本章導讀

本章重點介紹了路由器的組成、配置模式、啟動過程、基本配置、工作原理等。

本章的學習目標：

& 掌握路由器的內部結構

& 熟練掌握路由器的啟動過程

& 了解路由器的工作原理

& 掌握路由器的基本配置

2.1 路由器基礎知識

2.1.1 路由器面板

交換機的接口大多在前面板上，路由器的大部分接口都在后面板上，路由器的前面板上只有一些指示燈銳捷路由器將CONSOLE配置口（控制臺端口）和AUX配置口(輔助端口)放置在前面板上，所以路由器經常反過來安裝在實驗室，以便于接線。有些路由器有兩個同步串口，有些路由器有多個網絡接口卡插槽和模塊插槽，如圖2-1所示。有些路由器有兩個同步串口，有些路由器有多個網絡接口卡插槽和模塊插槽，如圖2-1所示。

2.1.2 路由器的組成

由硬件和軟件組成的路由器。硬件由中央處理單元組成（Central Processor Unit，CPU），只讀存儲器（Read Only Memory，ROM）、內存（Random Access Memory，RAM）、閃存（FLASH Memory）、非易失性內存（Nonvolatile RAM，NVRAM）、接口，控制臺端口（CONsole Port）、輔助端口（AUXiliary Port）、線纜（CABle）由路由器組成的物理硬件和電路；IOS由操作系統和操作配置文件組成。

1．處理器

路由器本質上是一種包含中央處理單元的特殊計算機主機（CPU），不同系列和型號的路由器CPU也不一樣。

1．處理器

路由器本質上是一種包含中央處理單元的特殊計算機主機（CPU），不同系列和型號的路由器CPU也不一樣。CPU主要任務是管理和維護路由器的配置，選擇最佳路由，轉發數據包。

2．存儲器

路由器主要使用四種類型的存儲器：ROM、RAM、Flash RAM、NVRAM。

（1）ROM(只讀內存)

ROM保存加電自測診斷所需的指令、自舉程序和路由器IOS（Internetwork Operating System）操作系統的指導部分負責路由器的指導和診斷(系統的初始化功能)。它是使路由器進入正常工作狀態的路由器啟動軟件。ROM通常存儲在一個或多個芯片上，或插入路由器的主板上。ROM軟件升級需要替換CPU可插拔芯片。

ROM主要包括：

① 系統加電自檢代碼（POST）：檢測路由器各硬件部件是否完好。

② 系統引導區域代碼（Boot Strap）：用于啟動路由器并載入IOS操作系統。

（2）閃存（Flash）

Flash RAM(閃存)是保存可讀可寫的存儲器IOS操作系統（IOS當IOS升級時，無需更換處理器芯片，只需重寫即可Flash RAM內容可以，其作用相當于硬盤。數據仍然可以在系統重新啟動或關閉后保存，以保持路由器的正常運行。事實上，如果Flash容量足夠大，甚至可以存儲多個操作系統IOS升級非常有用。不知道新版本IOS升級后是否穩定可以保留舊版本IOS，出現問題時，可迅速返回舊版本的操作系統，避免長期網絡故障。閃存或安裝在主機上SIMM要么在槽上做成一塊PCMCIA卡。

(3)非易失性RAM（NVRAM）

NVRAM（非易失性RAM）保存可讀可寫存儲器IOS路由器啟動時讀取的啟動配置數據(配置文件)Startup-Config）。當路由器啟動時，首先找到并執行配置。路由器啟動后，該配置成為運行配置NVRAM將其轉換為啟動配置，并在下次路由器啟動時轉換為修改后的新配置。NVRAM路由器上通常只配置32個容量KB~128KB大小的NVRAM。同時，NVRAM速度快，成本高。

(4)隨機存儲器（RAM）

RAM(隨機存取內存)，只有可讀可寫的存儲器RAM當路由器啟動或斷電時，丟失計算機中的內容和RAM一樣。RAM的作用有：

① 存放路由表

② 作為高速緩存(地址分析協議)ARP高速緩存、快速交換、臨時和運行的配置文件)

③ 數據存儲器(作為數據包緩沖，數據包保持隊列)

④ 命令(程序代碼)

RAM存取速度優于上述三種存儲器，使路由器CPU能夠快速訪問這些信息。

3.路由器接口

路由器可以通過接口進行網絡互聯，可以物理連接到各種網絡。路由器的接口技術非常復雜，接口類型也很多。

3.路由器接口

路由器可以通過接口進行網絡互聯。它可以物理連接到各種網絡。路由器的接口技術非常復雜，接口類型也很多。路由器接口主要分為局域網接口、廣域網接口和配置接口。每個接口都有自己的名字和號碼，并在路由器上標記。根據路由器產品的不同，接口的數量和類型也不同。以太網是實驗室中常見的接口RJ45接口（標注f1/1s1/1）。

(1)局域網接口

RJ45接口：雙絞線以太網接口，標注“Fastethernet 1/1”等，有10M、100M、1000M目前最多100M。

SC接口：光纖接口，連接快速以太網或千兆以太網交換機，只有高級路由器。

(2)廣域網接口:

高速同步串口：可連接DDN、幀中繼、X.25、E1等。

同步/異步串口:Modem或Modem通過公共電話網絡將遠程計算機連接到網絡上。

ISDN BRI接口：用于ISDN通過路由器實現線路Internet128Kbps通信速率。

xDSL接口：用于xDSL連接線路。

(3)配置接口:

