unterstützt. Im Allgemeinen können nur diejenigen, die eine Überprüfung und Änderungen erfordern, die auf den Paket-Header beschränkt sind, unterbrochen werden. Muss die Paket-Nutzlast vor der Weiterleitung überprüft werden, ist ein Interrupt-Switching nicht möglich. Für einige Interrupt-Switching-Pfade können spezifischere Einschränkungen bestehen. Wenn die Layer-2-Verbindung über die ausgehende Schnittstelle zuverlässig sein muss (d. h. wenn sie Unterstützung für die erneute Übertragung umfasst), kann das Paket nicht auf Interrupt-Ebene verarbeitet werden.

Im Folgenden sind Beispiele für Pakete aufgeführt, die nicht interrupt geschaltet werden können:

- An den Router gerichteter Datenverkehr (Routing-Protokolldatenverkehr, Simple Network Management Protocol (SNMP), Telnet, Trivial File Transfer Protocol (TFTP), Ping usw.) Management-Datenverkehr kann bezogen und an den Router weitergeleitet werden. Sie verfügen über bestimmte aufgabenbezogene Prozesse.

- OSI Layer 2 verbindungsorientierte Kapselungen (z. B. X.25). Einige Aufgaben sind zu komplex, um sie im Unterbrechungswechselpfad zu codieren, da zu viele Anweisungen ausgeführt werden müssen oder Timer und Fenster erforderlich sind. Einige Beispiele hierfür sind Funktionen wie Verschlüsselung, Local Area Transport (LAT) Translation und Data-Link Switching Plus (DLSW+).

Switching-Pfade

Der Pfad, dem ein Paket innerhalb eines Routers folgt, wird durch den aktiven Weiterleitungsalgorithmus bestimmt. Diese werden auch als "Switching-Algorithmen" oder "Switching-Pfade" bezeichnet. High-End-Plattformen verfügen in der Regel über leistungsfähigere Weiterleitungsalgorithmen als Low-End-Plattformen, sind jedoch häufig nicht standardmäßig aktiv. Einige Weiterleitungsalgorithmen werden in der Hardware implementiert, andere in der Software und wieder andere in beiden, aber das Ziel ist immer, Pakete so schnell wie möglich zu versenden.

Folgende Switching-Algorithmen sind auf Cisco Routern verfügbar:

Weiterleitungsalgorithmus

Befehl (Ausgabe aus Konfigurationsschnittstellenmodus)

Schnelles Switching

ip route-cache

Switching über dieselbe Schnittstelle

ip route-cache-same-interface

Autonomes Switching (nur 7000-Plattformen)

ip route-cache-Bus

Silizium-Switching (nur auf 7.000-Plattformen mit installiertem SSP)

ip route-cache sse

Verteiltes Switching (nur VIP-fähige Plattformen)

ip route-cache verteilt

Optimales Switching (nur High-End-Router)

ip route-cache optimal

NetFlow-Switching

ip route-cache flow

Cisco Express Forwarding (CEF)

ip cef

Verteilte CEF

ip cef distributed

Im Folgenden finden Sie eine kurze Beschreibung der einzelnen Switching-Pfade in der Reihenfolge ihrer Leistung. Autonomous- und Silizium-Switching werden nicht diskutiert, da sie sich auf End-of-Engineering-Hardware beziehen.

Prozess-Switching

Prozess-Switching ist die einfachste Methode zur Paketverarbeitung. Das Paket wird in der Warteschlange für das Layer-3-Protokoll platziert, und der entsprechende Prozess wird vom Scheduler geplant. Der Prozess ist einer der Prozesse, die Sie in der Ausgabe des Befehls show processes cpu sehen können (d. h. "ip input" für ein IP-Paket). An diesem Punkt verbleibt das Paket in der Warteschlange, bis der Scheduler die CPU dem entsprechenden Prozess zuweist. Die Wartezeit hängt von der Anzahl der zu verarbeitenden Prozesse und der Anzahl der zu verarbeitenden Pakete ab. Die Routing-Entscheidung wird dann anhand der Routing-Tabelle getroffen. Die Kapselung des Pakets wird so geändert, dass sie mit der Ausgangsschnittstelle übereinstimmt, und das Paket wird in die Ausgangswarteschlange der entsprechenden Ausgangsschnittstelle eingereiht.

