Что следующее является функциями озу в маршрутизаторе
Маршрутизация
Компоненты маршрутизатора и их Функции
Как и PC, маршрутизатор также включает:
Центральный процессор (ЦП)
Оперативную память (RAM)
ЦП выполняет инструкции операционной системы, такие как системная инициализация, функции маршрутизации и коммутационные функции.
RAM хранит инструкции, и данные должны были быть выполнены ЦП. RAM используется, чтобы хранить следующие компоненты:
Операционная система: Cisco IOS (Межсетевая Операционная система) копируется в RAM во время начальной загрузки.
Таблица маршрутизации IP: Этот файл хранит информацию о непосредственно соединенных и удаленных сетях. Она используется, чтобы определить лучший маршрут для передачи пакета.
Кэш ARP: Этот кэш содержит сопоставления адресов IPv4 с MAC-адресами, подобно кэшу ARP на PC. Кэш ARP используется на маршрутизаторах, у которых есть интерфейсы LAN, такие как интерфейсы Ethernet.
Пакетный Буфер: Пакеты временно сохраняются в буфере, когда прибывают на интерфейс, или прежде, чем они выйдут из интерфейса.
RAM является энергозависимой памятью и теряет свое содержимое, когда маршрутизатор выключается или перезапускается. Однако, маршрутизатор также содержит постоянные области хранения, такие как ROM, флэш-память и NVRAM.
ROM является формой постоянного хранения. Устройства Cisco используют ROM, чтобы хранить:
Инструкции начальной загрузки
Основное диагностическое программное обеспечение
Упрощенную версию IOS
Флэш-память
Флэш-память является энергонезависимой памятью компьютера, которая может быть электрически сохранена и стерта. Flash используется в качестве постоянного хранения для операционной системы, Cisco IOS. В большинстве моделей маршрутизаторов Cisco IOS постоянно хранится во флэш-памяти и копируется в RAM во время процесса начальной загрузки, где она затем выполняется ЦП. Некоторые более старые модели маршрутизаторов Cisco, выполняют IOS непосредственно из флэш-памяти. Flash состоит из SIMM или карт PCMCIA, которые могут быть обновлены, чтобы увеличить объем флэш-памяти.
Флэш-память не теряет свое содержимое, когда маршрутизатор отключается или перезапускается.
NVRAM
NVRAM (Энергонезависимая RAM) не теряет свою информацию, когда питание отключается. Она отличается от наиболее распространенных форм RAM, таких как DRAM, которая требует непрерывного питания, чтобы хранить свою информацию. NVRAM используется Cisco IOS в качестве постоянного хранения для конфигурационного файла запуска (конфигурация запуска). Все изменения конфигурации сохраняются в файле рабочей конфигурации в RAM, и за редким исключением, сразу реализуются IOS. Чтобы сохранить эти изменения в случае, если маршрутизатор перезапускается или теряет питание, рабочая конфигурация должна быть скопирована в NVRAM, где она сохраняется как файл конфигурации запуска. NVRAM сохраняет свое содержимое, даже когда маршрутизатор перезагружается или выключается.
Для специалиста по сетевым технологиям более важно понимать функцию основных внутренних компонентов маршрутизатора, чем точное расположение этих компонентов в конкретном маршрутизаторе. Внутренняя физическая архитектура будет отличаться от модели к модели.
Маршрутизаторы
Устройство маршрутизатора
Маршрутизатор имеет доступ к четырём типам памяти: ОЗУ, ПЗУ, энергонезависимой памяти (NVRAM) и флеш-памяти.
ОЗУ используется для хранения различных приложений и процессов, к которым относятся следующие.
Как и компьютеры, маршрутизаторы Cisco действительно используют динамическое оперативное запоминающее устройство (динамическое ОЗУ). Динамическое ОЗУ — широко распространённый тип ОЗУ, в котором хранятся инструкции и данные, необходимые для выполнения центральным процессором. В отличие от ПЗУ, ОЗУ является энергозависимой памятью и требует постоянного питания для сохранения своей информации. После отключения питания или перезагрузки маршрутизатора ОЗУ теряет всё своё содержимое.
