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附录二:路由器的性能参数与设备选型

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  • 2025/7/5 7:00:32

路由器是网络与网络的通信接口,也是内部网络与外部网络联系的桥梁。在网络组建的过程中,路由器的选购是极为重要的。在所有网络设备中,路由器的价格也比较昂贵,是网络设备的重要组成部分。

? 2.1 路由器的分类与性能参数

不同类型、不同性能的路由器价格也不相同,所以用户在选购时一定要注意路由器的功能和各种性能参数,否则买到的路由器可能不能满足网络的需要,或者花大价钱买到的路由器具有一些没有必要的功能和高性能和。购买设备通常够用就好,并适当留有余量。本节介绍路由器的组成和常用的性能参数。 2.1.1 路由器的组成 路由器的主要组成简介如下。 1. 处理器

与计算机一样,路由器也包含了一个中央处理器,也就是通常所说的 CPU 。不同系列和型号的路由器,其中的 CPU 也不尽相同。 Cisco 路由器一般采用 Motorola 68030 和 Orion/R4600 等处理器。

无论在中低端路由器还是在高端路由器中, CPU 都是路由器的心脏。通常在中低端路由器当中, CPU 负责交换路由信息、路由表查找以及转发数据包。在路由器中, CPU 的能力直接影响路由器的吞吐量(路由表查找时间)和路由计算能力(影响网络路由收敛时间)。在高端路由器中,通常转发数据包和查找路由表由 ASIC 芯片完成, CPU 只实现路由协议、计算路由以及分发路由表。由于技术的发展,路由器中许多工作都可以由硬件实现(专用芯片)。 CPU 性能并不完全反映路由器性能。路由器性能由路由器吞吐量、时延和路由计算能力等指标体现。 2. 内存

路由器中可能有多种内存,例如 Flash (闪存) DRAM (动态内存)等。内存用作存储配置、路由器操作系统、路由协议软件等内容。在中低端路由器中,路由表也可能存储在内存中。通常来说在不考虑价格的情况下路由器的内存越大越好。但是与 CPU 能力类似,内存同样不直接反映路由器性能与能力。因为高效的算法与优秀的软件可能大大节约内存。路由器采用了以下几种不同类型的内存,每种内存以不同方式协助路由器工作。 只读内存 (ROM) 闪存 (FLASH) 随机存取内存 (RAM) 非易失性 RAM(NVRAM) ( 1 )只读内存( ROM )

只读内存( ROM )在 Cisco 路由器中的功能与计算机中的 ROM 相似,主要用于系统初始化等功能。 ROM 中主要包含:

系统加电自检代码( POST ),用于检测路由器中各硬件部分是否完好; 系统引导区代码( BootStrap ),用于启动路由器并载入 IOS 操作系统;

备份的 IOS 操作系统,以便在原有 IOS 操作系统被删除或破坏时使用。通常,这个 IOS 比当前运行 IOS 的版本低一些,但却足以使路由器启动和工作。

顾名思义, ROM 是只读存储器,不能修改其中存放的代码。如要进行升级,则要替换 ROM 芯片。 ( 2 )闪存( Flash )

闪存( Flash )是可读可写的存储器,在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。 Flash 中存放着当前使用中的 IOS 。事实上,如果 Flash 容量足够大,甚至可以存放多个操作系统,这在进行 IOS 升级时十分有用。当不知道新版 IOS 是否稳定时,可在升级后仍保留旧版 IOS ,当出现问题时可迅速退回到旧版操作系统,从而避免长时间的网路故障。 ( 3 )非易失性 RAM(NVRAM)

非易失性 RAM(Nonvolatile RAM) 是可读可写的存储器,在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。由于 NVRAM 仅用于保存启动配置文件( Startup-Config ),故其容量较小,通常在路由器上只配置 32KB~128KB 大小的 NVRAM 。同时, NVRAM 的速度较快,成本也比较高。 (4) 随机存储器 (RAM)

RAM 也是可读可写的存储器,但它存储的内容在系统重启或关机后将被清除。和计算机中的 RAM 一样, Cisco 路由器中的 RAM 也是运行期间暂时存放操作系统和数据的存储器,让路由器能迅速访问这些信息。 RAM 的存取速度优于前面所提到的 3 种内存的存取速度。

运行期间, RAM 中包含路由表、 ARP 缓冲、日志和队列中排队等待发送的分组。除此之外,还包括运行配置文件( Running-config )正在执行的代码、 IOS 操作系统程序和一些临时数据信息。