Schnelles Switching

Beim Fast Switching trifft die CPU die Weiterleitungsentscheidung auf Interrupt-Ebene. Aus der Routing-Tabelle abgeleitete Informationen und Informationen zur Kapselung ausgehender Schnittstellen werden zu einem Fast-Switching-Cache kombiniert. Jeder Eintrag im Cache besteht aus der Ziel-IP-Adresse, der Identifizierung der ausgehenden Schnittstelle und den MAC-Umschreibungsinformationen. Der Fast-Switching-Cache hat die Struktur eines Binärbaums.

Wenn für ein bestimmtes Ziel kein Eintrag im Fast-Switching-Cache vorhanden ist, muss das aktuelle Paket für das Prozess-Switching in die Warteschlange gestellt werden. Wenn der entsprechende Prozess eine Weiterleitungsentscheidung für dieses Paket trifft, erstellt er einen Eintrag im Fast-Switching-Cache, und alle aufeinander folgenden Pakete an dasselbe Ziel können auf Interrupt-Ebene weitergeleitet werden.

Da es sich um einen zielbasierten Cache handelt, erfolgt die Lastverteilung nur nach Ziel. Selbst wenn die Routing-Tabelle über zwei Pfade mit gleichen Kosten für ein Zielnetzwerk verfügt, gibt es für jeden Host nur einen Eintrag im Fast-Switching-Cache.

Optimales Switching

Optimales Switching ist im Grunde das gleiche wie schnelles Switching, mit dem Unterschied, dass anstelle eines Binärbaums ein 256-Wege-Multidimensional Tree (mtree) verwendet wird, was zu einem größeren Speicherbedarf und einer schnelleren Cache-Suche führt. Weitere Informationen zu den Baumstrukturen und zum schnellen/optimalen/Cisco Express Forwarding (CEF)-Switching finden Sie unter How to Choose the Best Router Switching Path for Your Network.

Cisco Express Forwarding (CEF)

Die wichtigsten Nachteile der vorherigen Switching-Algorithmen sind:

1. Das erste Paket für ein bestimmtes Ziel wird immer prozessgesteuert, um den schnellen Cache zu initialisieren.

2. Der schnelle Cache kann sehr groß werden. Wenn es z. B. mehrere Pfade mit gleichen Kosten zum gleichen Zielnetzwerk gibt, wird der schnelle Cache durch Hosteinträge anstatt durch das Netzwerk aufgefüllt, wie oben beschrieben.

3. Es gibt keine direkte Beziehung zwischen dem Fast-Cache und der ARP-Tabelle. Wenn ein Eintrag im ARP-Cache ungültig wird, kann er im schnellen Cache nicht ungültig gemacht werden. Um dieses Problem zu vermeiden, wird 1/20 des Caches jede Minute nach dem Zufallsprinzip ungültig gemacht. Diese Ungültigmachung/Neuauffüllung des Cache kann bei sehr großen Netzwerken CPU-intensiv werden.

CEF geht diese Probleme mithilfe von zwei Tabellen an: die Tabelle "FIB (Forwarding Information Based, Weiterleitungsinformationsbasierte)" und die Adjacency-Tabelle. Die Adjacency-Tabelle wird durch die Layer-3-Adressen (L3) indiziert und enthält die entsprechenden Layer-2-Daten (L2), die für die Weiterleitung eines Pakets erforderlich sind. Er wird aufgefüllt, wenn der Router benachbarte Knoten erkennt. Die FIB-Tabelle ist ein Tree, der durch L3-Adressen indiziert wird. Sie basiert auf der Routing-Tabelle und verweist auf die Adjacency-Tabelle.

