12 dic 2001

Caratteristiche di base di un router Cisco



Caratteristiche di base di un router Cisco
Data:12 Dicembre 2001
Argomento: Area Cisco


Autori: Gigi Cogo e
Claudio De Gregorio

Analisi dei componenti principali di un router Cisco

Un router è un computer e i suoi elementi hardware sono simili a quelli presenti nei computer. Un pc viene fornito al momento dell’acquisto dei seguenti componenti:

  • un processore (CPU)
  • vari tipi di memoria, le quali vengono utilizzate per immagazzinare le informazioni
  • un sistema operativo
  • varie porte ed interfacce per connettersi a dispositivi periferici e per comunicare con altri computer.

Un router ha tutti questi elementi sovraelencati.

I componenti di un router giocano un ruolo chiave nel processo di configurazione.

Sapere quali componenti sono coinvolti nel processo di configurazione permette di capire come il router immagazzina ed utilizza i comandi eseguiti dall’utente.

La configurazione di un router può avvenire collegandosi:

  • dalla console terminale (un computer connesso al router attraverso la porta console) durante la sua installazione
  • via modem utilizzando la porta ausiliaria del router
  • da Terminali Virtuali 0-4 (Telnet)
  • da un server TFTP sulla rete

L’archittetura interna di un router Cisco supporta componenti che giocano un ruolo importante nel processo di avvio. I componenti interni di un router sono:

RAM/DRAM : Nella RAM si trova la configurazione "corrente" del router e le varie variabili temporanee necessarie al router per il suo funzionamento: tabelle di routing, arp cache e il buffer riempito dai pacchetti in coda.

Il contenuto della RAM viene perso in fase di spegnimento o riavvio del router (memoria di tipo "volatile") .

NVRAM (non volatile RAM): preserva la configurazione utile allo startup e al backup. Contiene il registro di configurazione. Non viene persa in caso di spegnimento del router;

FLASH: è la memoria di tipo "permanente", nella quale si trova il sistema operativo (Internetwork Operating System - IOS). Nella memoria Flash possono essere salvate diverse versioni dell'IOS;

ROM: è la memoria nella quale si trova il software di diagnostica e il software di base del router (fondamentalmente quello necessario al boot dell'apparato); l’aggiornamento software nella ROM richiede la rimozione e sostituzione dei chip sulla CPU.

CONSOLE: si tratta di un interfaccia seriale (asincrona) usata per il collegamento ad un terminale seriale.

AUX: si tratta di una porta seriale asincrona RS232 usata per il collegamento di altre periferiche (modem, cavo seriale null modem). E' utilizzata spesso per la configurazione remota

Interfacce di rete: sono le connessioni di rete sulla scheda madre o su moduli di interfaccia separati, attraverso il quale i pacchetti entrano ed escono dal router.

  • AUI: interfaccia Ethernet di tipo AUI (attachment unit interface);

  • 10BaseT: interfaccia Ethernet di tipo 10BasetT;

  • SERIALE: interfaccia seriale sincrona (da collegare, con apposito cavo proprietario, a modem sincroni con interfaccia V.35);

  • BRI: interfaccia verso un accesso base ISDN;

  • ATM: interfaccia ATM, in fibra oppure in rame.

Analizziamo i componenti da vicino:

Microprocessore: componente che sovrintende al funzionamento di tutto l'apparato. La sua potenza varia a seconda della versione del router e della classe a cui l'apparato appartiene. Diversi router Cisco montano più di una CPU. I compiti svolti dal microprocessore sono fondamentalmente i seguenti:

  • instradare i pacchetti (processo di forwarding) provenienti dalle varie interfacce di input e determinare l'interfaccia di uscita dove inoltrare gli stessi;
  • calcololare le tabelle di instradamento e aggiornamento i dati di routing;
  • garantire il controllo delle funzioni del router e permetterne la gestione (attraverso i comandi dell'amministratore).

Schede di espansione: sono schede che si inseriscono in appositi alloggiamenti (slot) e che ospitano vari tipi di interfacce fisiche (Ethernet, modem ecc.), nonchè eventuali moduli avanzati.
Un router Cisco può essere acquistato senza interfaccie di rete ed essere modulato, in seguito, secondo le esigenze dell'utente.

Performance dell'apparato

La potenza di un router (intesa come numero di pacchetti al secondo inoltrati) è variabile a seconda di alcune scelte architetturali del router stesso:

  • i router di fascia bassa dispongono, generalmente, di schede (interfacce) a funzionalità limitata. Tutto il lavoro viene demandato alla CPU centrale, la cui potenza può essere variabile a seconda delle prestazioni richieste;

  • i router di fascia media dispongono di schede intelligenti che montano, esse stesse, una CPU a bordo. Queste CPU svolgono autonomamente una consistente parte del processo di forwarding e la CPU centrale, svincolata da alcuni oneri, si dedica al calcolo delle tabelle di routing e alla gestione dell' apparato;

  • i router di fascia più alta dispongono di schede particolari che gestiscono il processo di forwarding direttamente a livello hardware.

Il segreto del successo dei router Cisco è, comunque, legato al sistema di gestione. La potenza, da tutti riconosciuta, del sistema operativo (Internetwork Operating System - IOS) è garanzia di funzionalità e prestazioni ecellenti. Questo sistema (che risiede nella memoria Flash) permette, attraverso appositi comandi, di configurare l'apparato secondo le necessità dell'utente. L'IOS non è semplice ed intuitivo, ma molto potente.

Il lavoro della Ram nel Router

La Ram è l’aerea di immagazzinamento principale per il funzionamento del router.

Quando viene acceso il router, la ROM esegue un programma di bootstrap. Questo programma elabora alcuni test e successivamente carica il software Cisco IOS nella memoria. Il componente EXEC (command executive) che fa parte dell’ IOS riceve ed esegue i comandi che vengono immessi nel router dall’utente.

Un router utilizza la Ram anche per immagazzinare il file di configurazione attivo, le tabelle di rete mappate e l’elenco degli indirizzi del routing.

E’ possibile visualizzare il file di configurazione da una console terminale.

Una versione salvata di questo file è immagazzinato nella NVRAM e viene caricato nella memoria principale ogni volta che il router si inizializza.

La configurazione del file contiene processi e informazioni sulle interfacce che direttamente influiscono sul funzionamento del router.

L’immagine del sistema operativo IOS non può essere visualizzata sul terminale. L’immagine viene eseguita dalla memoria RAM e caricata da uno delle diverse origini di input.

Il sistema operativo è strutturato in modo da eseguire delle operazioni che gestiscono dei task associati con differenti protocolli , come lo spostamento dei dati, la gestione delle tabelle e dei buffer, gli aggiornamenti degli instradamenti e l’esecuzione dei comandi utente.


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