思科路由器的硬件組成

? ? 常建議常建議CCNA的學員們，除了能靈活配置與應用思科的路由器和交換機以外，還需要掌握對路由器與交換機的常規(guī)維護工作，比如IOS的安裝與升級，這個過程好比為一臺全新的計算機安裝操作系統(tǒng)，在此之前，如果對于計算機而言，需要理解計算機的基礎硬件組成與功能，對于路由器與交換機一樣，了需要理解路由器的基礎硬件構(gòu)造與功能，對于計算機的硬件組成，相信大家都有比較深刻的認識，為了方便大家更好的理解路由器與交換機的硬件構(gòu)成，現(xiàn)在對照計算機的硬件體系結(jié)構(gòu)來進行對比性理解，如下表11.1所示

認識路由器的中央處理器-CPU

路由器的CPU是路由器的核心構(gòu)成部分，與計算機的CPU功能相似是整個運行系統(tǒng)的大腦，它負責路由進程的維護、路由算法（比如OSPF需要大量的CPU開銷）、路由過濾、網(wǎng)絡管理等處理控制層面的事務。思科的路由器使用的CPU型號會隨著路由器型號的不同而有所差異，但是從主流形式上來講，多數(shù)采用Motorola（摩托羅拉）或者Orion的系列芯片，典型的有Motorola的MPC860或者Orion的R4700。關MPC860的實物圖如下圖11.2所示，可以通過在路由器上執(zhí)行show version指令查看當前設備的CPU型號，如下圖11.3所示。

注意：在現(xiàn)代化的路由器中，CPU是衡量路由器性能的一個重要指標，但是已經(jīng)不再是一個唯一指標，因為現(xiàn)今的路由器都是由多塊芯片協(xié)同完成工作，比如在一些高端的路由器中，通常數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)和查詢路由表都由ASIC芯片完成，所以有時候你會看到一個很“畸形”的現(xiàn)像，接口上的流量也經(jīng)占據(jù)整個物理接口流量的80-90%，但是CPU的開銷不足15%，那是因為流量轉(zhuǎn)發(fā)層面的工作被ASIC芯片完成，CPU只完成控制層面的工作。可以使用show process或者show process cpu來查看CPU的使用情況。

認識路由器的主存儲器—內(nèi)存

　　路由器的主存儲器，也叫做DRAM（DynamicRandom Access Memory隨機存取存儲器），也是大家所熟之的內(nèi)存，它所存儲的數(shù)據(jù)是易失性的，也就是說在路由器斷電或者重新啟動后，內(nèi)存的數(shù)據(jù)會掉失，實物如下圖11.4所示，它主要為路由器存儲如路由表、ARP解析結(jié)果等都是存儲在內(nèi)存中。我們必須保證路由器有足夠的內(nèi)存，建議如果路由器運行了OSPF、BGP等大型網(wǎng)絡的動態(tài)路由協(xié)議并和Internet有相關的操作，那么請使用256MB或者更高的內(nèi)存，否則將嚴重影響路由器的性能，甚至導致路由器崩潰。

認識路由器的ROM

ROM即（Read-Only Memory只讀內(nèi)存），ROM所存數(shù)據(jù)穩(wěn)定，斷電后所存數(shù)據(jù)也不會改變，結(jié)構(gòu)較簡單，讀出方便，因而常用于存儲各種固定程序和數(shù)據(jù)。在一些較為傳統(tǒng)的路由器上，比如思科的2500系列的路由器就存在ROM，它用于存放思科的最小IOS，也就是說將完整版本的IOS無法加載時，路由器將通過ROM啟動最小IOS。

什么是完整IOS？什么是最小IOS？

完整的IOS根據(jù)其具體版本的不同，擁有其完整的功能特性，比如：完整的IOS可以具備啟動各種路由協(xié)議，定制路由策略、過濾路由、部署ACL、NAT、×××等，它是思科網(wǎng)絡設備的靈魂。而最小IOS則不具備上述功能，它只能完成很簡單的一些操作，比如路由器上原有的IOS故障，無法加載，此時可以加載最小IOS，然后在最小IOS中為路由器配置IP地址，再將新的完整的IOS傳入路由器，簡單的講在最小IOS中，管理員甚至連路由功能都無法啟動。如果更形象的拿計算機操作系統(tǒng)來比喻完整IOS與最小IOS的差異，將是這樣的：思科完整的IOS就如同一臺計算機上已經(jīng)成功安裝的windows操作系統(tǒng)，它可以是windowsXP/2003/2008/7等，它的功能強大，可以支持各種不同的多媒體及商用程序，當windowsXP/2003/2008/7由于某些原因無法正常啟動時，通常會選擇這些操作系統(tǒng)的安全模式來進入系統(tǒng)進行故障排查，那么這些操作系統(tǒng)的安全模式就類似于思科的最小IOS，因為在這些操作系統(tǒng)的安全模式中通常除了回載系統(tǒng)本身啟動需要的必備文件外，不會加載其它程序，甚至連聲卡、顯卡都無法使用；最小IOS也是樣，它連路由進程都無法開啟。