Ein weiterer Vorteil von CEF besteht darin, dass die Datenbankstruktur einen Lastenausgleich nach Ziel oder Paket ermöglicht. Auf der CEF-Startseite finden Sie weitere Informationen zu CEF.

Verteiltes schnelles/optimales Switching

Distributed Fast/Optimum Switching versucht, die Haupt-CPU (Route/Switch Processor, RSP) durch Verschieben der Routing-Entscheidung auf die Schnittstellenprozessoren (IPs) zu entlasten. Dies ist nur auf High-End-Plattformen möglich, die dedizierte CPUs pro Schnittstelle aufweisen können (Versatile Interface Processors [VIPs], Line Cards [LCs]). In diesem Fall wird der schnelle Cache einfach in das VIP hochgeladen. Wenn ein Paket empfangen wird, versucht der VIP, die Routing-Entscheidung anhand dieser Tabelle zu treffen. Wenn es erfolgreich ist, wird das Paket direkt in die Warteschlange der ausgehenden Schnittstelle gestellt. Bei einem Fehler wird das Paket für den nächsten konfigurierten Switching-Pfad in eine Warteschlange gestellt (optimales Switching -> Fast Switching -> Prozess-Switching).

Beim verteilten Switching werden Zugriffslisten in die VIPs kopiert, d. h. die VIP kann das Paket ohne RSP-Intervention mit der Zugriffsliste vergleichen.

Verteilte CEF

Distributed CEF (dCEF) ähnelt verteiltem Switching, es treten jedoch weniger Synchronisierungsprobleme zwischen den Tabellen auf. dCEF ist die einzige verteilte Switching-Methode, die von der Cisco IOS Software Version 12.0 verfügbar ist. Es ist wichtig zu wissen, dass, wenn verteiltes Switching auf einem Router aktiviert ist, die FIB-/Adjacency-Tabellen auf alle VIPs im Router hochgeladen werden, unabhängig davon, ob für deren Schnittstelle CEF/dCEF konfiguriert ist.

Mit dCEF verarbeitet das VIP auch die Zugriffslisten, richtlinienbasierten Routing-Daten und Regeln zur Ratenbegrenzung, die alle in der VIP-Karte gespeichert sind. NetFlow kann zusammen mit dCEF aktiviert werden, um die Verarbeitung der Zugriffslisten durch die VIPs zu verbessern.

Die nachfolgende Tabelle zeigt für jede Plattform, welcher Switching-Pfad von welcher Cisco IOS-Softwareversion unterstützt wird.

Switching-Pfad

Unterhalb des unteren Endes (1)

Low/Middle End(2)

Cisco ASA 5850

Cisco 7000 mit RSP

Cisco 72xx/71xx

Cisco 75xx

Cisco GSR 12xxx

Kommentare

Prozess-Switching

ALLE

ALLE

ALLE

ALLE

ALLE

ALLE

NEIN

Initialisiert den Switching-Cache

Schnell

NEIN

ALLE

ALLE

ALLE

ALLE

ALLE

NEIN

Standard für alle außer IP im High-End-Bereich

Optimales Switching

NEIN

NEIN

NEIN

ALLE

ALLE

ALLE

NEIN

Standard für High-End für IP vor 12.0

NetFlow-Switching (3)

NEIN

12.0(2), 12.0T und 12.0S

ALLE

11,1CA, 11,1CC, 11,2, 11,2P, 11,3, 11,3T, 12,0, 12,0T, 12,0S

11,1CA, 11,1CC, 11,2, 11,2P, 11,3, 11,3T, 12,0, 12,0T, 12,0S

11,1CA, 11,1CC, 11,2, 11,2P, 11,3, 11,3T, 12,0, 12,0T, 12,0S

12,0(6)S

Verteiltes optimales Switching

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

11.1, 11.1CC, 11.1CA, 11.2, 11.2P, 11.3 und 11.3T

NEIN

Verwendung VIP2-20,40,50 Ab 12.0 nicht verfügbar.

