本章导读

本章重点介绍路由器的组成、配置模式、路由器的启动过程、路由器的基本配置、路由器的工作原理等。

本章学习目标：

& 掌握路由器的内部结构

& 熟练掌握路由器的启动过程

& 理解路由器的工作原理

& 掌握路由器的基本配置

2.1 路由器基础知识

2.1.1 路由器的面板

交换机的接口大都在前面板上，而路由器的接口多数都在后面板上，路由器的前面板仅有一些指示灯，锐捷的路由器将CONSOLE配置口（控制台端口）和AUX配置口（辅助端口）放在前面板上，因此在实验室常常将路由器反过来安装，以便于接线。有些路由器带2个同步串口，有些路由器有多个网络接口卡插槽，及模块插槽，如图2-1所示。

2.1.2 路由器的组成

路由器由硬件和软件组成。硬件由中央处理单元（Central Processor Unit，CPU），只读存储器（Read Only Memory，ROM）、内存（Random Access Memory，RAM）、闪存（FLASH Memory）、非易失性内存（Nonvolatile RAM，NVRAM）、接口、控制台端口（CONsole Port）、辅助端口（AUXiliary Port）、线缆（CABle）等物理硬件和电路组成；软件由路由器的IOS操作系统和运行配置文件组成。

1．处理器

路由器实质上是一种专用的计算机主机，它包含了一个“中央处理单元”（CPU），不同系列和型号的路由器，其CPU也不尽相同。CPU的主要任务是负责路由器的配置管理、维护路由表，选择最佳路由，转发数据包。

2．存储器

路由器主要采用4种类型的存储器：ROM、RAM、Flash RAM、NVRAM。

（1）ROM（只读内存）

ROM保存着加电自测试诊断所需的指令、自举程序、路由器IOS（Internetwork Operating System）操作系统的引导部分，负责路由器的引导和诊断（系统初始化功能）。它是路由器的启动软件，负责使路由器进入正常的工作状态。ROM通常存放在一个或多个芯片上，或插接在路由器的主板上。ROM中软件的升级需要替换CPU中的可插拔芯片。

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（Boot Strap）：用于启动路由器并载入IOS操作系统。

（2）闪存（Flash）

Flash RAM（闪存），是可读可写的存储器，保存IOS操作系统（IOS映像和微代码），当IOS升级时，无需更换处理器的芯片，只要改写Flash RAM中的内容即可，其作用相当于硬盘。在系统重新启动或关机之后仍能保存数据，维持路由器的正常工作。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络故障。闪存要么安装在主机的SIMM槽上，要么做成一块PCMCIA卡。

（3）非易失性RAM（NVRAM）

NVRAM（非易失性RAM）是可读可写的存储器，保存IOS在路由器启动时读入的启动配置数据（配置文件Startup-Config）。当路由器启动时，首先寻找并执行该配置。路由器启动后，该配置就成了“运行配置”，修改运行配置并保存后，运行配置就被复制到NVRAM中变为启动配置，在下次路由器启动时将调入修改后的新配置。NVRAM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（随机存取内存），可读可写的存储器，只有RAM在路由器启动或断电时，丢失内容，和计算机中的RAM一样。RAM的作用有：

① 存放路由表

② 作为高速缓存（地址解析协议ARP的高速缓存、快速交换的高速缓存、临时的和运行的配置文件）

③ 数据的存储器（作为数据包的缓冲、数据包保持队列）

④ 命令（程序代码）

RAM的存取速度优于前面所提到的三种存储器的存取速度，使得路由器的CPU能迅速访问这些信息。

3．路由器的接口

路由器能够进行网络互联是通过接口完成的，它可以与各种各样的网络进行物理连接，路由器的接口技术很复杂，接口类型也很多。路由器的接口主要分局域网接口、广域网接口和配置接口三类。每个接口都有自己的名字和编号，在路由器上均有标注。根据路由器产品的不同，其接口数目和类型也不相同，实验室中常见的接口是以太网RJ45接口（标注f1/1）及高速同步串口（标注s1/1）。

（1）局域网接口

RJ45接口：双绞线以太网接口，标注“Fastethernet 1/1”等，有10M、100M、1000M之分，目前最多的是100M。

SC接口：光纤接口，连接快速以太网或千兆以太网交换机，只有高级路由器才有。

（2）广域网接口：

高速同步串口：可连接DDN、帧中继、X.25、E1等。

同步/异步串口：用于Modem或Modem池的连接，实现远程计算机通过公用电话网拨入网络。

ISDN BRI接口：用于ISDN线路通过路由器实现与Internet或其他远程网络的连接，可实现128Kbps的通信速率。

xDSL接口：用于xDSL线路的连接。

（3）配置接口：

AUX接口：该接口为异步接口，主要用于远程配置、拨号备份、Modem连接。支持硬件流控制，很少使用。

Console接口：该接口为异步接口，主要连接终端或支持终端仿真程序计算机，在本地配置路由器。不支持硬件流控制，这是最常用的配置接口。

4．路由器操作系统

IOS配置通常是通过基于文本的命令行接口（Command Line Interface，CLI）进行的。

5．配置文件

有两种类型的配置文件：

（1）启动配置文件（Startup-config)：也称为备份配置文件，被保存在NVRAM中。

（2）运行配置文件（running-config）：也称为活动配置文件，驻留在内存中。

2.1.3 可选配的路由器接口类型及应用

路由器作为网络之间的互联设备，因其连接的网络多种多样，所以其接口类型也很多。锐捷路由器支持多种型号的接口类型，主要包含：E1、ISDN、VOIP、V.35、异步接口类型。

1．E1接口及应用

E1接口在路由器这一端的表现形式主要是DB9接口，而在另一端DCE设备（比如光纤转换器、接口转换器、协议转换器、光端机等）一端的接口表现形式有两种：G.703非平衡的75 ohm，平衡的120 ohm2种接口。

路由器上的E1接口模块：

应用：

l 将整个2M用作一条链路，如DDN 2M；

l 将2M用作若干个64k及其组合，如128K，256K等，如CE1；

l 用作语音交换机的数字中继，这也是E1最本来的用法，一条E1可以传30路话音。PRI就是其中的最常用的一种接入方式。

2．V35接口类型及应用

V.35接口在路由器一端为DB50接口，外接网络端为34针接口。V.35电缆用于同步方式传输数据，在接口上封装 x.25、帧中继、ppp、slIP、lapb 等链路层协议，支持IP、IPX网络层协议。V.35 电缆传输（同步方式下）的公认最高速率是2mbps，传输距离与传输速率有关，在V35接口上速率与接口的关系是：2400bps-1250m；4800bps-625m；9600bps-312m； 19200bps-156m；38400bps-78m；56000bps-60m；64000bps-50m；2048000bps-30m

应用：

V35接口的使用既广泛又很单一，在所有的低速同步线路（64K-128K）的线路上都使用它。

3．异步接口类型及应用