|
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。
( N* `1 a! B( F8 w5 x9 O 5 `$ ~3 g8 m7 s# I, ]. _8 f- ]( l; b
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。
6 n5 i2 V* m3 z: x z; L. c# B " K, d5 X; w. ]# ?% E/ a+ m
中央处理器(CPU)/ y4 [% R4 T H0 h4 u, N9 b
7 o8 D+ G8 j# ~8 g6 W
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。
0 Q5 g: }3 ^) |
& \! {7 a( W, n2 h! s1 a R 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。% o C7 t) w5 f% S+ l; f
: F7 t" G) V; U+ o' f
1.只读内存(ROM)
3 S) f9 _, Z$ q; g; o
/ T, r0 L* _6 d 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:
& \3 H: n$ G' F1 i0 k7 u
4 K( W8 v' M- p 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;
7 n5 s6 p; k+ o1 T % E3 t1 e; [+ }" g" Z0 _
2)系统引导区代码(BootStrap),用于启动路由器并载入IOS操作系统;! b: G4 Z/ Q# C- d5 ?4 D A9 e, e
+ A1 c6 q* w$ i5 k 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。( ]4 j" [7 U" _# J9 n$ }
! i/ P m) U0 D! x* y0 t 2.闪存(Flash)
+ I7 e) W2 J) p
) {! C( g6 l3 Z2 M0 m" ?" f 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。8 x( r0 @2 Y# W3 X2 T) D6 e' y" S0 D
5 `+ D+ q% o2 \" Z+ P 3.非易失性RAM (NVRAM)
5 t* J) }/ T, x. f : X8 U3 j: E/ X( F( T; g- B
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。3 h9 ^- U/ v8 \) k# z
& I" r. H# H; |* M 4.随机存储器 (RAM)
/ @! n; ]# T: H2 W$ m& y) b $ M ?. y5 e/ T, h$ i
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。
7 p" V1 x( G* E : r/ B: j D1 b! J1 R
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。
/ _- E" H& v; g6 s8 w0 J# m 4 @. ?7 p" s+ S; ~( f. y7 l& u
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)。 ?! p8 W. W" Q7 R) u
+ I `; I# \; I: f3 z! o 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。
. `0 E( X8 Y4 v4 A4 |/ p+ Y . j3 B% n4 j! @( w" b' S/ ^
路由器加电启动过程:
: l3 ~8 Y) ~( [. V$ F! s6 {5 L# a
% B3 X8 v" @, o: _$ O 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。' ?' h1 F( Q( |0 [! @4 y
$ {/ r' `/ J% `' ]) Y- y- d
2)软件初始化过程。运行ROM中的BootStrap程序,进行初步引导工作。9 `( [' I& s% G
0 H. T! h( B1 \+ F! a/ h 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。
) a( w0 r. H w( b' n9 }( @ 3 m! q+ J, C3 s0 M& g
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。6 m2 q4 T/ K! @4 o% p' F
% X$ K+ N) U! x! |. G4 M
路由器接口 _: ?9 H- ~2 P) |# \
5 E9 s4 l9 X) c
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。: e* Y" ]1 @$ q% ]) v$ B' A
: z0 z! Y9 S7 ]2 C/ r
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。: O R& l/ [" z. _6 ~9 c# o L
% }& l) _. u. d8 o3 ?. ^
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。
" p9 P" [$ d7 x5 O4 |$ o1 A
1 \# T& B4 h5 Z6 n: c 控制台端口& R7 N C4 B. q9 K* D7 y& m5 `. }
8 d4 @. N; I* R: E! G, r* T3 |
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。 |
|