路由器的类型不同, IOS 代码的读取方式也不同。如 Cisco 2500 系列路由器只在需要时才从 Flash 中读入部分 IOS ;而 Cisco 4000 系列路由器整个 IOS 必须先全部装入 RAM 才能运行。因此,前者称为 Flash 运行设备( Run from Flash ),后者称为 RAM 运行设备( Run from RAM )。 3. 端口 (1) 广域网接口

路由器与广域网连接的接口称之为广域网接口( WAN 接口)。路由器中常见的广域网接口有以下几种。

AUI 端口

AUI 端口是用来与粗同轴电缆连接的接口,它是一种“ D ”型 15 针接口,在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现与 10Base-5 网络的连接,但更多的是借助于外接的收发转发器( AUI-to-RJ-45 ),实现与 10Base-T 以太网络的连接。当然也可借助于其他类型的收发转发器实现与细同轴电缆( 10Base-2 )或光缆( 10Base-F )的连接。这里所讲的路由器 AUI 接口主要是用粗同轴电缆作为传输介质的网络进行连接用的, AUI 接口示意图如图 2.1 所示。

图 2.1 AUI 接口 高速同步串口

同步串行接口的缺省封装为 HDLC ( Cisco 私有),还可以是 PPP 、 FRAME-RELAY 、 X.25 等。缺省速度为 T1-1.544Mbps 。不同电缆最高速度不同, EIA/TIA 232 为 115.2Kbps , EIA/TIA 449.X.21 为 2Mbps 等。

典型的同步串行接口卡如图 2.2 所示

图 2..2 同步串行接口 WIC-1T 异步串口

异步串行接口的缺省封装是 SLIP ,还可以是 PPP ,主要取决于使用的电缆,异步串行接口的速度最高可达 128K 。 Cisco 模块化路由器可以接入多种异步接口网络模块,如 8A 、 16A 、 32A 。图 2.3 是异步接口网络模块 NM-32A 的照片

图 2.3 异步接口网络模块 NM-32A 异步 / 同步串行接口

异步 / 同步串行接口可以提供串行异步或同步连接。在异步模式时,最高速度可达 115.2Kbps ,在同步模式时,可以达到 128Kbps 。

典型的异步 / 同步串行接口模块如: 2A/S 、 8A/S 等。图 2.4 给出了异步 / 同步串行接口网络模块 NM-8A/S 的照片。

图 2.4 异步 / 同步串行接口网络模块 NM-8A/S ISDN BRI 端口

ISDN BRI 端口用于 ISDN 线路通过路由器实现与 Internet 或其他远程网络的连接,用于目前的大多数双绞线铜线电话线。 ISDN BRI 的三个通道总带宽为 144 kbps 。其中两个通道称为 B (荷载 Bearer )通道,速率为 64 kbps ,用于承载声音、影像和数据通信。第三个通道是 D (数据)通道,是 16 kbps 信号通道,用于告诉公用交换电话网如何处理每个 B 通道。 ISDN 有两种速率连接端口,一种是 ISDN BRI (基本速率接口),另一种是 ISDN PRI (基群速率接口),基于 T1 ( 23B+D )或者 E1 ( 30B+D ),总速率分别为 1.544Mbps 或 2.048Mbps 。 ISDN BRI 端口是采用 RJ-45 标准,与 ISDN NT1 的连接使用 RJ-45-to-RJ-45 直通线。如图 2.5 所示为 ISDN BRI 端口。

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路由器是网络与网络的通信接口,也是内部网络与外部网络联系的桥梁。在网络组建的过程中,路由器的选购是极为重要的。在所有网络设备中,路由器的价格也比较昂贵,是网络设备的重要组成部分。 ? 2.1 路由器的分类与性能参数 不同类型、不同性能的路由器价格也不相同,所以用户在选购时一定要注意路由器的功能和各种性能参数,否则买到的路由器可能不能满足网络的需要,或者花大价钱买到的路由器具有一些没有必要的功能和高性能和。购买设备通常够用就好,并适当留有余量。本节介绍路由器的组成和常用的性能参数。 2.1.1 路由器的组成 路由器的主要组成简介如下。 1. 处理器 与计算机一样,路由器也包含了一个中央处理器,也就是通常所说的 CPU 。不同系列和型号的路由器,其中的 CPU 也不尽相同。 Cisco 路由器一般采用 Motorola 68030 和 Orio

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