|
路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读”懂对方的数据,从而构成一个更大的网络。路由器由硬件和软件组成。硬件主要由中央处理器、内存、接口、控制端口等物理硬件和电路组成;软件主要由路由器的IOS操作系统组成。
, i- B: j+ S6 a+ M' _9 p- a# `7 v7 \ 9 q1 ?" j2 M. e$ q0 ]( M
我们以当前普遍应用的Cisco路由器为例给大家介绍一下路由器的硬件组成及其工作情况。让大家在使用它们的同时,对它们的组成也有所了解。. n# n( Z5 T B1 s" I+ T, w
1 R5 X6 J) G8 O8 n7 E) @ G
中央处理器(CPU)7 N5 \* F; p" Z& L: T* F
# X* y* A6 \2 E7 k" K" a1 ~ 与计算机一样,路由器也包含了一个中央处理器(CPU)。不同系列和型号的路由器,其中的CPU也不尽相同。Cisco路由器一般采用Motorola 68030和Orion/R4600两种处理器。路由器的CPU负责路由器的配置管理和数据包的转发工作,如维护路由器所需的各种表格以及路由运算等。路由器对数据包的处理速度很大程度上取决于CPU的类型和性能。: r4 q7 |" E: S2 K9 t. D
, a4 p$ w' C2 k2 {! r; Z: {0 G: P 内存 路由器采用了以下几种不同类型的内存,每种内存以不同方式协助路由器工作。
& r: S+ n0 p: G4 m4 D
3 i) N t6 j3 A! C7 |5 n, b 1.只读内存(ROM); u( x; P2 v l
0 D+ h" f' n& v: D# U8 U 只读内存(ROM,Read .ly Memory)在Cisco路由器中的功能与计算机中的ROM相似,只能读取而不能写入,通常用来存储生产厂家固化写入的程序数据,在特定专业条件下才可以写入如要进行升级,则要替ROM芯片。ROM中主要包含:
: U4 E- s0 T7 R: h+ p+ r
3 b# j! R- q7 r" S7 o* |) | 1)系统加电自检代码(POST),用于检测路由器中各硬件部分是否完好;
" J1 Q& X" j. G. _! z! T: [. i. l- W
; e! o0 `8 a" o: o' V; D% ` 2)系统引导区代码(BootStrap),用于启动路由器并载入IOS操作系统;
2 d/ B9 c# B& `1 b( f% F # x. ]7 ?/ T g: ]
3)备份的IOS操作系统,以便在原有IOS操作系统被删除或破坏时使用。通常,这个IOS比现运行IOS的版本低一些,但却足以使路由器启动和工作。" Q) U; A1 k( T- T/ d
/ y/ c \7 y( W: H: c
2.闪存(Flash); g* ^$ o9 x/ W0 u, s- t8 O9 N+ j
* M# F) f! h. Z) l$ d* B 闪存(Flash)是可读可写的存储器,在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。Flash中存放着当前使用中的IOS。事实上,如果Flash容量足够大,甚至可以存放多个操作系统,这在进行IOS升级时十分有用。当不知道新版IOS是否稳定时,可在升级后仍保留旧版IOS,当出现问题时可迅速退回到旧版操作系统,从而避免长时间的网路故障。; C5 K! D. u; W
; Z1 t; o1 l8 l3 e5 q$ M. X# { 3.非易失性RAM (NVRAM)
4 i. a% [3 A( j+ Z% H6 J' _
. s4 p9 j* |, [3 {, H 非易失性RAM(Nonvolatile RAM)是可读可写的存储器,在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。由于NVRAM仅用于保存启动配置文件(Startup-Config),故其容量较小,通常在路由器上只配置32KB~128KB大小的NVRAM。同时,NVRAM的速度较快,成本也比较高。
5 ]4 M8 k7 r/ c+ t1 |9 U9 p4 U" w' z& T* t
. A7 k4 u( H/ Q- `( B, u 4.随机存储器 (RAM)
5 Q$ E, U* c8 T+ [ - \7 w' d. R- l2 N
RAM也是可读可写的存储器,但它存储的内容在系统重启或关机后将被清除。和计算机中的RAM一样,Cisco路由器中的RAM也是运行期间暂时存放操作系统和数据的存储器,让路由器能迅速访问这些信息。RAM的存取速度优于前面所提到的3种内存的存取速度。' Y& a$ Q4 E5 h! L' q* I
