路由器最基本的功能是在網絡中轉移封包，這種封包的轉移基于一張轉發表完成的。路由器對于每一種轉發封包的協定都有一張獨立的轉發表，這些協定可能包括IP，IPX，AppleTalk，MPLS等。
有3種基本的方式實作轉發：程序交換，幹擾交換，ASIC（通用內建電路）。因為我沒有查到幹擾交換的具體内容，本文不做介紹。
程序交換是所有交換方式中最慢的一種。當通過路由器交換封包的時候，CISCO IOS程序會将封包複制到CPU緩存，并在IP路由表中進行查找。查到後進行一些管理性處理，包括改TTL，重新計算CRC。整個過程由中央CPU監控，沒有其他的基于硬體的幫助。
快速轉發
快速轉發會建立一張按需轉發表，對于去往每個目的地的一個封包實行程序交換，通過中央CPU完成，然後建立一個IP快速交換路由緩存。這個緩存不是永久的，它有一些計時器管理，隻要有封包轉發，這些條目就會存在，如果經過一段時間沒有封包轉發，條目将被删除以釋放空間。
下圖就是一個IP快速交換路由緩存的示例：
可以看出，對于每一個prefix都有一些參數：老化時間，接口，下一跳和第二層重寫資訊。這張圖中你看到的二層資訊是0F000800。其中，0F00是表明使用HDLC封裝，0800是IPv4的協定号。
CEF交換
雖然有了快速交換，使得交換封包變的快速。但是到達每個目的的第一個封包依舊要實行程序交換，這樣就很麻煩。而且，當目的地變的多起來的時候，時間的消耗就變得非常明顯。避免這個問題的解決辦法就是預先建立交換資訊表。
這個CEF交換表就是根據路由表建立的，路由表發生變化的時候它相應的也會變化。
組成CEF的兩個元件
CEF由兩張表組成：CEF鄰接表和CEF轉發表
鄰接表：
鄰接表用于MAC或者第二層資訊的重寫。第二層資訊能通過ARP，ATM，FrameRelay的映射狀态等方式學到。下圖中就有對應的第二層字段以及這些字段是如何被學習到的。
CEF表：
也叫FIB，用于進行3層的轉發決策。路由表中關于轉發比較核心的内容如：IP字首，遞歸的下一跳，出站接口會記錄在CEF表中。但是非核心的東西比如管理距離和路徑成本就被CEF表忽略了。
當封包進入路由器的時候，路由器将封包的二層資訊剝掉。在CEF表中查找相關的IP位址，進行轉發決策。決策結果會指向鄰接表的一條條目。在鄰接表中找回二層需要重的寫資訊，建構新的二層頭部，轉發到對應的下一跳接口。通過這兩張表，CEF同時扮演了第3層查找和第2層祯重寫的角色。