浅谈CISCO路由器的网络技术

摘 要 在现今网络飞速发展的时代中，路由器有着举足轻重的作用。本文以思科路由器为例，对路由器的组成、工作原理、操作系统、常用协议及其发展方向做了简单概述。

关键词 CISCO路由器 工作原理 协议

中图分类号：TP393 文献标识码：A

1 Cisco路由器的组成

Cisco路由器由硬件和软件组成。硬件主要包括中央处理器、内存、接口、控制台端口和辅助端口等；软件主要是路由器的IOS操作系统。

1.1Cisco路由器的硬件组成

图1 Cisco路由器的基本部件

图1展示了Cisco路由器的组成，各部件功能如下：

（1）中央处理器（CPU）；Cisco路由器一般采用Motorola 68030和Orion/R4600两种处理器。路由器的CPU负责路由器的配置管理以及数据包的转发处理工作。路由器处理数据包的速度在很大程度上取决于CPU的处理速度。

（2）内存；Cisco路由器使用几种不同类型的内存，每种内存以不同方式协助路由器进行工作。包括以下四种类型的内存：只读内存（ROM）、闪存（Flash）、易失性RAM（NVRAM）和随机存储器（RAM）。

（3）接口（interface）；每个路由器的接口均有自己的名字和编号。一个接口的全名由它的类型表示以及至少一个数字构成，其编号由数字0开始。路由器接口用作将路由器连接到网络，可以分为局域网接口和广域网接口两种。

（4）控制台端口（console port）；控制台端口提供了一个EIA/TIA-232异步串行接口，用于在本地对路由器进行配置。

（5）辅助端口（Auxiliary Port）；Auxiliary Port提供了一个EIA/TIA-232异步串行接口。它通常用于连接Modem，以实现对路由器的远程管理。

1.2 Cisco 路由器操作系统

Cisco路由器需要依靠IOS（Internetwork Operating Syetem）这个操作系统进行工作。IOS就像是Cisco设备的灵魂一样，它指挥和协调着Cisco设备的硬件进行网络服务和应用的传递。IOS是一种通过命令行方式进行配置的操作系统。通过使用IOS命令，可以为Cisco网络设备进行各种各样的配置，使之适用于各种网络功能。对于不同型号的Cisco设备，由于其硬件结构不同，它们所使用的IOS也不一样。

2 Cisco路由器工作原理

当路由器收到一个网络层数据报时，路由器便要决定是直接转发给与自己相连的网络还是发往另一个路由器，或者丢弃该数据报。路由器利用网络层的源地址和目的地址信息来确定信息发往哪一个网络，如果源网络号和目的网络号在同一个网络中则送到该网络的指定主机。一个信息包到达路由器后先进入队列，然后路由器依次进行如下处理：提取信息包的目的地址，查看路由表，如果到达目的地的路径不止一个，则选择一条最佳路径。另外，路由器在进行选择时还综合了互联网上网络负载、延时、数据报长度、数据报头中规定的服务类型等因素来选择出最优路径。

3 Cisco IOS的基本模式

Cisco的IOS的命令行模式中有四种基本的模式：

3.1用户模式（User mode）

一台新的路由器在启动过程结束后将会看见提示符“router>”，这是访问路由器的最低级模式。此时路由器处于用户命令状态，用户可以看路由器的连接状态，访问其它网络和主机，但不能看到和更改路由器的设置内容。

3.2特权模式（Privileged mode）

在router>提示符下键入enable，路由器进入特权命令状态router#，这时便可以看到和更改路由器的设置内容。用命令disable或exit可以从特权模式退回到用户模式。

3.3全局配置模式（Global mode）

在router#提示符下键入configure terminal，出现提示符router（config）#，此时路由器处于全局设置状态，可以设置路由器的全局参数。

3.4局部配制模式

路由器处于局部设置状态，可以设置路由器某个局部的参数。

在IOS操作中，无论任何状态和位置，都可以键入“？”得到系统的帮助。IOS常用指令，见表1。

4 Cisco 路由器常用协议

路由协议是路由器转发分组数据的基础，路由协议可以简单的分成内部网关协议和外部网关协议。内部网关协议是在一个自治系统（AS）内部使用的路由选择协议。内部网关协议包括一下几个：路由选择协议（RIIP）；内部网关路由协议（IGRP）；内部网关路由协议（EIGRP）；开发最短路径优先协议（OSPF）。

