Process Switching (Jarayonli Kommutatsiya)

1. Process Switching nima?

Process switching, shuningdek, software switching yoki slow path (sekin yo‘l) deb ham ataladi. Bu kommutatsiya mexanizmi bo‘lib, routerning umumiy maqsadli protsessori (CPU) orqali paketlarni qayta ishlaydi va yo‘naltiradi.

Process switching – ilk Cisco routerlarida ishlatilgan asosiy kommutatsiya texnologiyasi bo‘lib, barcha paketlarni CPU darajasida qayta ishlaydi. Hozirda esa CEF (Cisco Express Forwarding) kabi zamonaviy usullar yordamida tezlashtirilgan yo‘naltirish amalga oshiriladi, lekin process switching hali ham CEF bilan ishlay olmaydigan paketlar uchun zaxira mexanizmi sifatida ishlaydi.

2. Process Switching qanday ishlaydi?

Har bir kiruvchi IP paketi quyidagi bosqichlardan o‘tadi:

1. Router kiruvchi interfeys orqali paketni qabul qiladi va uni protsessorga uzatadi.
2. Router CPU'si paket sarlavhasini tekshiradi va marshrutlash jadvali yordamida keyingi qadam IP manzilini aniqlaydi.
3. Agar paket uchun ARP (Address Resolution Protocol) yozuvi mavjud bo‘lsa, keyingi qadam routerning MAC manzili aniqlanadi. Agar ARP yozuvi mavjud bo‘lmasa, ARP so‘rovi yuboriladi va javob kelguncha paket kechiktiriladi.
4. Router paketning Layer 2 (Ethernet) sarlavhasini qayta yozadi:
• Manba MAC manzilini chiqish interfeysining MAC manziliga o‘zgartiradi.
• Manzil MAC manzilini keyingi qadam routerning MAC manziliga almashtiradi.
5. Router paketning TTL (Time-To-Live) maydonini 1 ga kamaytiradi va IP sarlavha nazorat yig‘indisini (checksum) qayta hisoblaydi.
6. Router paketni chiqish interfeysi orqali keyingi qadam routerni uzatadi.

3. Process Switching nima uchun sekin ishlaydi?

Process switching har bir paket uchun CPU darajasida qayta ishlashni talab qiladi, bu esa quyidagi sabablarga ko‘ra sekin ishlashga olib keladi:

• Har bir paket protsessorga uzatilishi kerak, bu esa umumiy yuklamani oshiradi.
• Marshrutlash jadvali va ARP jadvali har bir paket uchun qayta tekshiriladi, bu esa ishlov berish vaqtini oshiradi.
• Layer 2 va Layer 3 sarlavhalari har bir paket uchun qayta yoziladi, bu esa protsessor resurslaridan ko‘proq foydalanishni talab qiladi.

Buning natijasida katta hajmdagi trafikni process switching yordamida qayta ishlash routerning CPU'sini haddan tashqari yuklab qo‘yishi mumkin, va bu umumiy tarmoq ishlashiga salbiy ta’sir ko‘rsatadi.

4. Process Switching qanday holatlarda ishlatiladi?

Process switching odatda zaxira mexanizm sifatida ishlaydi va quyidagi hollarda qo‘llaniladi:

1. Router tomonidan yuborilgan yoki unga mo‘ljallangan paketlar (masalan, ICMP so‘rov paketlari yoki boshqaruv trafiklari).
2. IP paketlari CEF orqali ishlov berilolmaganda:
• IP manzili ARP jadvalida mavjud bo‘lmasa, router ARP so‘rovini yuborishi kerak bo‘ladi.
• Murakkab paketlar (masalan, IP opsiyalari bo‘lgan paketlar) apparat kommutatsiyasi bilan ishlov berolmaydi va CPU ga punt qilinadi.
3. Boshqaruv va marshrutlash protokollari bilan bog‘liq paketlar (masalan, OSPF yoki BGP xabarlari).
4. IP fragmentatsiya talab qiladigan paketlar, chunki apparat darajasida IP fragmentatsiyani bajarish qiyin.

5. Process Switching va boshqa kommutatsiya turlari bilan taqqoslash

6. Process Switching'ni qanday tekshirish mumkin?

Routerdagi qaysi paketlar process switching orqali qayta ishlanayotganini tekshirish uchun quyidagi buyruqlar ishlatiladi:

show processes cpu | include IP Input

Natija:
Bu buyruq IP Input jarayonining CPU yuklamasini ko‘rsatadi. Agar bu jarayon yuqori yuklama bersa, demak, process switching haddan tashqari ishlatilmoqda.

show interfaces switching

Natija:
Bu buyruq interfeys darajasida process switching, fast switching va CEF orqali ishlov berilgan paketlar sonini ko‘rsatadi.

show ip cef

Natija:
Bu buyruq CEF yoqilgan yoki yo‘q ekanligini va yo‘naltirish jadvali qanday saqlanayotganini ko‘rsatadi.

7. Process Switching'ni qanday oldini olish mumkin?

Process switching katta hajmdagi tarmoq trafikini samarali boshqara olmaydi, shuning uchun CEF yoki fast switching yoqish tavsiya etiladi.

CEF'ni yoqish uchun buyruq:

ip cef

Bu global konfiguratsiyada CEF'ni yoqadi va process switching yuklamasini kamaytiradi.

Fast switching'ni yoqish uchun buyruq:

ip route-cache

Bu interfeys darajasida fast switching imkoniyatini yoqadi.

Xulosa

• Process switching – bu CPU asosida paketlarni yo‘naltirishning eng sekin mexanizmi bo‘lib, har bir paketga alohida ishlov beriladi.
• Har bir paket protsessorga uzatiladi, bu esa routerning ishlash samaradorligini pasaytirishi mumkin.
• Asosan CEF yoki fast switching orqali ishlov berilmaydigan paketlar uchun qo‘llaniladi.
• Katta hajmdagi trafikni samarali boshqarish uchun CEF yoki fast switching yoqilishi tavsiya etiladi.