第三章 路由器IOS基本操作与路由配置
3.1 路由器的构成
路由器是一台专用计算机,它具有多个网络输入端口和多个网络输出端口,其任务是转发分组.即将路由器某个输入端口收到的分组,根据该分组要去的目的地(目的网络),到路由表中查找到下一跳路由器,然后将该分组从某个合适的输出端口转发给下一跳路由器;下一跳路由器也按照这种方法处理分组,直到该分组到达目的地为止.
路由器的部件包括CPU,内存,交换结构,网络输入端口,网络输出端口,控制台(Console)端口,辅助(Auxiliary)端口等,它的操作系统叫IOS(Internet Operating System,互联网操作系统).各个部件的作用如下:
1.CPU负责执行路由器工作的指令,它还负责执行用户输入的IOS操作系统命令.CPU的处理能力和路由器的处理能力密切相关.
2.路由器的内存一般包括以下4种:Flash,ROM,RAM,非易失性RAM(NVRAM),其中,Flash用来存放IOS镜像,ROM中存放的代码负责执行加电自检和引导启动(将Flash中的IOS镜像加载到内存运行), NVRAM主要用来保存路由器启动时使用的配置文件startup-config,而RAM中运行着IOS操作系统,还保存着路由表,ARP Cache,运行时配置文件running-config,RAM中的内容会在断电后丢失.
3.交换结构又称为交换组织,它是做在路由器中的一个小的高速网络组织,是路由器的一个关键部件.它的作用就是根据路由表对分组进行处理,将某个输入端口进入的分组从一个合适的输出端口转发出去.
4.网络输入端口,输出端口,也称网络接口,是数据分组进出路由器的门户,Cisco或锐捷路由器支持的一些物理接口类型(type)包括:以太网(Ethernet)接口,快速以太网(FastEthernet)接口,千兆以太网(GigabitEthernet)接口,同步串行(Serial)接口(一般用作路由器WAN接口),令牌环(TokenRing)接口,ISDN BRI接口,等等.一个接口的全称由它的类型标识type以及至少一个数字组成(编号从0开始),对位于底板上的路由器网络接口使用 "type number"形式,如ethernet 0(简写e0),fastethernet1(简写fa1),gigabitethernet 0(简写gi0),serial0(简写s0),tokenring 0(简写to0),……;对位于扩展槽模块中的路由器网络接口使用"type slot/port"形式,如ethernet 0/0(简写e0/0),fastethernet 0/1(简写fa0/1),gigabitethernet 0/2(简写gi0/2),serial0/0(简写s0/0),tokenring 0/0(简写to0/0),…….
5.所有的Cisco路由器都配置了一个控制台端口(console port),它提供了一个EIA/TIA RS232异步串行接口,插座做成RJ45类型的,因而需使用RJ45-to-RJ45 rollover cable(反转线)和RJ45-DB9 Adapter(转换头)将路由器的console口与PC机的COM口相连.
6.辅助端口(auxiliary port)通常用来连接MODEM,以实现对路由器从远程进行配置,管理.它的插座也做成RJ45类型的,主要作用是在网络路径或串行回路失效后用来访问路由器.
7.IOS操作系统执行路由操作与处理,如路由选择,协议转换,数据包过滤等,并接受,执行用户查询和配置路由器时打入的IOS命令.
路由器可以根据网络拓扑结构和网络交通的状况转发分组(数据包),使其沿着一条最短(最快)的路径到达目的端.为了实现路由选择,路由器至少应该知道:目标地址,相邻的路由器(通过它可以获知不相邻网络的拓扑信息),到达目标网络的所有可用路径,到目标网络的最佳路径,如何检测更新路由信息等.
路由器可以通过网管人员,也可以由相邻的路由器来收集不相邻网络的拓扑信息,然后路由器会建立路由表来存放到达各网络的路由选择结果,并用它来指导数据包的路由转发.在转发数据包时,路由器会首先查看路由表,如果路由表中没有该数据包目标网络的转发条目,路由器会直接丢弃这个数据包.
路由器将连接到它各接口的网络直接放入路由表中,所以它自己知道如何"到达"这样的直连网络;而对于如何到达所谓"遥远"的目的网络,也就是非直连网络,路由器就要通过网管人员输入或通过自学习才能获知.
路由器可以通过静态路由和动态路由两种方式来获知怎样将数据包送达至非直连的目的端.所谓静态路由就是由网管人员定义的路由,是以人工方式将路由条目添加到路由表中,以指导数据包向目的端的转发;而动态路由则是路由器利用动态路由协议(典型的如RIP,IGRP,OSPF等协议)与相邻路由器进行路由通信,通过这个过程来获知到达目的网络的路径,配置了动态路由协议的各个路由器会将自己知道的网络信息比如网络可达信息,拓扑变化信息通知给彼此.

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