Cisco Express Forwarding (CEF) 

1. Cisco Express Forwarding (CEF) nima?

Cisco Express Forwarding (CEF) – bu Cisco tomonidan ishlab chiqilgan maxsus (proprietary) kommutatsiya mexanizmi bo‘lib, yuqori samaradorlik va katta hajmdagi tarmoq trafikini yo‘naltirish uchun mo‘ljallangan.

CEF 1990-yillardan boshlab aksariyat Cisco routerlari va switchlarida standart kommutatsiya texnologiyasi sifatida qo‘llanila boshlagan.

Nima uchun CEF muhim?

• Fast switching va process switching'dan farqli o‘laroq, CEF har bir paketni alohida tekshirmaydi, balki marshrutlash jadvalining optimallashtirilgan nusxasidan foydalanadi.
• CPU yuklamasini kamaytiradi, chunki barcha paketlar tarmoq protsessori yoki apparat dvigatellari yordamida tezda qayta ishlanadi.
• Katta hajmdagi trafikni samarali boshqarish imkonini beradi, bu esa yuqori tarmoqli kengligiga (bandwidth) ega tarmoqlarda muhim ahamiyat kasb etadi.

2. Cisco Express Forwarding qanday ishlaydi?

CEF orqali IP paketlarini yo‘naltirish (forwarding) uchun ikkita asosiy ma’lumot bazasi ishlatiladi:

1. Forwarding Information Base (FIB) – Marshrutlash jadvalining optimallashtirilgan nusxasi bo‘lib, yo‘naltirish qarorlarini tezlashtirish uchun ishlatiladi.
2. Adjacency Table (AIB) – Bevosita bog‘langan keyingi qadam (next-hop) routerlarning MAC manzillari va chiqish interfeyslari haqida ma’lumotlarni o‘z ichiga oladi.

CEF ishlash bosqichlari:

1. Router kiruvchi interfeys orqali paketni qabul qiladi.
2. FIB jadvali yordamida paketning keyingi qadam (next-hop) IP manzili aniqlanadi.
3. Adjacency Table yordamida keyingi qadamning MAC manzili topiladi.
4. Paket sarlavhasi (header) qayta yoziladi:
• Manba MAC manzili routerning chiqish interfeysining MAC manziliga almashtiriladi.
• Manzil MAC manzili keyingi qadam routerning MAC manziliga o‘zgartiriladi.
5. Paket chiqish interfeysi orqali yo‘naltiriladi.

3. Cisco Express Forwarding komponentlari

CEF ikki asosiy komponentdan foydalanadi:

1. Forwarding Information Base (FIB)

• FIB marshrutlash jadvalining (RIB – Routing Information Base) optimallashtirilgan nusxasi hisoblanadi.
• Marshrutlash jadvali yangilanganda, FIB ham avtomatik ravishda yangilanadi.
• Paketlarni yo‘naltirish FIB asosida amalga oshiriladi, bu esa har bir paket uchun marshrutlash jadvalini qayta-qayta tekshirish zaruratini yo‘q qiladi.

2. Adjacency Table (AIB – Adjacency Information Base)

• AIB bevosita bog‘langan interfeyslar uchun Layer 2 ma’lumotlarini saqlaydi.
• MAC manzillar, ARP yozuvlari va Layer 2 informatsiyalar ushbu jadval orqali ishlov beriladi.
• CEF har bir paket uchun ARP yoki Layer 2 jadvallarni qayta-qayta tekshirishni oldini oladi.

4. Cisco Express Forwarding'ning turlari

1. Software CEF (Dasturiy CEF)

• Software-based routerlarda ishlaydi.
• Umumiy maqsadli CPU yordamida barcha paketlarni qayta ishlaydi.
• Katta trafik yuklamalarida sekin ishlashi mumkin, chunki barcha paketlar CPU tomonidan boshqariladi.

2. Hardware CEF (Apparat CEF)

• Hardware-based routerlar va switchlar uchun mo‘ljallangan.
• ASIC (Application-Specific Integrated Circuits) va NPU (Network Processing Units) protsessorlari yordamida paketlarni yo‘naltiradi.
• Hardware CEF apparat darajasida ishlagani uchun juda tezkor va samarali hisoblanadi.

3. Distributed CEF (dCEF)

• Tarqatilgan arxitektura asosida ishlaydi.
• Har bir line card (liniya kartasi) o‘zining mustaqil forwarding dvigateliga ega bo‘ladi.
• Routerning CPU yuklamasi minimal darajaga tushiriladi, chunki paketlar markaziy RP (Route Processor) orqali emas, balki liniya kartalarida qayta ishlanadi.

5. Cisco Express Forwarding va boshqa kommutatsiya usullari bilan taqqoslash

6. Cisco Express Forwarding'ni qanday tekshirish mumkin?

1. CEF yoqilgan yoki yo‘qligini tekshirish

show ip cef

Agar ushbu buyruq natijasida FIB va Adjacency Table ma’lumotlari ko‘rsatilsa, demak, CEF yoqilgan.

2. CEF orqali qayta ishlanayotgan paketlar sonini tekshirish

show interfaces switching

Bu buyruq interfeyslar bo‘yicha CEF, fast switching va process switching orqali ishlov berilgan paketlar sonini ko‘rsatadi.

3. FIB va Adjacency jadvalini ko‘rish

show adjacency detail

Bu buyruq Adjacency Table (AIB) tafsilotlarini ko‘rsatadi.

show ip cef detail

Bu buyruq Forwarding Information Base (FIB) tafsilotlarini ko‘rsatadi.

7. Cisco Express Forwarding'ni qanday yoqish yoki o‘chirish mumkin?

1. CEF’ni yoqish

Global konfiguratsiyada CEF'ni yoqish uchun:

Router(config)# ip cef

Bu barcha yo‘naltirish jarayonlarini CEF orqali bajarishga majbur qiladi.

2. CEF’ni o‘chirish

Agar CEF’ni o‘chirish kerak bo‘lsa:

Router(config)# no ip cef

Eslatma: Agar CEF o‘chirilsa, router avtomatik ravishda fast switching yoki process switching ga qaytadi.

Xulosa

✅ Cisco Express Forwarding (CEF) – bu Cisco tarmoqlarida eng samarali va tezkor kommutatsiya mexanizmi.
✅ FIB va Adjacency Table yordamida CPU yuklamasini minimal darajaga tushiradi.
✅ Process switching va fast switching bilan taqqoslaganda, CEF eng samarali yo‘naltirish usuli hisoblanadi.
✅ Software CEF va Hardware CEF tarmoqlarning turli arxitekturalarida ishlaydi.
✅ Distributed CEF (dCEF) esa katta hajmdagi trafikni samarali boshqarish uchun ishlatiladi.