路由器的硬件组成和软件系统-路由器的硬件组成和软件系统结构
路由器(Router)又稱網關設備(Gateway)是用于連接多個邏輯上分開的網絡。目前路由器已經廣泛應用于各行各業,各種不同檔次的產品已成為實現各種骨干網內部連接、骨干網間互聯和骨干網與互聯網互聯互通業務的主力軍。路由和交換機之間的主要區別就是交換機發生在OSI參考模型第二層(數據鏈路層),而路由發生在第三層,即網絡層。雖然市面上有各種品牌、型號的路由器,但是各種路由器的硬件組成和軟件系統都大同小異。
硬件組成
從硬件角度上來說,路由器的硬件包括中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)、內存(RAM)、閃存(Flash Memory)、非易失性內存(NVRAM)、控制臺端口(CONsole Port)、輔助端口(AUX Port)、接口(INTerface)、線纜(CABle)。
1、中央處理單元(CPU)
中央處理單元也稱為中央處理器,作為路由器的中樞,CPU主要負責執行路由器操作系統(IOS)的指令,以及解釋、執行用戶輸入的命令。同時CPU還完成與計算有關的工作。例如,網絡拓撲發生改變時,重新計算網絡拓撲數據庫。因此CPU的處理能力對路由器的性能有很大影響。
2、只讀存儲器(ROM)
ROM中包括開機自檢程序(Power On Self Test, POST)、系統引導程序以及路由器操作系統的精簡版本。
3、內存(RAM)
ROM也稱隨機存儲器,它用來存儲用戶的數據包隊列以及路由器在運行過程中產生的中間數據,如路由表、ARP緩沖區等。此外,RAM還用來存儲路由器的運行配置文件。當路由器被關閉或重新啟動時,RAM中的內容都將丟失。
4、閃存(Flash Memory)
閃存是可擦寫、可編程的ROM。它主要負責保存操作系統的映像文件。
5、非易失性內存(NVRAM)
非易失性內存是用來存儲路由器的啟動配置文件。在路由器斷電時,其內容仍能保持。
6、控制臺端口(CONsole Port)
控制臺端口提供了一個EIA/TIA RS-232異步串行接口,供用戶對路由器進行配置使用。不同的路由器可能有著不同形式的控制臺端口。有些路由器采用DB25母線連接器,更常見的是控制臺連接器。
7、輔助端口(AUX Port)
輔助端口與控制端口類似,也提供一個EIA/TIA RS-232異步串行接口。不同的是,它常用來調制解調器以實現對路由器的遠程管理。
8、接口(INTerface)
接口是數據包進出路由器的通道。不同路由器可能有著不同種類、不同數量的接口。常見的兩種基本接口類型為局域網接口和廣域網接口。每個接口都有自己的名稱和編號,如局域網接口Ethernet0,串行接口Serial0等。
軟件系統
1、路由器操作系統
路由器之所以可以連接不同類型的網絡并對報文進行路由,除了必備的硬件條件外,更主要的還是因為每個路由器都有一個核心操作系統來統一調度路由器各部分的運行。
大部分Cisco路由器使用的是Cisco網絡互連操作系統(Internetworking Operating System,IOS)。IOS配置通常是通過基于文本的命令行接口(CLI)進行的。
2、配置文件
配置文件是路由器的第二個主要的軟件組成部分。該文件是路由器管理員所創建的文本文件。在每次路由器啟動過程的最后階段,配置文件中每條語句被IOS執行以完成對應的功能,如配置接口IP地址信息、路由協議參數等。這樣當路由器每次斷電或重啟時,網絡管理人員不必對路由器的各種參數重新進行配置。
配置文件并不能執行自身所定義的路由器操作的各個功能。實際執行這些操作的是路由器操作系統(IOS)。IOS負責翻譯并執行配置文件中的語句。
配置文件中的語句以無格式文本形式存儲,其內容可以在路由器的控制臺終端或遠程虛擬終端上顯示、修改或刪除,也可以通過TFTP服務器上傳或下載。
有兩種類型的配置文件:
啟動配置文件:也稱為備份配置文件,被保存在NVRAM中,并在路由器每次初始化時加載到內存中變成運行配置文件。
運行配置文件:也稱為活動配置文件,駐留在內存中。當路由器的命令行接口對路由器進行配置時,配置命令被實際時加到路由器的運行配置文件中并被立即執行。
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總結
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