こんにちは、トラ男です。
CCNP ENCOR試験では以下の6つの大分類から出題されます。
- デュアルスタック（IPv4 および IPv6）アーキテクチャ
- 仮想化
- インフラストラクチャ
- ネットワークアシュアランス
- セキュリティ
- 自動化
今回はアーキテクチャ分野の技術知識（ハードウェアスイッチングとソフトウェアスイッチングにおけるメカニズムの相違点）についてまとめていきたいと思います。
スイッチング方式
パケットの転送方式（スイッチング方式）には以下の3つの種類があり、転送速度はプロセススイッチング < ファストスイッチング < CEF の順で速くなります。
プロセススイッチング
通常のパケット処理で、以下の処理で転送するスイッチング方式のこと。
- 宛先IPアドレスをもとに、ルーティングテーブルに従って転送先のIPアドレスを決定する
- 転送先のIPアドレスをもとに、出力インターフェイスに紐づく転送先のL2情報（MACアドレスなど）を検索する
- パケットの宛先L2アドレスを転送先のL2アドレスに書き換え、2の結果によって得られた出力インターフェイスからパケットを出力する
ファストスイッチング
一度転送処理を行ったパケットの宛先情報をキャッシュに保存し、2回目以降のパケットはキャッシュを参照して検索処理を省略することで、高速転送するスイッチング方式のこと。
CEF（Cisco Express Forwarding）
事前に高速で検索できるテーブルを作成し、使用するCisco独自のスイッチング方式のこと。
データプレーンにFIBテーブルと隣接テーブルを作成することで、受信パケットを最初から高速転送することが可能です。
FIB（Forwarding Information Base）テーブル
ルーティングテーブル（Routing Information Base：RIB）から作成され、ルーティングテーブルに載っている情報（宛先IPアドレスなど）が載っています。
隣接（Adjacency）テーブル
ARPテーブルなどのL2情報から作成され、ネクストホップのIPアドレスとMACアドレス、それに対応する出力インターフェースの情報が載っています。
コントロールプレーン
EIGRPやOSPFなどの動的ルーティングで学習した経路をルーティングテーブルにのせたり、動的な学習によりARPテーブルを構築するなど、パケットやフレームを転送するための情報を管理するのがコントロールプレーンです。
また、ARPやIPv6のNDP（Neighbor Discovery Protocol）もコントロールプレーンの機能の一つです。
CPUとメモリによるソフトウェア処理。
データプレーン
コントロールプレーンの処理によって確定したパケットやフレームの転送先情報に従って、実際にパケットやフレームを転送するのがデータプレーンです。コントロールプレーンによって学習されていない宛先へのデータは、破棄またはフラッディングされます。
ASIC（集積回路）とTCAM（高速検索可能なメモリ）による転送に特化したハードウェア処理。
CAMとTCAM
CAM（Content Addressable Memory）
CAMは高速検索可能なメモリーで、高速なMACアドレステーブルの検索を実現します。
MACアドレステーブルをCAMテーブルと呼ぶこともあります。
TCAM（TernaryCAM）
TCAMにはL2/L3の送信元IPアドレスや宛先IPアドレス、QoSやACLなどの情報が記憶され、これらの情報をもとにハードウェア処理することにより高速通信を実現します。
今回はここまでとなります。続けてCCNP ENCORアーキテクチャ分野に関してまとめていきたいと思います。
第6回はこちら。
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