尽管路由器类型和型号多种多样,但每种路由器都具有相同的通用硬件组件。根据型号的不同,这些组件在路由器内部的位置有所差异。

路由器组件及其功能

与 PC 一样,路由器也包含:

中央处理器 (CPU)

随机访问存储器 (RAM)

只读存储器 (ROM)

Cisco 1841 路由器的内部组件逻辑图

CPU

CPU 执行操作系统指令,如系统初始化、路由功能和交换功能。

RAM

RAM 存储 CPU 所需执行的指令和数据。RAM 用于存储以下组件:

操作系统:启动时,操作系统会将 Cisco IOS (Internetwork Operating System) 复制到 RAM 中。

运行配置文件:这是存储路由器 IOS 当前所用的配置命令的配置文件。除几个特例外,路由器上配置的所有命令均存储于运行配置文件,此文件也称为 running-config.

IP 路由表:此文件存储着直连网络以及远程网络的相关信息,用于确定转发数据包的Z佳路径。

ARP 缓存:此缓存包含 IPv4 地址到 MAC 地址的映射,类似于 PC 上的 ARP 缓存。ARP 缓存用在有 LAN 接口(如以太网接口)的路由器上。

数据包缓冲区:数据包到达接口之后以及从接口送出之前,都会暂时存储在缓冲区中。

RAM 是易失性存储器,如果路由器断电或重新启动,RAM 中的内容就会丢失。但是,路由器也具有永久性存储区域,如 ROM、闪存和 NVRAM.

ROM

ROM 是一种永久性存储器。Cisco 设备使用 ROM 来存储:

bootstrap 指令

基本诊断软件

精简版 IOS

ROM 使用的是固件,即内嵌于集成电路中的软件。固件包含一般不需要修改或升级的软件,如启动指令。许多类似功能(包括 ROM 监控软件)将在后续课程讨论。如果路由器断电或重新启动,ROM 中的内容不会丢失。

闪存

闪存是非易失性计算机存储器,可以电子的方式存储和擦除。闪存用作操作系统 Cisco IOS 的永久性存储器。在大多数 Cisco 路由器型号中,IOS 是永久性存储在闪存中的,在启动过程中才复制到 RAM,然后再由 CPU 执行。某些较早的 Cisco 路由器型号则直接从闪存运行 IOS.闪存由 SIMM 卡或 PCMCIA 卡担当,可以通过升级这些卡来增加闪存的容量。

如果路由器断电或重新启动,闪存中的内容不会丢失。

NVRAM

NVRAM(非易失性 RAM)在电源关闭后不会丢失信息。这与大多数普通 RAM(如 DRAM)不同,后者需要持续的电源才能保持信息。NVRAM 被 Cisco IOS 用作存储启动配置文件 (startup-config) 的永久性存储器。所有配置更改都存储于 RAM 的 running-config 文件中(有几个特例除外),并由 IOS 立即执行。要保存这些更改以防路由器重新启动或断电,必须将 running-config 复制到 NVRAM,并在其中存储为 startup-config 文件。即使路由器重新启动或断电,NVRAM 也不会丢失其内容。

对网络工程师而言,相对路由器内部组件的具体位置,更为重要的是要理解路由器主要内部组件的功能。路由器的内部物理体系结构视型号不同而不同。