CEF

NEIN

12.0(5)T

ALLE

11.1CC, 12.0 & 12.0x

11.1CC, 12.0 & 12.0x

11.1CC, 12.0 & 12.0x

NEIN

Standard für High-End für IP von 12.0

dCEF

NEIN

NEIN

ALLE

Nein

NEIN

11.1CC, 12.0 & 12.0x

11.1CC, 12.0 & 12.0x

Nur bei 75xx+VIPs und auf GSRs

(1) Umfasst 801 bis 805.

(2) Umfasst 806 und höher, 1000, 1400, 1600, 1700, 2600, 3600, 3700, 4000, AS5300, AS5350, AS5 Serien 400 und AS5800.

(3) Die Unterstützung für NetFlow Export v1, v5 und v8 auf den Plattformen 1400, 1600 und 2500 ist für die Cisco IOS-Softwareversion 12.0(4)T vorgesehen. NetFlow-Unterstützung für diese Plattformen ist in der Hauptversion der Cisco IOS Software 12.0 nicht verfügbar.

(4) Auswirkungen von UHP auf die Leistung dieser Plattformen: RSP720-3C/MSFC4, RSP720-3CXL/MSFC4, 7600-ES20-GE3CXL/7600-ES20-D3CXL, SUP720-3BXL/MSFC3 ist Explicit Null, die eine Rezirkulation verursacht und die Leistung in PE. Der Durchsatz wird von 20 Mpps bei RSP720-3C/MSFC4, RSP720-3CXL/MSFC4 und SUP720-3BXL/MSFC3 auf 12 Mpps reduziert, und für 7600-ES20-GE3CXL/7600 -ES20-D3CXL hat einen reduzierten Durchsatz von 48 Mpps auf 25 Mpps.

NetFlow-Switching

NetFlow-Switching ist eine Fehlbezeichnung, die noch dadurch erschwert wird, dass es auf die gleiche Weise wie ein Switching-Pfad konfiguriert ist. NetFlow-Switching ist kein Switching-Pfad, da der NetFlow-Cache keine für das Umschreiben von Layer 2 erforderlichen Informationen enthält oder auf diese verweist. Die Schaltentscheidung muss durch den aktiven Schaltweg getroffen werden.

Bei NetFlow-Switching klassifiziert der Router den Datenverkehr nach Datenfluss. Ein Datenfluss wird als unidirektionale Paketsequenz zwischen einem bestimmten Quell- und Zielendpunkt definiert. Der Router verwendet die Quell- und Zieladressen, die Portnummern der Transportschicht, den IP-Protokolltyp, den Type of Service (ToS) und die Quellschnittstelle, um einen Fluss zu definieren. Diese Art der Klassifizierung des Datenverkehrs ermöglicht es dem Router, nur das erste Paket eines Datenflusses mit CPU-intensiven Funktionen wie umfangreichen Zugriffslisten, Warteschlangen, Abrechnungsrichtlinien und leistungsstarken Abrechnungs-/Abrechnungsfunktionen zu verarbeiten. Weitere Informationen finden Sie auf der NetFlow-Startseite.

Verteilte Services

Auf High-End-Plattformen können mehrere CPU-intensive Aufgaben (nicht nur die Paket-Switching-Algorithmen) vom Hauptprozessor auf verteilte Prozessoren wie die auf den VIP-Karten (7500) verschoben werden. Einige dieser Aufgaben können von einem Allzweck-Prozessor in bestimmte Port-Adapter oder Netzwerkmodule exportiert werden, die die Funktion auf dedizierter Hardware implementieren.

Es ist üblich, Aufgaben möglichst vom Hauptprozessor auf die VIP-Prozessoren zu verlagern. Dadurch werden Ressourcen freigesetzt und die Router-Leistung erhöht. Einige Prozesse, die ausgelagert werden können, sind Paketkomprimierung, Paketverschlüsselung und gewichtete Warteschlangen. Weitere Aufgaben, die ausgelagert werden können, finden Sie in der folgenden Tabelle. Eine vollständige Beschreibung der verfügbaren Services finden Sie unter Distributed Services auf dem Cisco 7500.