По умолчанию маршрутизаторы серии 1941 имеют 512 МБ динамической оперативной памяти (DRAM), встроенной в основную системную плату, и один разъём для модуля памяти с двухрядным расположением микросхем (DIMM) на случай дополнительного расширения памяти до 2 ГБ. Модели Cisco 2901, 2911 и 2921 имеют 512 МБ встроенной памяти DRAM. Обратите внимание, что маршрутизаторы ISR первого поколения и более старые маршрутизаторы Cisco не имеют встроенной памяти ОЗУ.
Маршрутизаторы Cisco используют ПЗУ для хранения следующих данных.
ПЗУ — это микропрограмма на интегральной схеме внутри маршрутизатора, которая сохраняет своё содержимое при отключении питания или перезагрузке маршрутизатора.
Энергонезависимая память NVRAM
Память NVRAM используется системой Cisco IOS в качестве постоянного хранилища для файла загрузочной конфигурации (файла startup-config). Как и ПЗУ, память NVRAM сохраняет своё содержимое после отключения питания.
Флеш-память — энергонезависимая компьютерная память, используемая в качестве постоянного хранилища для IOS и других системных файлов. Во время загрузки IOS копируется из флеш-памяти в ОЗУ.
Маршрутизаторы Cisco серии 1941 имеют два внешних разъёма Compact Flash. Каждый разъём поддерживает высокоскоростные носители ёмкостью до 4 ГБ.
На рисунке представлен общий обзор всех четырёх типов памяти.
Зачем WiFi Роутеру Оперативная и Флеш Память?
Когда мы читаем технические характеристики того или иного маршрутизатора, то бросаются в глаза два пункта, назначение которых на первый взгляд не совсем понятно. Это оперативная и флеш память. Если с диапазонами WiFi, количеством антенн, мощностью передатчика и площадью покрытия все очевидно, то с памятью нет. Для чего же роутеру нужна оперативная память (ОЗУ) и встроенный flash накопитель?
Оперативная память в роутере
Начнем с оперативной памяти. Прежде всего надо понимать, что роутер — это по сути небольшой компьютер. Только выполняет он не такие сложные вычислительные функции, как настольный ПК, ноутбук или даже смартфон, а более простые. Из-за чего и характеристики всех компонентов в нем более слабые. Но как и в любом компьютере маршрутизатор имеет процессор, оперативную память и флеш накопитель. При этом все они небольшой емкости.
Работа роутера заключается в обработке пакетов информации и передачи его на то или иное устройство по беспроводному сигналу или кабелю.
И так далее — сценариев действий можно придумать огромное количество. Главное понять, что оперативная память маршрутизатора задействована во всех процессах обработки информации, которая через него проходит.
Из этого можно сделать вывод — чем больше оперативная память в роутере, тем большую нагрузку он может нести
Больше одновременно подключенных устройств, больше одновременно выполняемых задач разной сложности — онлайн игры, видео, звонки по видеосвязи, наблюдения и так далее. Минимальный объем оперативной памяти для комфортного использования маршрутищатора — от 64 МБ.
Флеш память маршрутизатора
Немного другое назначение у флеш-памяти роутера, а если точнее, у встроенного flash накопителя. Это аналог SSD диска на ноутбуках и смартфонах, на котором хранится информация. Казалось бы, для чего она маршрутизатору? Дело в том, что панель управления, в которую вы заходите при настройке своей сети, это есть не что иное, как микропрограмма, то есть операционная система, установленная на роутере. В ней выставляются те или иные данные, активируются различные функции устройства. Если провести параллель с компьютером, то в нем эту роль выполняет Windows. В смартфоне — Android или iOS.
Функции маршрутизаторов
6.1. Маршрутизаторы в сетевых технологиях
Главными функциями маршрутизаторов являются:
Таким образом, маршрутизаторы обеспечивают связь между сетями и определяют наилучший путь пакета данных к сети адресата, причем технологии объединяемых локальных сетей могут быть различными.
Постоянное запоминающее устройство ( ПЗУ – ROM ) содержит программу начальной загрузки ( bootstrap ) и сокращенную версию операционной системы, установленную при изготовлении маршрутизатора. Обычно эта версия IOS используется только при выходе из строя флэш-памяти. Память ROM также поддерживает команды для теста диагностики аппаратных средств (Power-On Self Test – POST ).
