ＣＥＦ（Cisco Express Forwarding,Cisco特快交换）技术是思科公司推出的一种全新的路由交换方案，它具有良好的交换性能，增强的交换体系结构和极高的包转发速率。

简介

一、路由器交换算法的简单回顾(1.过程交换 2.快速交换 3.自治交换 4.分布式交换 5.CEF特快交换)

二、CEF特快交换基本原理(1.CEF部件 2.CEF操作模式)

三、CEF与快速交换的比较

四、基于CEF的负载平衡的实现(1.按目的地配置负载平衡 2.按数据包配置负载平衡)

五、小结

附：cisco关于CEF的介绍

CEF——china export finance

CEF中国大学生环境组织合作论坛

中国电子展（CEF）

紧贴市场热点 研讨产业趋势

裸眼3D成主流

简介

传统路由器的基本作用是路由计算和包转发，通常基于共享存储器体系结构，采用集中式CPU，即单个CPU（或多个CPU，联结成路由器簇）控制共享总线，连接到多个接口卡上，接口卡包含简单的队列等结构，与CPU通信，通过共享总线实现数据包转发。随着Internet的快速发展和大量新的服务需求的不断出现，对网络的路由和交换性能提出了更高的要求，要同时提高包转发速率和系统的性能，必须对传统路由器与交换设备的设计体系结构进行改进，并加入一些新的设计方案以完善系统性能。采用CEF技术的GSR1200系列千兆交换路由器，在体系结构，路由方式和接口卡性能等方面都有质的改变，特别适用于大业务量的ISP网络的核心层，同时也广泛应用于高速企业网的主干。本文将对CEF特快交换技术作一介绍和分析。

一、路由器交换算法的简单回顾

1.过程交换

最初的Cisco路由器采用集中式CPU包交换，所有的包通过共享总线传到CPU，经路由表查找，CRC重算，再通过共享总线把包传到适当的线路卡上。

2.快速交换

到达某特定目的地址的IP包通常会引起数据包流，即假设交换过到特定目标的包之后，另一个很可能不久也会到达。通过构建最近交换目标的高速缓存，可以减少包在全路由表中查找同一目标的次数，这种“一次路由，然后交换”的方式称为快速交换，快速交换大大提高了路由器的包转发速率，因而成为Cisco路由器平台上缺省的交换机制。但有一点需要注意，IP路由表的改变会使得高速缓存无效，在路由状况不断变化的环境中，路由高速缓存的优势将受到很大限制。

3.自治交换

自治交换的特点是从CPU中卸载了一些交换功能。在效果上，将路由高速缓存功能从CPU移到辅助交换处理器上，线路卡上的接收包先在交换处理器中完成本地路由高速缓存目标的查找，若查找失败时才中断CPU执行路由表查找。在此，Cisco将周期性计算路由的CPU改名为路由处理器，把辅助交换处理器改名为交换处理器。Cisco 7000系列的路由器上执行自治交换，可使吞吐量等性能进一步提高。

4.分布式交换

随着VIP（Versatile Interface Processor，通用接口处理器）卡引入，路由器的交换体系逐渐向对等多处理器结构发展。每个VIP卡都包含RISC处理器，维护最新的由路由交换处理器产生的快速交换高速缓存的拷贝，并能独立实现路由交换的功能，高速完成两种类型的交换－－－本地VIP的交换和VIP之间的交换。

5.CEF特快交换

如前所述，快速交换的高速缓存机制在Internet之类的高速动态路由选择环境（经常存在网络拓扑变化，路由改变、路由震荡等）中不能很好地伸缩，路由的改变导致高速缓存无效，而重建高速缓存（即执行“过程交换”的过程）在计算上开销很大；同时，随着互联网及其业务的迅猛发展，基于WEB的各种应用和交互式业务使得通信次数多而通信时间短的实时数据流大量增加，快速交换的高速缓存内容处于不断变化之中，重建高速缓存的负担加大，从而导致路由器性能的降低。CEF特快交换技术正是针对上述不足而设计提出的。