Service

Funktionen

Grundlegendes Switching

Cisco Express Forwarding IP-Fragmentierung Fast EtherChannel

VPN

ACLs - erweiterte und Turbo-Cisco-Verschlüsselung Generic Route Encapsulation (GRE) Tunnel IP Security (IPSec) Layer 2 Tunneling Protocol Tunnels (L2TP)

QoS

NBAR Traffic Shaping (dTS) Policing (CAR) Congestion Avoidance (dWRED) Guaranteed minimum bandwidth (dCBWFQ) Policy-Propagierung über BGPh-Richtlinienrouting

Multiservice

Warteschlange mit niedriger Latenz FRF 11/12 RTP-Header-Komprimierung Multilink PPP mit Link-Fragmentierung und Interleaving

Buchhaltung

Output Accounting NetFlow Export Precedence und MAC Accounting

Lastenausgleich

CEF Load Balancing Multilink PPP

Zwischenspeicherung

WCCP V1 WCCP V2

Komprimierung

L2 SW- und HW-Komprimierung L3 SW- und HW-Komprimierung

Multicast

Multicast-verteiltes Switching

Auswählen eines Switching-Pfads

Die Grundregel lautet, den besten verfügbaren Switching-Pfad auszuwählen (vom schnellsten zum langsamsten): dCEF, CEF, optimal und schnell. Die Aktivierung von CEF oder dCEF bietet die beste Leistung. Die Aktivierung von NetFlow-Switching kann die Leistung je nach Konfiguration verbessern oder verringern. Wenn Sie über sehr große Zugriffslisten verfügen oder Rechenschaft ablegen müssen oder beides, wird NetFlow Switching empfohlen. In der Regel wird NetFlow auf Edge-Routern mit hoher CPU-Leistung und vielen Funktionen aktiviert. Wenn Sie mehrere Switching-Pfade wie Fast-Switching und CEF auf derselben Schnittstelle konfigurieren, probiert der Router alle Switching-Pfade vom besten zum schlechtesten aus (beginnend mit CEF und endend mit Prozess-Switching).

Überwachen des Routers

Verwenden Sie die folgenden Befehle, um festzustellen, ob der Switching-Pfad effektiv verwendet wird und wie belastet der Router ist.

show ip interfaces: Dieser Befehl gibt einen Überblick über den Switching-Pfad, der auf eine bestimmte Schnittstelle angewendet wird.

Router#show ip interfaces

Ethernet0/0 is up, line protocol is up

Internet address is 10.200.40.23/22

Broadcast address is 255.255.255.255

Address determined by setup command

MTU is 1500 bytes

Helper address is not set

Directed broadcast forwarding is disabled

Outgoing access list is not set

Inbound access list is not set

Proxy ARP is enabled

Security level is default

Split horizon is enabled

ICMP redirects are always sent

ICMP unreachables are always sent

ICMP mask replies are never sent

IP fast switching is enabled

IP fast switching on the same interface is disabled

IP Flow switching is disabled

IP CEF switching is enabled

IP Fast switching turbo vector

IP Normal CEF switching turbo vector

IP multicast fast switching is enabled

IP multicast distributed fast switching is disabled

IP route-cache flags are Fast, CEF

Router Discovery is disabled

IP output packet accounting is disabled

IP access violation accounting is disabled

TCP/IP header compression is disabled

RTP/IP header compression is disabled

Probe proxy name replies are disabled

Policy routing is disabled

Network address translation is disabled

WCCP Redirect outbound is disabled

WCCP Redirect inbound is disabled

WCCP Redirect exclude is disabled

BGP Policy Mapping is disabled

Dieser Ausgang zeigt an, dass Fast Switching aktiviert, NetFlow-Switching deaktiviert und CEF-Switching aktiviert ist.

show processes cpu: Dieser Befehl zeigt nützliche Informationen zur CPU-Last an. Weitere Informationen finden Sie unter Fehlerbehebung bei hoher CPU-Auslastung auf Cisco Routern.