認識路由器的啟動Flash

啟動flash與ROM很相似，在被應用在一些較新的路由器上，通常在這些路由器中最小IOS將不再被存儲在ROM中，而是被存儲在啟動flash中，這樣的路由器將不再使用一塊ROM芯片，而這一點常被人們弄混淆。對于現(xiàn)在的路由器，通常人們所說的ROM的監(jiān)控狀態(tài)與Ｆlash的啟動狀態(tài)都是指的處于最小IOS模式的狀態(tài)，提示符為rommon>，在這種狀態(tài)下路由器上沒有任何完整功能的IOS。

認識路由器的Flash存儲器

Ｆlash存儲器用于存儲完整功能的IOS，即便是路由器重新啟動或者掉電，存儲在Flash中的數(shù)據(jù)仍然不會丟失，如下11.5的實物圖所示，它類似于計算機的硬盤，當然它的容量不會像計算機硬盤那么龐大，道理很簡單，計算機的硬盤要存儲大量的多媒體和商用信息，而路由器只存儲IOS系統(tǒng)與一些必備文件。可以通過show flash來查看flash的存儲情況如下圖11.6所示，

認識路由器的非易失性內(nèi)存（NVRAM）

? ?NVRAM叫做非易失性內(nèi)存，它用于保存路由器的配置文件，即使是路由器重新啟動或者掉電保存在NVRAM的數(shù)據(jù)也不會掉失，NVRAM存儲的是文體形式的配置文件，所以它的大小約為256K，使用命令show startup-config就是查看保存在NVRAM中的數(shù)據(jù)，指令copy running-configstartup-config是保存當前運行的配置到ＮVRAM。

關于思科路由器的寄存器

它是一個16位的虛擬寄存器，用來確定啟動順序，中繼參數(shù)和控制臺的波特率等，通過配置寄存器的值可以讓路由器得到不同的效果，在這里建議記住幾個常用的寄存器配置值，0x2102它告訴路由器在NVRAM中查找啟動順序；也是正常情況下的默認配置，0x2101它告訴路由器使用ROM或者啟動flash中的最小IOS來啟動路由器,在升級IOS時通常會使用0x2101；0x2142用于路由器的密碼恢復，它會忽略NVRAM中的配置文件。可以通過在路由器上執(zhí)行show version指令來查看當前的寄存器值，如下圖11.7所示，關于常用的寄存器值的區(qū)別與作用如下表11.8所示。

關于思科路由器的啟動過程

　 理解路由器的啟動順序?qū)τ贑CNA的學習相當重要，特別是對后面所描述的IOS鏡像管理有很大幫助。路由器的啟動大概分為系統(tǒng)自舉、加載系統(tǒng)IOS鏡像、顯示自舉信息及模塊接口、進入初始化配置界面這四個過程。當使用開關啟動路由器時，如下所示：

系統(tǒng)自舉：

　　系統(tǒng)自舉是路由器開機自檢(POST)過程，它將對CPU及內(nèi)存進行初始化，關于路由器系統(tǒng)自舉的過程如下圖11.9所示。

加載系統(tǒng)IOS鏡像：

? ?當完成系統(tǒng)自舉后，路由器會加載系統(tǒng)IOS鏡像，如下圖11.10所示“#”表示正在執(zhí)行解壓與加載到RAM中進度，該IOS為12.4(15)T的版本，該IOS鏡像的特性主要是支持IP高級服務，ADVIPSERVICESK9-M就是表示支持高級的IP服務。這種IOS鏡像的表達方法不再像傳統(tǒng)IOS鏡像的表達方式那么復雜，它明確的指示了IOS鏡像的主要特性與功能，關于這點一在11．3理解并區(qū)別思科不同版本的IOS有詳細描述。

注意：發(fā)果在路由器的NVRAM中存在配置文件，那么當一個IOS鏡像被加載時，這個存入在NVRAM中的配置文件（startup-config）將被復制到RAM內(nèi)存中，此時我們稱這個在RAM中的文件叫做running-config。當然如果在NVRAM中沒有配置文件，那么路由器就將進入下一步，不會加載配置文件。

顯示自舉信息及模塊接口：

當完成IOS鏡像的加載及配置文件加載后，路由器將報告POST的結(jié)果，如下圖11.11所示，在這里的結(jié)果中，它報告路由器CPU的型號、內(nèi)存的容量、并指示有兩個快速以太網(wǎng)接口、４個低速串行接口。

進入初始化配置界：

? 當報告完POST結(jié)果后，將進入初始化配置界面如下圖11.12所示，這個界面有一點像Windows操作系統(tǒng)中的向?qū)Чδ?#xff0c;它將提示用戶一步一步的去配置路由器的基本參數(shù)，一般我們都不建議參考CCNA的人員在這個模式下進行配置，而需要通過執(zhí)行n或者ctrl+c進入CLI配置模式完成路由器的配置。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的思科路由器的硬件组成的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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