二、CEF特快交换基本原理

1.CEF部件

CEF是一种高级的第三层交换技术，它主要是为高性能、高伸缩性的第三层IP骨干网交换设计的。为优化包转发的路由查找机制，CEF定义了两个主要部件：转发信息库（Forwarding Information base）和邻接表（Adjacency Table）。

转发信息库（FIB）是路由器决定目标交换的查找表，FIB的条目与IP路由表条目之间有一一对应的关系，即FIB是IP路由表中包含的路由信息的一个镜像。由于FIB包含了所有必需的路由信息，因此就不用再维护路由高速缓存了。当网络拓扑或路由发生变化时，IP路由表被更新，FIB的内容随之发生变化。

CEF利用邻接表提供数据包的MAC层重写所需的信息。FIB中的每一项都指向邻接表里的某个下一跳中继段。若相邻节点间能通过数据链路层实现相互转发，则这些节点被列入邻接表中。

系统一旦发现邻接关系，就将其写到邻接表中，邻接序列随时都在生成，每次生成一个邻接条目，就会为那个邻接节点预先计算一个链路层头标信息，并把这个链路层头标信息存储在邻接表中，当决定路由时，它就指向下一网络段及相应的邻接条目。随后在对数据包进行CEF交换时，用它来进行封装。欲查看邻接表的有关信息，可以使用Cisco IOS的命令：show adjacency/show adjacency detail。当我们查看邻接表信息时，会发现有以下两种主要邻接类型：Host adjacency和Point to Point。Host adjacency类型通常的显示是一个IP地址，它表示邻接的下一跳IP地址；Point to Point类型的显示是“point 2point”，表示这是一条点对点电路。此外还有其他一些特殊类型，如Null adjacency、Glean adjacency等，此外不再赘述。

2.CEF操作模式

CEF有两种模式：集中式和分布式。集中式允许一个路由处理模块运行特快交换，即FIB和邻接表驻留在路由处理模块中，当线路卡不可用或不具备分散CEF交换的功能时，就可使用集中CEF交换模式。

分布式（一般记作dCEF）允许路由器的多个线路卡（VIP）分别运行特快交换功能，前提是线路是VIP线路卡或GSR线路卡。中央路由处理器完成系统管理/路由选择和转发表计算等功能，并把CEF表分布到单个线路卡；每个线路卡维护着一个FIB和邻接表的相同的拷贝。线路卡在端口适配器之间执行快速转发，这样，交换操作就无需路由交换模块的参与了。DCEF采用一种“内部过程通信”机制来保证路由处理器和接口卡之间FIB和邻接表的同步。

Cisco 12000系列路由器只运行dCEF模式，由线路卡执行交换功能。在其它路由器中，可以在同一个路由器中混合使用各种类型的接口卡，如果一个不支持CEF的接口卡收到数据包后，将把数据包转发到路由处理器来进行处理，或把该数据包转发到下一个网络段处理。

CEF在路由器上是全局激活的，但可在每个接口（或VIP的底板）上启用/禁用CEF；CEF和快速交换模式也可同时运行，但不推荐这样使用，因为会占用大量的系统维护资源。

三、CEF与快速交换的比较

与快速交换相似，CEF也使用自己建立的数据结构（而不是路由表）来执行交换操作。快速交换通过生成并查找路由高速缓存交换数据包，该路由高速缓存交换数据包，该路收高速缓存的条目（包括目的IP地址，输出接口，MAC地址头信息等）是在第一个数据包到来时，对整个路由表执行最长匹配查找算法获得下一跳IP地址，然后查找ARP缓存获得第二层的MAC地址信息，并写入路由高速缓存，之后的数据包则根据已经生成的高速缓存的条目直接重写MAC头信息完成交换操作。