; R5 [6 Q1 B6 I1 ~) l9 h
运行期间,RAM中包含路由表项目、ARP缓冲项目、日志项目和队列中排队等待发送的分组。除此之外,还包括运行配置文件(Running-config)、正在执行的代码、IOS操作系统程序和一些临时数据信息。
6 ~1 I9 Q! ?1 B" l ) v! k4 P h' ?2 L/ w4 j
路由器的类型不同,IOS代码的读取方式也不同。如Cisco 2500系列路由器只在需要时才从Flash中读入部分IOS;而Cisco 4000系列路由器整个IOS必须先全部装入RAM才能运行。因此,前者称为Flash运行设备(Run from Flash),后者称为RAM运行设备(Run from RAM)。
& ]- u1 G- R4 e4 T1 g7 q3 ]- h: `! l c2 n/ @, C! A1 x) U) q+ @% V. e
PS:RAM有两大类,一种称为静态RAM,Static RAM/SRAM。SRAM速度非常快,是目前读写最快的存储设备了,但是它也非常昂贵。所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU的一级缓冲,二级缓冲。另一种称为动态RAM,Dynamic RAM/DRAM,动态RAM的速度比SRAM慢,不过比任何ROM都要快。计算机内存就是DRAM的。DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据,DRAM 必须隔一段时间刷新(refresh)一次。如果存储单元没有被刷新,数据就会丢失。
! {' C+ F9 ^0 }0 L5 J ( Y" z8 Z" g" V2 ~% u) ]
路由器加电启动过程:* \0 M+ h$ m; m* ]
' q5 u) d2 W2 b5 G
1)系统硬件加电自检。运行ROM中的硬件检测程序,检测各组件能否正常工作。完成硬件检测后,开始软件初始化工作。
: Q' \, s6 ?+ i& a n _3 F% n& N ) N5 _- u7 q& o% J0 v1 c2 A d, Q
2)软件初始化过程。运行ROM中的BootStrap程序,进行初步引导工作。4 }3 p( X0 x: i
E) _8 x2 A/ k3 |0 I* b 3)寻找并载入IOS系统文件。IOS系统文件可以存放在多处,至于到底采用哪一个IOS,是通过命令设置指定的。
# C- Q K, H& T 2 K6 ?8 \& D# D7 Q, m7 S5 }/ t
4)IOS装载完毕,系统在NVRAM中搜索保存的Startup-Config文件,进行系统的配置。如果NVRAM中存在Startup-Config文件,则将该文件调入RAM中并逐条执行。否则,系统进入Setup模式,进行路由器初始配置。 G% S2 `# \- W) u4 h
% b/ c0 I8 y; D4 X- B 路由器接口
( Y1 N0 U4 U/ E, T
' x5 a0 B' H+ ]" N1 L+ K- i 所有路由器都有接口(Interface),每个接口都有自己的名字和编号。一个接口的全名称由它的类型标志与数字编号构成,编号自0开始。对于接口固定的路由器(如Cisco 2500系列)或采用模块化接口的路由器(如Cisco 4700系列),在接口的全名称中,只采用一个数字,并根据它们在路由器的物理顺序进行编号,例如Ethernet0表示第1个以太网接口,Serial1表示第2个串口。
2 r$ J: L) f$ k6 x6 |
. K) D: v& E5 L 对于支持“在线插拔和删除”或具有动态更改物理接口配置的路由器,其接口全名称中至少包含两个数字,中间用斜杠“/”分割。其中,第1个数字代表插槽编号,第2个数字代表接口卡内的端口编号。如Cisco 3600路由器中,serial3/0代表位于3号插槽上的第1个串口。
6 ~5 d A. T6 c- `: X E
+ G1 |/ \; ?; F. h) y% l% h; I- F 对于支持“万用接口处理器(VIP)”的路由器,其接口编号形式为“插槽/端口适配器/端口号”,如Cisco 7500系列路由器中,Ethernet4/0/1是指4号插槽上第1个端口适配器的第2个以太网接口。
* n$ A$ F0 _" Z ' T$ X6 m6 z% c$ u% T- {8 f
控制台端口7 v" t. d/ G o4 V
6 {2 h. ~! q, M. @5 g3 b+ S. Q 所有路由器都安装了控制台端口,使用户或管理员能够利用终端与路由器进行通信,完成路由器配置。该端口提供了一个EIA/TIA-232异步串行接口,用于在本地对路由器进行配置(首次配置必须通过控制台端口进行)。路由器的型号不同,与控制台进行连接的具体接口方式也不同,有些采用DB25连接器。 |
|