AUX接口：該接口為異步接口，主要用于遠程配置、撥號備份、Modem連接。支持硬件流控制，很少使用。

Console接口：該接口為異步接口，主要連接終端或支持終端模擬程序計算機，并在本地配置路由器。最常用的配置接口是不支持硬件流控制。

4.路由器操作系統

IOS基于文本的命令行接口通常通過配置（Command Line Interface，CLI）進行的。

5．配置文件

配置文件有兩種類型：

(1)啟動配置文件（Startup-config)：也稱備份配置文件，保存在中NVRAM中。

(2)運行配置文件（running-config）：也稱為活動配置文件，駐留在內存中。

2.1.3 可選路由器接口類型及應用

1．E1接口及應用

E路由器一端接口的表現主要是DB9接口，在另一端DCE一端有兩種接口表現形式：光纖轉換器、接口轉換器、協議轉換器、光端機等。G.703非平衡的75 ohm，平衡的120 ohm2種接口。

路由器上的E1接口模塊：

應用：

l 將2M用作若干個64k及其組合，如128K，256K等，如CE1；

l 用作語音交換機的數字中繼器，也是E最初的用法，一條E30路話路話音。PRI是最常用的接入方式之一。PRI是最常用的接入方式之一。

2．V35接口類型及應用

V.路由器一端有35個接口DB50接口，外部網絡端為34針接口。V.35電纜用于同步傳輸數據，包裝在接口上 x.25、幀中繼、ppp、slip、lapb 等鏈路層協議，支持IP、IPX網絡層協議。V.35 公認的電纜傳輸最高速率為2mbps，傳輸距離與傳輸速率有關，在V接口上速率與接口的關系是：2400bps-1250m；4800bps-625m；9600bps-312m； 19200bps-156m；38400bps-78m；56000bps-60m；64000bps-50m；2048000bps-30m

應用：

V35界面廣泛而單一，所有低速同步線(64K-128K）它用于所有線路。

3.異步接口類型及應用

遵循異步接口線路EIA最傳統和典型的異步接口是指定的標準RS-232。

3.異步接口類型及應用

遵循異步接口線路EIA最傳統和典型的異步接口是指定的標準RS-232.路由器上使用的接口類型有RS-232、DB-25、DB-9、RJ-45等。

應用：

l 撥號服務器作為接入服務器的接口。

l 異步專線的接入接口用異步接口連接到異步專線MODEM上。

l 使用啞終端，使用路由器的異步接口TELNET連接啞終端的方式。

l 反向使用于實驗室TELNET的應用場合

l 在撥號備份環境中，異步接口可連接到異步專線/PSTN/ISDN備份接口為線路。

4．ISDN接口及應用

ISDN該設備包括交換機和網絡終端設備。網絡終端設備（NT）有ISDN小交換機、ISDN適配器、ISDN路由器、數字電話等，數字電話占據B信道。它安裝在用戶處，分為NT1和NT它使數字信號在普通電話線上傳輸和接受。

中國電話局提供的ISDN基群速率接口（PRI）為30B D。ISDN的PRI提供30個B信道和1個64個Kbps的 D總速率可達2.048Mbps。B信道速率為64Kbps，用于傳輸用戶數據，D信道主要傳輸控制信令。我國ISDN建立和使用撥號ISP它可以作為連接DDN或備用幀中繼線。與電話網絡不同的交換設備，ISDN用戶與電信局之間的連接采用數字信號，因此ISDN信道建立時間短，線路通信質量好，誤碼率低，重傳率低。

應用：

l 在ADSL推廣前做簡單的上網線路；

l 作為廣域網絡主線的備份線，備份主線速度快，穩定性高，容易被用戶接受；

l 可作為普通電話使用，ISDN盡管是數字電子線路，但其傳輸的網絡介質同樣是公共電話網，所以在用戶不上網的時，可以把它作為普通電話使用。

5．VOIP接口及應用

傳統語音，從呼叫方到接收方，完全通過PSTN網絡相互連接，VOIP語音不同，IP語音位于公共電話網，提供傳輸服務IP在網絡接口處，用戶撥打電話VOIP通過程控電話交換機轉接電話時IP語音網關，在由IP語音網關將用戶話路數據轉發到IP網絡，通過IP該網絡由呼叫用戶電話所屬IP網關，然后將數據轉移到被稱用戶的電話號碼PSTN在互聯網上，被稱為用戶的電話最終可以使用IP網絡共享帶寬，充分利用資源優勢。

VOIP的語音接口共有兩種型號：FXO、FXS。

VOIP有兩種語音接口：FXO、FXS。FXO：它是一種不給他連接的設備供電的接口，所以它主要用于連接ISP中繼線。FXS：它是一個傳輸信號和電源的接口，可以直接連接到傳真機或電話上。

應用：

在所有存在IP網絡的地方，只要在路由器上安裝了相應的語音模塊，都可以使用VOIP

2.1.4 路由器的啟動過程

(1)打開路由器電源后，系統硬件進行加電自檢（POST）。運行ROM硬件檢測程序，檢測各部件是否能正常工作。硬件檢測完成后，軟件初始化開始。

(2)軟件初始化過程。加載并運行ROM中的BootStrap啟動程序，進行初步指導。

（3）定 位并