CEF通过FIB和邻接表对数据包进行交换，但FIB和邻接表是在数据包到来以前，由CPU根据路由表生成并定时更新的，因此到达路由器的第一个数据包也无须执行查找路由表的过程，直接由FIB和邻接表获得新的MAC头信和卢，就可进行交换了，对于拥有大容量路由表的路由器来说，这种预先建立交换查找条目的方式能够有效地提高交换性能。

四、基于CEF的负载平衡的实现

当到达某一目的IP地址存在多条路径时，每条路径都有一个反映其代价的metric值，路由协议通过计算获得到达目的地址的具有最短metric值的路径，数据包通过该路径到达目的地址。负载平衡的目的则是要把流量分配到多条路径中，这样可优化资源的使用。CEF特快交换支持两种类型的负载平衡－－－按目的地配置的负载平衡和按数据包配置的负载平衡。

1.按目的地配置负载平衡

基本原理是：对于给定的一对源/目的IP地下，即使有多个路径可用，也可保证数据包采用同一路径；通往不同源/目的IP地址的数据流则倾向于采用不同的路径。通过采用按目的地负载平衡的方法，可以保证对某个源/目的IP地址对的数据包以一定的次序到达。当启用CEF时，按目的地配置的负载平衡被默认启用。

2.按数据包配置负载平衡

基本原理是：采用轮转法确定各个数据包按哪条路径到达目的地。这种负载平衡方法可使路由器在路径上连续发送数据包，即保证路径的使用状况比较好，但针对一个源/目的IP地址对的数据包可能会采用不同的路径，从而导致目的端对数据包的重新排序。这种类型的负载平衡对某些类型的数据流传送不是很合适（如VoIP数据流）。当然，若在某一源/目的IP地址对之间有大量的数据流，通过并行链路传送，如果按目的地负载平衡方式，将会使某条链路负担过重，而其他链路上的数据流很少，此时采用按数据包的负载平衡是合理的。

五、小结

CEF是专门为高性能、高伸缩性的IP骨干网络设计的一种高速交换方式。从上述介绍我们不难看出，在大规模的动态IP网络中，CEF能够提供前所未有的交换的一致性和稳定性。它能够有效弥补快速交换的高速缓存条目频繁失效的缺陷，采用dCEF分布式交换可使每个线路卡进行完全的交换，提供更优越的性能；CEF比快速交换的路由高速缓存占用内存要少，并能提供负载平衡，网络记账等功能。借助CEF特快交换技术和其它一些革命性的创新技术，Cisco的GSR路由器在全球取得了巨大的成功，在中国互联网基础设施建设中发挥着极其重要的作用。

附：cisco关于CEF的介绍

Cisco's Express Forwarding (CEF) technology for IP is a scalable, distributed, layer 3 switching solution designed to meet the future performance requirements of the Internet and Enterprise networks. It represents the latest advance in Cisco IOSTM switching capabilities that includes NetFlowTM Switching and Distributed Switching. CEF is also a key component of Cisco's Tag Switching architecture.

Express Forwarding evolved to best accommodate the changing network dynamics and traffic characteristics resulting from increasing numbers of short duration flows typically associated with Web-based applications and interactive type sessions. Existing layer 3 switching paradigms use a route-cache model to maintain a fast lookup table for destination network prefixes. The route-cache entries are traffic-driven in that the first packet to a new destination is routed via routing table information and as part of that forwarding operation, a route-cache entry for that destination is then added. This allows subsequent packets flows to that same destination network to be switched based on an efficient route-cache match. These entries are periodically aged out to keep the route cache current and can be immediately invalidated if the network topology changes. This 'demand-caching' scheme — maintaining a very fast access subset of the routing topology information — is optimized for scenarios whereby the majority of traffic flows are associated with a subset of destinations. However, given that traffic profiles at the core of the Internet (and potentially within some large Enterprise networks) are no longer resembling this model, a new switching paradigm was required that would eliminate the increasing cache maintenance resulting from growing numbers of topologically dispersed destinations and dynamic network changes.