6.2. Принципы маршрутизации
Информационный поток данных, созданный на прикладном уровне, на транспортном уровне «нарезается» на сегменты, которые на сетевом уровне снабжаются заголовками и образуют пакеты (см. рис. 1.7, рис. 1.8). Заголовок пакета содержит сетевые IP-адреса узла назначения и узла источника. На основе этой информации средства сетевого уровня – маршрутизаторы осуществляют передачу пакетов между конечными узлами составной сети по определенному маршруту.
Маршрутизатор оценивает доступные пути к адресату назначения и выбирает наиболее рациональный маршрут на основе некоторого критерия – метрики. При оценке возможных путей маршрутизаторы используют информацию о топологии сети. Эта информация может быть сконфигурирована сетевым администратором или собрана в ходе динамического процесса обмена информацией между маршрутизаторами, который выполняется в сети протоколами маршрутизации.
Пакет, принятый на одном ( входном ) интерфейсе, маршрутизатор должен отправить ( продвинуть ) на другой (выходной) интерфейс ( порт ), который соответствует наилучшему пути к адресату. Чтобы передать пакеты от исходной сети (от источника) до сети адресата (назначения), на сетевом Уровне 3 маршрутизаторы используют таблицы маршрутизации для определения наиболее рационального пути.
Путь от маршрутизатора A к маршрутизатору В может быть выбран:
При выборе первого пути функция коммутации реализуется за счет продвижения поступившего на интерфейс 1а маршрутизатора A пакета на интерфейс 2а. Таким образом, пакет попадает на интерфейс 1с маршрутизатора С, который продвинет полученный пакет на свой выходной интерфейс 3с, т. е. передаст полученный пакет маршрутизатору В.
В процессе передачи пакета по сети используются как сетевые логические адреса (IP-адреса), так и физические адреса устройств ( MAC-адреса в сетях Ethernet ). Например, при передаче информации с компьютера Host X локальной сети Сеть 1, ( рис. 6.6) на компьютер Host Y, находящийся в удаленной Сети 2, определен маршрут через маршрутизаторы A, B, C.
Когда узел Host Х Сети 1 передает пакет адресату Host Y из другой Сети 2, ему известен сетевой IP- адрес получателя, который записывается в заголовке пакета, т. е. известен адрес 3-го уровня. При инкапсуляции пакета в кадр источник информации Host Х должен задать в заголовке кадра канальные адреса назначения и источника, т. е. адрес 2-го уровня (табл. 6.1).
| Заголовок кадра | Заголовок пакета | Поле данных | Концевик (трейлер) | ||
| МАС-адрес назначения | МАС-адрес источника | IP-адрес назначения | IP-адрес источника | Данные | Контрольная сумма |
Артём Санников
Языки программирования
Базы данных
Программное обеспечение
Операционные системы
Мобильная разработка
Менеджеры пакетов
Сетевые технологии
CMS системы
Математика
SEO продвижение
Социальные сети
Психология
Хостинг провайдер
Смартфоны
Функции маршрутизатора. CCNA Routing and Switching Essentials.
Характеристики сети
Появление сетей существенно отразилось на нашей повседневной жизни. Помимо нашего образа жизни, они также повлияли на рабочие процессы и способы развлечений.
Сети позволяют нам общаться, сотрудничать и взаимодействовать в совершенно новой форме. Мы по-разному используем сети — пользуемся веб-приложениями, IP-телефонией, проводим видеоконференции, играем онлайн, учимся и делаем покупки через Интернет и т. д.
Как показано на рисунке, при обсуждении сетевых технологий можно упомянуть множество ключевых структур и свойств, связанных с производительностью сети.
Эти характеристики и свойства обеспечивают способы для сравнения различных сетевых решений.
Примечание. Хотя термин «скорость» нередко используется для обозначения пропускной способности сети, технически это неправильно. Фактическая скорость, с которой передаются биты, остается неизменной в рамках одной среды. Различие в пропускной способности возникает из-за количества бит, передаваемых за секунду, а не из-за скорости их прохождения по проводам или беспроводной среде.
Необходимость маршрутизации
Каким образом, щелкнув на ссылку в веб-браузере, мы получаем желаемую информацию в считанные секунды? Несмотря на то что происходит это благодаря слаженной работе множества устройств и технологий, главным устройством является маршрутизатор. Говоря простым языком, маршрутизатор соединяет две сети вместе.
