Componentele interne ale unui ruter

Componentele interne ale unui ruter

In timp ce arhitectura standard a ruter-ului variaza de la un model la altul, vom prezenta in figura urmatoare principalele componente interne ale unui ruter. Acestea sunt:

• interfetele terminale, care permit accesul la ruter;
• porturile "Console" si "Auxiliary", folosite in principal pentru configurarea initiala a ruterelor ;
• principalele tipuri de memorii ale unui ruter: RAM, NVRAM, Flash, ROM.

Figura 1 - Componentele unui ruter

1 Memoriile interne ale ruterului

Exista patru memorii principale intr-un ruter: Memoria Flash, RAM, ROM, si NVRAM. Desenul urmator ilustreaza memoriile unui ruter si principalele functii ale acestor memorii:

Figura 2 -Functiile memoriilor unui ruter

1.1 Memoria ROM

In modele mai vechi ale ruterului Cisco, cipurile Read-Only Memory (ROM) au fost folosite pentru a stoca software-ul IOS. In modele mai noi, nu mai este cazul sa le folosim pentru aceasta. Imaginea IOS este acum stocata in memoria Flash (acesta poate fi, de asemenea, stocata pe un server TFTP). ROM este acum folosita ca zona de memorie de la care un ruter Cisco incepe procesul de bootare si este formata dintr-un numar de elemente ce sunt puse in aplicare prin intermediul unui microcod( un set de instructiuni de programare care sunt continute in ROM) si sunt:

. Power-On Self Test (POST). Cand ruterul este alimentat, microcodul stocat in ROM efectueaza o secventa POST. Aceasta este folosita pentru a se asigura ca elemente, cum ar fi de procesorul, memoria si interfetele sunt capabile sa functioneze corect.

. Programul de bootstrap. Programul de bootstrap este utilizat pentru a initializa procesorul si pentru a incarca functiile ruterului. Programul de bootstrap este responsabil pentru gasirea si incarcarea sistemului de operare pe ruter.

. Monitorul ROM este un mediu de diagnostic utilizat in scopul de depanare sau configurare speciala. De exemplu, acest mod poate fi utilizat pentru a transfera o imagine IOS pe o consola de conectare.

. RxBoot. Cand o imagine IOS valabila nu poate fi gasita in Flash sau pe un server TFTP, aceasta versiune limitata IOS este incarcata cu scopul de a instala o noua copie IOS in Flash. Este, de asemenea, denumit uneori incarcator de boot, imagine de boot sau imagine de ajutor.

Memoria ROM efectueaza aceleasi operatiuni ca memoria BIOS. El detine informatii despre componentele hardware ale sistemului si executa POST, in cazul primei porniri a ruterului. ROM este utilizata si pentru:

• depozitarea permanenta a codului de pornire de diagnostic (ROM Monitor),
• pastrarea programului de bootstrap si a software-ului de baza al sistemului de operare.

Principalele sarcini sunt diagnosticarea hardware in timpul procesului si incarcarea software-ului Cisco IOS din memoria Flash in memoria RAM. Unele rutere au, de asemenea, o versiune minimala a sistemului de operare IOS care poate fi folosita ca o sursa alternativa de boot pentru situatiile de avarie.

Memoria ROM nu poate fi stearsa, ea are un timp de acces la citire de ordinul 10^-9 sec si o dimensiune de ordinul zecilor de octeti.. Aceasta componenta poate fi actualizata prin 'scoaterea" cipurilor hardware de pe placa de baza si instalarea unora noi. O actualizare a ROM-ului asigura versiunile mai noi de IOS.

1.2 Memoria Flash

Memoria Flash este utilizata pentru a depozita una sau mai multe copii ale sistemului de operare al ruterului Cisco (in functie de capacitatea memoriei), dar si fisierele de backup. Din aceasta cauza, memoria Flash este foarte importanta si in cazul aparitiei unei erori in configurarea sistemului de operare. Timpul de acces la memorie este de ordinul 10^-6 sec, iar in timpul executiei unui ruter, continutul memoriei Flash este stabilit la modul de citire.

Ruterul incarca, in mod normal, software-ul IOS din memoria Flash. in alte rutere, o copie executabila a IOS-ului este transferata in memoria RAM in timpul procesului de incarcare(bootare). Astfel, cand un ruter este inchis sau restartat, continutul din memoria Flash nu este pierdut. Cu toate acestea, continutul sau poate fi actualizat spre deosebire de memoria BIOS a unui calculator. Adaugarea sau inlocuirea modulelor de flash Single In-Line Memory Module (Simms) sau a placilor PCMCIA poate actualiza memoria Flash.