CEF avoids the potential overhead of continuous cache churn by instead using a Forwarding Information Base (FIB) for the destination switching decision which mirrors the entire contents of the IP routing table. i.e. there is a one-to-one correspondence between FIB table entries and routing table prefixes; therefore no need to maintain a route-cache.

This offers significant benefits in terms of performance, scalability, network resilience and functionality, particularly in large complex networks with dynamic traffic patterns.

CEF——china export finance

中国出口融资（英国）有限公司（CEF）于2004年成立于英国伦敦，在中国、欧洲、美洲均设有分公司。其董事会成员来自于金融、高科技、资产投资等多个领域，具有丰富的管理经验，为CEF的业务和未来发展指明了方向并给予了强有力的支持。同时，CEF的高层管理者拥有超过15年的对华贸易经验，贸易总额超过了二十亿美金。CEF已经与多家世界顶级银行建立了紧密合作关系，是国际保理商协会（IFG）成员。

中国出口融资（英国）有限公司( CEF ) 作为一家为中国出口商和西方进口商提供高保障性赊销解决方案及财务类供应链相关服务的国际企业。CEF肩负着衔接东西方进出口业务的作用，旨在帮助中国出口商规避国际贸易风险、扩大国际市场份额、提供贸易应收账款购买服务及全程贸易协调支持。

CEF中国大学生环境组织合作论坛

英文名称为“The College Environmental Forum in China”，简称为“CEF”。

使命：促进大学生环境组织的交流与合作，推动大学生环境组织不断发展。

性质：CEF是全国各地环境组织共同搭建的交流合作平台。2010年转型为一个独立民间环保组织，在中国宪法、法律和政府规章的范围内开展工作。

工作领域： 1、每年举办一次全国性的大学生环境组织交流论坛； 2、开展大学生环境组织发展、人才培养等方面的研究和咨询； 3、推动大学生环境组织人才建设； 4、其他符合宗旨的工作。

地址：重庆市。

中国电子展（CEF）

权威的综合性专业电子展。中国电子展始于1964年，是中国历史最悠久、最权威的电子行业展会。中国电子展以领先的基础电子技术，促进中国电子产业自主创新，与中国电子产业共同成长。 完善的战略布局。中国电子展春夏秋三季配合，布局华南－中西部－华东，全年展览规模达到15万平方米，服务于3C、工业和国防等应用行业，助你全面拓展中国市场，赢得更多商机。高度的国际影响。中国电子展（CEF）是亚洲电子展览联盟(AEECC)五大成员之一，与日本电子展(CEATEC JAPAN)、韩国电子展(KES)、台湾电子展(Taitronics)、香港电子展(HK Electronics Fair)并称为亚洲五大电子展。成员之间的相互协作极大地提高了CEF在国际上的影响力。 展示产品： 工业级电子元器件、光电器件、高性能集成电路、电源模块、嵌入式系统、新型传感器技术 电子材料 电子基础装备、电子工具 电子测量仪器及工控自动测试系统

