Som nämnts tidigare är huvudansvaret för paketvidarebefordringsfunktionen att kapsla in paket i rätt datalänk ramsformat för det utgående interfacet. Ju effektivare en router kan utföra denna uppgift, desto snabbare kan paket vidarebefordras. Routrar stöder följande tre mekanismer för paketvidarebefordran:

• Process switching
• Fast switching
• Cisco Express Forwarding (CEF)

Anta att det finns ett trafikflöde som består av fem paket. De ska alla till samma destination.

Process Switching

En äldre mekanism för paketvidarebefordran som fortfarande är tillgänglig för Cisco-routrar.

När ett paket anländer till ett interface, skickas det till kontroll-planet där CPU matchar destinationsadressen med en post i sin routing-tabell, bestämmer utgångsinterfacet och vidarebefordrar paketet. Det är viktigt att förstå att routern gör detta för varje enskilt paket, även om destinationen är densamma för en ström av paket. Denna process switching mekanism är mycket långsam och används sällan i moderna nätverk. Jämför detta med fast switching.

Fast Switching

Fast switching är en äldre mekanism för paketvidarebefordran som ersatte process switching. Fast switching använder en fast-switching cache för att lagra nästa-hop-information. När ett paket anländer till ett interface, skickas det till kontroll-planet där CPU söker efter en matchning i fast-switching cacheminnet. Om ingen matchning finns, genomförs switch-processen och paketet vidarebefordras till utgångsinterfacet. Flödesinformationen för paketet lagras också i fast-switching cacheminnet. Om ett annat paket som ska till samma destination anländer, återanvänds nästa-hop-informationen i cacheminnet utan CPU-ingripande.

Med fast switching endast det första paketet i ett flöde går genom switch-processen och läggs till i fast-switching cacheminnet. De följande paketen behandlas snabbt baserat på informationen i fast-switching-cacheminnet.

Cisco Express Forwarding (CEF)

CEF är den senaste och standardiserade mekanismen för paketvidarebefordran i Cisco IOS. Liksom fast switching bygger CEF en Forwarding Information Base (FIB) och en adjacency tabell. Men till skillnad från fast switching, där tabellposterna skapas baserat på mottagna paket, är CEF förändringsjusterat. Detta innebär att när något ändras i nätverkstopologin uppdateras FIB- och adjacency-tabellerna. När nätverket har konvergerat innehåller dessa tabeller all information som routern behöver för att vidarebefordra paket. Cisco Express Forwarding är den snabbaste mekanismen för vidarebefordran och är standard på Cisco-routrar och multilager switchar.

CEF bygger FIB- och adjacency-tabellerna efter att nätverket har konvergerat. Alla paket behandlas snabbt i dataplanet.

Analogi för Paketvidarebefordringsmekanismer

En vanlig analogi som används för att beskriva dessa tre olika paketvidarebefordringsmekanismer är följande:

• Process switching: Löser ett problem genom att göra matematiken för hand varje gång, även om det är samma problem som nyss löstes.
• Fast switching: Löser ett problem genom att göra matematiken för hand en gång och minnas svaret för efterföljande identiska problem.
• CEF: Löser alla möjliga problem i förväg och lagrar svaren i ett kalkylblad.