Memoria Flash poate fi formata din:

• module de memorie Single In-Line Memory Modules (SIMMs)
• Carduri PCMCIA

De exemplu, in cazul familiei de rutere Cisco 2500, memoria Flash este implementata folosindu-se doua canale de module de memorie numite Single Inline Memory Module (SIMM), care detin memoria programabila (EEPROM). Memoria Flash are, de obicei, o dimensiune de ordinul zecilor de MB. Se poate lua in considerare adaugarea de memorii Flash suplimentare pentru a satisface cerintele de spatiu ale versiunii IOS aleasa pentru a rula. Pentru un Cisco 2501, versiunea bazata pe IP a IOS 12.0 necesita un minim de 8MB de memorie Flash. Deci, daca aveti un Cisco 2501 care este dotat cu doar 4MB de Flash, va va fi de folos cel putin o memorie suplimentara de 4MB SIMM. Pentru versiuni IOS cu setari mai avansate, se poate solicita cel putin 16MB de memorie Flash.

Cand instalati sau actualizati memoria Flash folosind mai multe SIMM-uri, este important sa retineti ca acestea trebuie sa fie de aceeasi dimensiune. De exemplu, daca aveti deja o memorie Flash de 4MB si doriti sa o actualizati, puteti fie sa o inlocuiti cu o memorie 8MB SIMM, sau pur si simplu, sa adaugati a doua memorie 4MB SIMM. Nu se pot amesteca si potrivi SIMM-urile cu diferite capacitati de stocare. Ca atare, nu se poate avea un SIMM de 4MB si unul de 8MB instalate in acelasi timp - capacitatile lor de stocare trebuie sa fie egale.

1.3 Memoria RAM

Memoria cu acces aleator (RAM) reprezinta o zona de lucru ne-permanenta sau volatila a memoriei unui ruter Cisco.

Memoria RAM este utilizata pentru:

• a stoca tabelele de rutare;
• a stoca tabelele ARP cache;
• a detine cache-ul rapid de comutare;
• a memora pachete;
• a mentine cozile de asteptare ale pachetelor;
• a asigura memorie temporara pentru fisierul de configurare al ruterului (running config) ce cuprinde informatii globale, despre procese sau despre interfete in timp ce ruterul este inchis
• a asigura spatiu de memorie pentru rularea Cisco IOS si a subsistemelor sale.

In mod implicit, memoria RAM este impartita in doua domenii principale:

• memoria Procesorului principal;
• memoria partajata de I / O.

Memoria procesorului principal cuprinde: tabela de rutare, tabelele ARP, si fisierul "running configuration". Memoria partajata de I / O este partajata intre interfete pentru stocarea temporara a pachetelor inainte de prelucrare.

Memoria RAM pierde continutul atunci cand ruterul este repornit sau inchis. Aceasta este, in general, o memorie dinamica cu acces aleator (DRAM) si poate fi actualizata prin adaugarea de module suplimentare Dual In-line Memory Module (DIMMs). Timpul de acces la memorie este de aproximativ 10^-9 sec si are o dimensiune care poate ajunge si la 1GB DRAM.

Totodata, in cazul ruterelor din familia Cisco 2500, memoria RAM are o dimensiune de 2MB, fiind legata la sistemul de bord, impreuna cu un slot SIMM pentru a adauga memorii RAM suplimentare. Cantitatea maxima de RAM care poate fi adaugata la un Cisco 2500 este de 16MB. Daca se adauga 16MB, aceasta asigura un maxim de 18MB de RAM disponibil.

De asemenea, in cazurile in care un SIMM RAM este instalat, capacitatea sa va fi folosita ca memorie principala a Procesorului, in timp ce restul de memorie RAM (2MB) va fi folosita ca memorie partajata de I / O. Daca nu este prezent niciun cip SIMM, cei 2MB de pe placa de RAM vor fi impartiti intre cele doua zone, fiecare furnizand 1 MB de spatiu de lucru. Acest lucru ar trebui sa fie evitat pentru motive de performanta.

1.4 Memoria NVRAM

Memoria non-volatila cu acces aleator (NVRAM) este folosita ca locatie de stocare pentru fisierul de configurare de pornire a ruterului (start-up config). Dupa ce ruterul incarca imaginea IOS, setarile din fisierul de configurare de pornire sunt aplicate. Atunci cand sunt facute schimbari la fisierul de configurare de pornire al unui ruter, ele trebuie sa fie intotdeauna salvate in acest fisier (stocat in NVRAM), deoarece acest tip de RAM nu pierde continutul sau atunci cand este repornit ruterul sau inchis. In unele dispozitive, NVRAM este implementata separat, folosind memorie EEPROM. In alte dispozitive, este pus in aplicare in acelasi dispozitiv Flash din care codul de bootare este incarcat.

Fisierul de configurare running config este stocat in memoria RAM care este stearsa atunci cand ruterul este inchis. Pe un ruter, memoria NVRAM are o dimensiune de ordinul zecilor de kB, de exemplu, un ruter din seria Cisco 2500 are o memorie de 32KB.

Aceasta memorie are un timp de acces de ordinul 10^-7 sec.

2 Interfete

Interfetele sunt conexiuni hardware pentru retea, incluse pe placa de baza sau adaugate sub forma unor module de extensie. Ele asigura legatura ruterului cu exterior si au urmatoarele roluri:

. conecteaza ruterul la retea pentru intrarile si iesirile cadrelor;
. pot fi situate pe placa de baza sau pe un modul separat;
. conecteaza ruterul la retelele LAN si WANs;

2.1 Tipurile de interfete utilizator ale ruterului

Sesiunea CLI (Command Line Interface) poate fi accesata prin mai multe metode.

