Enrutador basado en Hardware

Este concepto es el que hace que los routers como los de Cisco tengan el excelente desempeño que tienen.

En los nuevos IOS de Cisco por ejemplo, el sistema operativo como tal no es el sistema que se encarga del ruteo. En Cisco este se llama el CFE o Cisco Forwarding Engine. La filosofí­a es que el Sistema Operativo es un programa con funciones de administración y de configuración, pero el manejo de los paquetes completo lo hace el CFE.

Cuando un Router Cisco recibe un paquete la tarjeta genera una interrupcion. Si es el primer paquete de un destino en la tabla, el IOS manda a llamar un procesoel cual  revisa la tabla de ruteo (depende del protocolo) y en base a este guarda en memoria el destino y el header completo de Ethernet.

Esto hace sentido pues sabe que despues de este paquete vendran miles de paquetes mas con el mismo destino, cambia la IP del paquete y lo rutea.

La magia esta al recibir del segundo paquete en adelante, donde el mismo interrupt de la tarjeta de red consulta esta tabla en memoria, reemplaza la IP, agrega los headers de Ethernet y coloca el paquete en los buffers de la interface de salida. Todo en el mismo interrupt, y sin intervención del IOS per se.

Obviamente hasta este momento solo he hablado de software, pero los algoritmos y las estructuras de memoria estan optimizadas a tan bajo nivel, que el hardware forma parte crucial del diseño.
Ejemplos de estos son los buses diseños exclusivamente para comunicación entre tarjetas de red, con el fin de agilizar el traslado de datos, entre otros. Es por esto que aunque los routers tengan mucho menos
memoria y procesador que un servidor su desempeño es de alto nivel.

Asi mismo la capacidad que tiene el dispositivo de contener paquetes o backplain, que es un criterio importante en la seleccion de equipo.

Otra caracteristica de hardware es la capacidad que tiene cisco de reasignar memoria (si se necesita memoria para guardar paquetes, el mismo IOS sede sus recursos) o buses.

Un router Cisco tiene la capacidad de tomar control de otros buses y cederlos para el transporte de datos como primera prioridad, antes que cualquier otro interrupt. Esto debido a su diseños, ya que un cisco router muchas veces se traba o congela y no tenemos acceso a consola, pero a pesar de esto el equipo sigue ruteando paquetes. Esto se debe a que el IOS no es el nucleo del ruteo, sino que el CFE.

Ahora ha surgido una nueva generación de IOS de alto nivel para ISP o mayores, en estos cada una de las tarjetas del chassis tiene pequeñas instancias o threads de IOS, los cuales pueden colaborar entre si para
hacer el ruteo mas eficiente.

Colaboracion | Gerardo Amaya