外部网关协议是相对与内部网关协议，它运行在各个自治系统之间的，是组成广域网不可缺少的部分。最主要的一个协议就是边界网关协议（BGP）。

RIP：最早开发的路由选择协议之一，相对链路状态路由选择协议要简单。它的路由选择是根据距离向量算法来计算的。RIP计算路径方法是使用跳数，即一跳代表一台路由器。最佳路径的选择是根据跳数的大小来决定的。如5跳和6跳相比RIP会选择5跳的路径。

RIP的一个缺陷是最大跳数是15。即目标网络超过了15个路由器跳时，它就会认为网络不可到达。

IGRP与EIGRP：都是CISCO设计的路由协议，仅能够在CISCO的路由器上去实现和部署。也是根据距离向量算法计算路径的，但其度量值不同与RIP，它要考虑带宽，延迟，可靠性等因素。

OSPF：使用链路状态路由选择确定最佳路径。其度量标准有路由器速度，流量，可靠性和安全性等。OSPF也只是在路由表中记录最佳路径而已

BGP：BGP是基于策略选路径的，策略是由自治系统管理员制定的。BGP是一个距离向量协议，它与RIP和OSPF的不同在于BGP使用TCP协议作为其传输层协议。两个运行BGP协议的系统建立连接一条TCP连接，然后交换整个BGP路由表，当路由器在发生变化时再发送更新信号。

5 路由器未来的发展

5.1速度更快

传统意义上，路由器通常被认为是网络速度的瓶颈。在局域网速度早已达到上百兆时，路由器的处理速度至多只到几十兆比特率。这几年伴随着因特网的爆炸性增长，大家对路由器的研究也重点体现在提高路由器的处理速度上。不过，IP路由器速度的提高是直接得益于ATM的概念和技术的，在IP领域中提出的许多新概念和新技术也有相当一部分是直接或间接来源于ATM，两种优秀的技术逐渐开始融合。事实上，许多公司从事高速IP路由器研发的技术人员正是过去研究ATM技术的研发人员。

5.2服务质量更好

路由器发展趋势更本质、更深刻的变化是以IP为基础的包交换数据将在未来几年内迅速取代已发展了近百年的电路交换通信方式，成为通信业务模式的主流。这意味着，IP路由器不仅要提供更快的速度以适应急剧增长的传统的计算机数据流量，而且，IP路由器也将逐步提供原电信网络所提供的种种业务。但是传统的IP路由器并不关心也不知道IP包的业务类型，一般只是按先进、先出的原则转发数据包，语音电话数据、实时视频数据、因特网浏览数据等等各种业务类型的数据都被不加区分的对待。由此可见，IP路由器要想提供包括电信广播在内的所有业务，提高服务质量（QOS）是其关键。这也正是目前各大网络设备厂商（包括Cisco，3Com，Nortel等）所努力推进的方向。事实上，QOS不仅是路由器的一个发展趋势，以路由器为核心的整个IP网络都在朝这个方向发展。

5.3管理更加智能

随着网络流量的爆炸性增长，网络规模日益膨胀，以及对网络服务质量的要求越来越高，路由器上的网络管理系统变得日益重要，网络连接已成为日常工作，生活中不可缺的部分。在保证质量的情况下最大限度地利用带宽、及早发现并诊断设备故障，迅速方便地根据需要改变配置，这些网络管理功能都日益成为直接影响网络用户和网络运营商利益的重要因素。在网络协议七层模型中，网络管理属于高层应用，目前各厂家网络管理的一个重要发展趋势是向智能化方向发展。所谓智能化又体现在两个方面，一是网络设备（路由器）之间信息交互的智能化；二是网络设备与网络管理者之间信息交互的智能化，在网络管理智能化的大趋势中，“基于策略的管理”和“流量工程”这两个技术概念是目前最引人注目的。各路由器厂商在新推出的产品中无不标榜自己的网络管理配套系统具有或部分具有这两个方面的功能。

6结论

以上对目前思科路由器的网络技术进行了介绍，相信随着上网用户的越来越多，随着宽带网建设的如火如荼，对路由器技术更新的要求会越来越强烈。路由器在未来更加先进、更能适应网络发展要求的新一代技术定将层出不穷地涌现出来。

参考文献

[1] 殷礼琨.浅析路由器在网络中的应用[J].科技信息，2010（12）.

[2] 时文成.POS接入路由器在银行中的典型应用[J].中国金融电脑，2009（10）.

[3] 韩荣杰.浅谈关于路由器网络技术的应用[J].科技资讯，2008（28）.