路由器最基本的功能是在網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)移報(bào)文，這種報(bào)文的轉(zhuǎn)移基于一張轉(zhuǎn)發(fā)表完成的。路由器對(duì)于每一種轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的協(xié)議都有一張獨(dú)立的轉(zhuǎn)發(fā)表，這些協(xié)議可能包括IP、IPX、AppleTalk、MPLS等。有三種基本的方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)：
●進(jìn)程交換
●干擾交換
●ASIC（通用集成電路）
進(jìn)程交換是所有交換方式中最慢的一種。當(dāng)通過(guò)路由器交換報(bào)文的時(shí)候，CISCOIOS進(jìn)程會(huì)將報(bào)文復(fù)制到CPU緩存，并在IP路由表中進(jìn)行查找。查到后進(jìn)行一些管理性處理，包括改TTL，重新計(jì)算CRC。整個(gè)過(guò)程由中央CPU監(jiān)控，沒(méi)有其他的基于硬件的幫助。
快速轉(zhuǎn)發(fā):
快速轉(zhuǎn)發(fā)會(huì)創(chuàng)建一張按需轉(zhuǎn)發(fā)表，對(duì)于去往每個(gè)目的地的一個(gè)報(bào)文實(shí)行進(jìn)程交換，通過(guò)中央CPU完成，然后創(chuàng)建一個(gè)IP快速交換路由緩存。這個(gè)緩存不是永久的，它有一些計(jì)時(shí)器管理，只要有報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，這些條目就會(huì)存在，如果經(jīng)過(guò)一段時(shí)間沒(méi)有報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，條目將被刪除以釋放空間。
CEF交換:
雖然有了快速交換，使得交換報(bào)文變的快速。但是到達(dá)每個(gè)目的的第一個(gè)報(bào)文依舊要實(shí)行進(jìn)程交換，這樣就很麻煩。而且，當(dāng)目的地變的多起來(lái)的時(shí)候，時(shí)間的消耗就變得非常明顯。避免這個(gè)問(wèn)題的解決辦法就是預(yù)先創(chuàng)建交換信息表。這個(gè)CEF交換表就是根據(jù)路由表創(chuàng)建的，路由表發(fā)生變化的時(shí)候它相應(yīng)的也會(huì)變化。CEF由CEF鄰接表和CEF轉(zhuǎn)發(fā)表組成。
鄰接表：
鄰接表用于MAC或者第二層信息的重寫。第二層信息能通過(guò)ARP，ATM，F(xiàn)rameRelay的映射狀態(tài)等方式學(xué)到。下圖中就有對(duì)應(yīng)的第二層字段以及這些字段是如何被學(xué)習(xí)到的。
CEF表：
也叫FIB，用于進(jìn)行3層的轉(zhuǎn)發(fā)決策。路由表中關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)比較核心的內(nèi)容如：IP前綴，遞歸的下一跳，出站接口會(huì)記錄在CEF表中。但是非核心的東西比如管理距離和度量值就被CEF表忽略了。
當(dāng)報(bào)文進(jìn)入路由器的時(shí)候，路由器將報(bào)文的二層信息剝掉。在CEF表中查找相關(guān)的IP地址，進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)決策。決策結(jié)果會(huì)指向鄰接表的一條條目。在鄰接表中找回二層需要重寫信息，構(gòu)建新的二層頭部，轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的下一跳接口。通過(guò)這兩張表，CEF同時(shí)扮演了第3層查找和第2層幀重寫的角色。