Router#show processes cpu

CPU utilization for five seconds: 0%/0%; one minute: 0%; five minutes: 0%

PID  Runtime(ms)  Invoked  uSecs    5Sec   1Min   5Min TTY Process

1          28    396653      0   0.00%  0.00%  0.00%   0 Load Meter

2         661     33040     20   0.00%  0.00%  0.00%   0 CEF Scanner

3       63574    707194     89   0.00%  0.00%  0.00%   0 Exec

4     1343928    234720   5725   0.32%  0.08%  0.06%   0 Check heaps

5           0         1      0   0.00%  0.00%  0.00%   0 Chunk Manager

6          20         5   4000   0.00%  0.00%  0.00%   0 Pool Manager

7           0         2      0   0.00%  0.00%  0.00%   0 Timers

8      100729     69524   1448   0.00%  0.00%  0.00%   0 Serial Backgroun

9         236     66080      3   0.00%  0.00%  0.00%   0 Environmental mo

10       94597    245505    385   0.00%  0.00%  0.00%   0 ARP Input

11           0         2      0   0.00%  0.00%  0.00%   0 DDR Timers

12           0         2      0   0.00%  0.00%  0.00%   0 Dialer event

13           8         2   4000   0.00%  0.00%  0.00%   0 Entity MIB API

14           0         1      0   0.00%  0.00%  0.00%   0 SERIAL A'detect

15           0         1      0   0.00%  0.00%  0.00%   0 Critical Bkgnd

16      130108    473809    274   0.00%  0.00%  0.00%   0 Net Background

17           8       327     24   0.00%  0.00%  0.00%   0 Logger

18         573   1980044      0   0.00%  0.00%  0.00%   0 TTY Background

[...]

Speicherübersicht anzeigen : Die ersten Zeilen dieses Befehls geben nützliche Informationen zur Speichernutzung des Routers und zum Speicher/Puffer.

Router#show memory summary

Head    Total(b)     Used(b)     Free(b)   Lowest(b)  Largest(b)

Processor   8165B63C     6965700     4060804     2904896     2811188     2884112

I/O    1D00000     3145728     1770488     1375240     1333264     1375196

[...]

show interfaces stat und show interfaces Switching: Diese beiden Befehle zeigen an, welchen Pfad der Router verwendet und wie der Datenverkehr geswitcht wird.

Router#show interfaces stat

Ethernet0

Switching path    Pkts In   Chars In   Pkts Out  Chars Out

Processor      52077   12245489      24646    3170041

Route cache          0          0          0          0

Distributed cache          0          0          0          0

Total      52077   12245489      24646    3170041

Router#show interfaces switching

Ethernet0

Throttle count          0

Drops         RP          0         SP          0

SPD Flushes       Fast          0        SSE          0

SPD Aggress       Fast          0

SPD Priority     Inputs          0      Drops          0

Protocol       Path    Pkts In   Chars In   Pkts Out  Chars Out

Other    Process          0          0        595      35700

Cache misses          0

Fast          0          0          0          0

Auton/SSE          0          0          0          0

IP    Process          4        456          4        456

Cache misses          0

Fast          0          0          0          0

Auton/SSE          0          0          0          0

IPX    Process          0          0          2        120

Cache misses          0

Fast          0          0          0          0

Auton/SSE          0          0          0          0

Trans. Bridge    Process          0          0          0          0

Cache misses          0

Fast         11        660          0          0

Auton/SSE          0          0          0          0

DEC MOP    Process          0          0         10        770

Cache misses          0

Fast          0          0          0          0

Auton/SSE          0          0          0          0

ARP    Process          1         60          2        120

Cache misses          0

Fast          0          0          0          0

Auton/SSE          0          0          0          0

CDP    Process        200      63700        100      31183

Cache misses          0

Fast          0          0          0         0

Auton/SSE          0          0          0         0

Zugehörige Informationen

- Fehlerbehebung bei hoher CPU-Auslastung auf Cisco Routern

- Der Befehl show processes

- Technischer Support und Dokumentation für Cisco Systeme