产业链互融 名企业汇聚　本届展会为期三天，吸引了近2000家参展厂商，有效展出面积增加近10%，包括4个展馆，设有18个专业展区，除综合元器件、电子设备、仪器仪表工具、特种元器件、半导体、电源电池、连接器/继电器/开关等经典展区外，CEF还充分发挥行业风向标作用，追踪时下热点，设有健康物联、RFID/传感器、3D立体视像、LED照明等热门展区。本届展会可谓包罗万象，除了消费电子等3C应用之外，LED照明、传感网/物联网、绿色制造、节能技术、环保技术、汽车电子、新能源汽车、新型显示技术都成为本次展会的亮点。诸如德国赛琅泰克、日本三键、日本大赛璐、上海飞乐、温州长江汽车、宇阳科技、潮州三环、华威集团、美国诺通、德国欧度、中航光电、贵州航天电器、兴华航空、中电器材深圳、常州银河、扬州虹扬、浙江领晨、日本京瓷、台湾亿光、今台电子、浙江世明、久源电子、浙江君权、厦门银华、田中精机、厦门宏发、杭州奥士玛、深圳寿力、大族激光、安捷伦、罗德与斯瓦茨、常州坚力、杭州远方、杭州精测、美国柏恩、深圳君耀、瞬雷电子、台湾普斯、广东金升阳、DIGI-KEY 、驰创电子、创意电子、武汉力源、台湾建准、台湾凯士士、台湾金笔、台湾百容、台湾圆达、台湾庆升、爱国者、纽曼、多看、莱奇、沃飞等电子行业领军企业纷纷携带其最新产品亮相中国电子展。

紧贴市场热点 研讨产业趋势

展会同期举办了电路保护与电磁兼容、电容器应用与选型、ICT产业预测、电子污染防治、嵌入式技术应用、传感物联、健康物联、3D立体视像、电器兼容与传感器、汽车电子与汽车新能源/测试、LED产业健康发展等十多场专题研讨活动。 2011中国LED健康发展高峰论坛全天到场专业听众367人，听众表示：论坛具备国家级水平高度，LED产业链各环节领军企业嘉宾报告专业性强、令人收获颇丰。以研讨物联网在健康管理、医疗卫生等方面应用的2011中国（上海）健康物联网大会11月9日成功召开，全国政协委员，中国工程院院士，浙江省科协主席李兰娟教授、中国工程院院士上海复旦大学王威琪教授、中国电子学会常务副理事长兼秘书长刘汝林、上海物联网中心中国科学院上海微系统所所长赵建龙研究员、中国生物医学工程学会原副理事长方祖祥教授、中国电子学会通信学分会主任委员苏正明、中国健康物联专家委员会顾问专家费伦教授、解放军总医院远程中心主任张教授、复旦大学信息学院院长郑立荣教授、上海复旦大学中山医院呼吸研究所所长白春雪教授、美国University of MinnesotaRice Kathryn博士方祖祥教授、白春学教授出席了大会。会上，李兰娟院士对医疗信息化作了精辟的论述，并提供了大量的健康物联网的应用案例。王威琪教授向与会听众展望了健康物联的远景和未来。2011第九届（上海）汽车电子与汽车新能源论坛上，上海市浦东科协副主任丁海涛先生，中国电子器材总公司副总经理王爱平先生，上海市汽车工程协会理事长陈因达先生等出席会议，同济大学教授张立军博士，联合汽车电子电力驱动事业部副总经理陈江红研高、住友大阪株式会社董事常务执行委员冢本员久、日经BP社电子与机械局 编辑委员狩集浩志等就如何做新能源车子，如何将新能源汽车形成产业化，形成今后的节能、环保、低能源的新车型，以及新能源汽车的动力、驱动等问题做了精彩演讲。

裸眼3D成主流

D数码消费展上，四十多家3D数码产品吸引眼球。其中包括沃飞带来的3D显示屏，来奇偏光带来的3D眼镜，华旗带来的3D月光宝盒，纽曼的“鳯PC-电话电脑一体机”、“鳯TV-百寸LED电视投影机”、“鳯TEL-智能电话录音系列”等创新产品、康佳新一代智能3D以及3D手机膜等产品。同时，国际3D研讨会上，融合了智能云时代3D领域的前沿信息及技术应用与创新，包括云计算，3DTV，IPTV，3D手机通讯，3D互联网通讯等热门议题。出席本次盛会的不仅有来自国际标准化组织，国际通信组织，国内外的资深专家学者，还有LGD、索尼、松下、长虹、TCL、UT,华为，康佳，睿立宝莱，IMAX、Barco、四川普什、友达光电、达索、奇景光电、NVIDIA等国内外一流企业。