Обмен данными между сетями был бы невозможен без маршрутизатора, который определяет оптимальный путь до пункта назначения и пересылает трафик на следующий маршрутизатор по сети. Маршрутизатор отвечает за выбор маршрута для пересылки трафика между сетями.
В топологии на рисунке маршрутизаторы соединяют сети на разных узлах. При получении пакета на интерфейсе маршрутизатор использует свою таблицу маршрутизации для определения оптимального пути до пункта назначения. Пунктом назначения для IP-пакета может быть веб-сервер, расположенный в другой стране, или сервер электронной почты в локальной сети. Именно маршрутизаторы отвечают за эффективную доставку этих пакетов. Эффективность передачи данных между сетями в значительной степени зависит от возможности маршрутизаторов пересылать пакеты по наиболее оптимальному пути.
Маршрутизаторы как компьютеры
Как показано на рисунке ниже, для работы большинства устройств с поддержкой сети (например, компьютеры, планшеты и смартфоны) требуются следующие компоненты:
Каким образом, щелкнув на ссылку в веб-браузере, мы получаем желаемую информацию в считанные секунды? Несмотря на то что происходит это благодаря слаженной работе множества устройств и технологий, главным устройством является маршрутизатор. Говоря простым языком, маршрутизатор соединяет две сети вместе.
Обмен данными между сетями был бы невозможен без маршрутизатора, который определяет оптимальный путь до пункта назначения и пересылает трафик на следующий маршрутизатор по сети. Маршрутизатор отвечает за выбор маршрута для пересылки трафика между сетями.
В топологии на рисунке маршрутизаторы соединяют сети на разных узлах. При получении пакета на интерфейсе маршрутизатор использует свою таблицу маршрутизации для определения оптимального пути до пункта назначения. Пунктом назначения для IP-пакета может быть веб-сервер, расположенный в другой стране, или сервер электронной почты в локальной сети. Именно маршрутизаторы отвечают за эффективную доставку этих пакетов. Эффективность передачи данных между сетями в значительной степени зависит от возможности маршрутизаторов пересылать пакеты по наиболее оптимальному пути.
Маршрутизаторы как компьютеры
Как показано на рисунке ниже, для работы большинства устройств с поддержкой сети (например, компьютеры, планшеты и смартфоны) требуются следующие компоненты:
По сути, маршрутизатор — это специализированный компьютер. Для его работы необходимы ЦП и память, в которой хранятся данные для выполнения инструкций операционной системы, например инициализации системы, функций маршрутизации и коммутации.
Примечание. В качестве системного ПО устройства Cisco используют операционную систему Cisco IOS.
Память маршрутизатора бывает энергозависимая и энергонезависимая. При отключении питания содержимое энергозависимой памяти теряется, а содержимое энергонезависимой памяти сохраняется.
В таблице ниже представлены типы памяти маршрутизатора с указанием критерия энергозависимости, а также приведены примеры данных, хранящихся в том или ином типе памяти.
В отличие от компьютера, маршрутизаторы не имеют видео- и звуковых карт. Вместо этого маршрутизаторы оснащены специализированными портами и сетевыми платами для подключения устройств к другим сетям. На рисунке ниже описываются некоторые из этих портов и интерфейсов.
Маршрутизаторы соединяют сети
Большинство пользователей не знают о наличии множества маршрутизаторов в собственной сети или в Интернете. Пользователи хотят открывать веб-страницы, отправлять сообщения электронной почты и загружать музыку вне независимости от того, в собственной или в другой сети находится сервер, к которому они получают доступ. Сетевые специалисты знают, что именно маршрутизатор обеспечивает пересылку пакетов из сети в сеть, от первоисточника до конечного назначения.
Маршрутизатор соединяет много сетей, и это означает, что он оснащен множеством интерфейсов, каждый из которых принадлежит другой IP-сети. Когда маршрутизатор получает IP-пакет на одном интерфейсе, он определяет, какой интерфейс следует использовать для пересылки пакета до места назначения. Интерфейс, который использует маршрутизатор для пересылки пакета, может быть конечной точкой маршрута, или же сетью, подключенной к другому маршрутизатору, используемому для достижения сети назначения.
В анимации ниже маршрутизаторы R1 и R2 отвечают за получение пакета в одной сети и пересылку этого же пакета из другой сети по направлению в сеть назначения.