Uzual, CLI este accesata de la o consola. Consola foloseste o conectare seriala de mica viteza direct de la un calculator sau un terminal pentru conexiunea la un ruter.

O sesiune CLI poate fi accesata de asemenea de la distanta printr-o conexiune dial-up folosind un modem conectat la portul AUX al ruterului. Nici una dintre aceste metode nu necesita ca ruterul sa aiba vreun serviciu IP configurat.

O a treia metoda de accesare a unei sesiuni CLI este prin Telnet (conectare la distanta folosind un program prin care utilizand calculatorul nostru controlam un computer aflat in alta locatie fizica fara a ne deplasa pana la el). Pentru a stabili o sesiune Telnet la ruter, cel putin o interfata trebuie sa fie configurata cu o adresa IP, iar sesiunile virtuale ale terminalelor trebuie sa fie configurate pentru inregistrare si parole.

Pentru a configura o interfata a ruterului, utilizatorul trebuie sa intre in modul configurare al interfetei. Toate comenzile introduse in modul de configurare al interfetei se aplica numai pentru acea interfata. Fiecare mod de configurare este indicat cu un prompt distinctiv si permite numai comenzi care sunt potrivite pentru acel nivel.

IOS-ul pune la dispozitie un serviciu interpretor de comenzi cunoscut ca executor de comanda (EXEC). Dupa ce e introdusa fiecare comanda, EXEC valideaza si executa comanda. Ca un element de siguranta, softul Cisco IOS separa sesiunea EXEC in doua niveluri de acces. Aceste niveluri sunt modul(nivelul) utilizator EXEC si modul(nivelul) privilegiat EXEC. Modul privilegiat EXEC este cunoscut deasemenea si ca modul de configurare. Iata caracteristicile modului utilizator EXEC si modului privilegiat EXEC:

. Modul utilizator EXEC permite un numar limitat de comenzi de baza pentru monitorizare. Acest lucru este frecvent numit ca mod de vizualizare. Modul utilizator EXEC nu permite comenzi care ar putea schimba configuratia ruterului. Modul utilizator EXEC poate fi identificat prin prompterul " > ".

. Modul privilegiat EXEC ofera acces la toate comenzile ruterului. Acest mod poate fi configurat sa ceara o parola. Pentru protectie adaugata, poate fi configurat sa ceara deasemenea si un identificator: ID. Acest lucru permite numai utilizatorilor autorizati sa acceseze ruterul. Comenzile de configurare si management cer ca administratorul retelei sa fie la nivelul "privilegiat EXEC".

Modul de configurare global si toate celelalte moduri de configurare mai speciale pot fi accesate numai prin modul privilegiat EXEC. Modul privilegiat EXEC poate fi identificat prin prompterul " # ". Pentru a accesa nivelul privilegiat EXEC din nivelul utilizator, se introduce comanda enable la prompterul " > " . Daca parola este configurata, ruterul va cere apoi acea parola. Din motive de securitate, un dispozitiv de retea Cisco nu va arata parola care este introdusa. Cand parola corecta este introdusa, prompterul ruterului se va schimba in " # ". Acest lucru indica faptul ca utilizatorul este la nivelul privilegiat EXEC. Pentru a vedea comenzile disponibile in fiecare mod putem introduce "?" iar dupa executarea acestei comenzi se vor afisa toate comenzile disponibile in acel mod. In nivelul utilizator sunt disponibile doar comenzi de baza care nu pot afecta configuratia ruterului.

Press RETURN to get started!

Router1>?

Exec commands:

<1-99> Session number to resume

connect Open a terminal connection

disconnect Disconnect an existing network connection

enable Turn on privileged commands

exit Exit from the EXEC

logout Exit from the EXEC

ping Send echo messages

resume Resume an active network connection

show Show running system information

telnet Open a telnet connection

traceroute Trace route to destination

Router1>

Router1>enable (se trece in modul privilegiat cu aceasta comanda)

Router1#?

Exec commands:

<1-99> Session number to resume

clear Reset functions

clock Manage the system clock

configure Enter configuration mode

connect Open a terminal connection

copy Copy from one file to another

debug Debugging functions (see also 'undebug')

delete Delete a file

dir List files on a filesystem

disable Turn off privileged commands

disconnect Disconnect an existing network connection

enable Turn on privileged commands

erase Erase a filesystem

exit Exit from the EXEC

logout Exit from the EXEC

no Disable debugging informations

ping Send echo messages

reload Halt and perform a cold restart

resume Resume an active network connection

setup Run the SETUP command facility

show Show running system information

telnet Open a telnet connection

traceroute Trace route to destination

undebug Disable debugging functions (see also 'debug')

vlan Configure VLAN parameters

write Write running configuration to memory, network, or terminal

Router1#