路由器硬件结构.pdf

路由器硬件结构 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。 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。 中央处理器（CPU） 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。 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。 1.只读内存（ROM） 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： 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； 2）系统引导区代码（BootStrap），用于启动路由器并载入IOS 操作系统； 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。 2. 闪存（Flash） 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。 3.非易失性RAM （NVRAM） 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。 4. 随机存储器 （RAM） 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。 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。 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）。 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。 路由器加电启动过程： 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