Как правило, каждая сеть, к которой подключается маршрутизатор, требует отдельного интерфейса. Эти интерфейсы используются для соединения как локальных (LAN), так и глобальных сетей (WAN). В большинстве случаев, LAN — это сети Ethernet, содержащие такие устройства, как ПК, принтеры и серверы. WAN используются для соединения сетей на больших территориях. Например, подключение к WAN обычно используется для подключения LAN к сети интернет-провайдера (ISP).
Обратите внимание, что для соединения с другими узлами для каждого узла на рис. 2 требуется использование маршрутизатора. Даже в домашнем офисе требуется маршрутизатор. В сетевой топологии домашнего офиса маршрутизатор представляет собой специализированное устройство, которое представляет множество сервисов для домашней сети.
Маршрутизаторы выбирают оптимальные пути
Основные функции маршрутизаторов:
Маршрутизатор использует свою таблицу маршрутизации, чтобы найти оптимальный путь для пересылки пакетов. Когда маршрутизатор получает пакет, он проверяет адрес назначения пакета и использует таблицу маршрутизации для поиска оптимального пути к нужной сети. Кроме того, в таблице маршрутизации учитывается, какой интерфейс следует использовать для пересылки пакетов в каждую известную сеть. Если оптимальный маршрут найден, маршрутизатор инкапсулирует пакет в кадр канала передачи данных исходящего или выходного интерфейса и пересылает пакет до пункта назначения.
Маршрутизатор может получать пакет, который инкапсулирован в кадр канала передачи данных одного типа, и отправить пакет из интерфейса, который использует другой тип кадра канала передачи данных. Например, маршрутизатор может получить пакет на интерфейсе Ethernet, но должен переслать пакет из интерфейса, настроенного с помощью протокола «точка-точка» (PPP). Инкапсуляция канала передачи данных зависит от типа интерфейса маршрутизатора и типа передающей среды, к которой он подключен. Различные технологии каналов передачи данных, к которым может подключиться маршрутизатор, включают в себя Ethernet, PPP, Frame Relay, DSL, кабельные и беспроводные сети (802.11, Bluetooth и др.).
Анимация на рисунке демонстрирует передачу пакета от ПК источника до ПК назначения. Обратите внимание, что именно маршрутизатор отвечает за поиск сети назначения в своей таблице маршрутизации и пересылку пакета до пункта назначения. В этом примере маршрутизатор R1 получает пакет, инкапсулированный в кадр Ethernet. После деинкапсуляции пакета маршрутизатор R1 использует IP-адрес назначения пакета для поиска соответствующего сетевого адреса в своей таблице маршрутизации. После того, как в таблице маршрутизации найден сетевой адрес, маршрутизатор R1 инкапсулирует пакет внутри кадра PPP и пересылает пакет маршрутизатору R2. Аналогичный процесс выполняется на маршрутизаторе R2.
Примечание. Для того чтобы узнать об удаленных сетях и построить таблицы маршрутизации, маршрутизаторы используют протоколы статической и динамической маршрутизации.
Механизмы пересылки пакетов
Маршрутизаторы поддерживают три механизма пересылки пакетов:
Рис. 1-3 иллюстрируют различия между тремя механизмами пересылки пакетов. Допустим, что поток трафика, состоящий из пяти пакетов, отправлен в одно место назначения. Как показано на рис. 1, при программной коммутации каждый пакет должен быть по отдельности обработан центральным процессором. Сравните данный механизм с механизмом быстрой коммутации, проиллюстрированным на рис. 2. При быстрой коммутации только первый пакет потока проходит программную коммутацию, после чего он добавляется в кэш быстрой коммутации. Следующие четыре пакета быстро обрабатываются, исходя из информации в кэш-памяти. На рис. 3 процесс CEF формирует базу данных FIB и таблицу смежности после завершения сходимости сети. Все пять пакетов быстро обрабатываются на уровне данных.
Рис 1 — Программная коммутация
Рис 2 — Быстрая коммутация
Рис 3 — Cisco Express Forwarding (CEF)
Три механизма пересылки пакетов можно описать, проведя следующую аналогию:
Источник: Академия Cisco.
Другие статьи из категории «CCNA: Routing and Switching Essentials»