路由器的启动与管理

今天我们继续中小企业网络管理的第二篇，路由器的启动过程与各种管理方式。内容就涉及到二个方面，一个是路由器的启动，当然这里包括路由器的启动过程，路由器的组件，以及IOS相关的操作，二是介绍对Cisco设备进行管理的几种方式。

　　我们先来看一下路由器的启动过程，其实路由器和计算机一样，也有一个加电启动的过程，如果想了解路由器的启动过程就必须要先了解路由的内部组件，我们来看一下

　　路由器内部组件

　　一般来说路由器就由这么几部分组成，我们来介绍一下：

　　Flash如同PC机上的BIOS(基本输入输出系统)，其中存放的是Cisco路由器的IOS，对它的维护主要就是对IOS文件的备份和恢复。在路由器的enable状态下用“dir”命令，就可以查看到Flash上存储的IOS文件名及其大小。Flash是可编程的存储器，因此可以对Flash进行编程而升级IOS，也能用“erase flash”删除Flash中的IOS，所以这一命令的使用必须非常谨慎。我们可以通过备份一个IOS映像文件在计算机上，以在需要时修复IOS。用作备份的计算机要作为TFTP服务器，即它需要运行TFTP Server的软件。

　　NVRAM我个人认为翻译成非易失性RAM比较合适。如同PC机上的CMOS，其中存放的是路由器的配置文件。NVRAM的内容可以用“erase memory”或“write erase”将配置参数删除到出厂设置状态，所以相对于路由器丢失了IOS，删除NOVRAM的后果不是很严重，恢复起来也容易一些。在路由器正常启动后，它会将NVRAM的内容拷贝到内存一份，我们对路由器的设置实际上就是修改内存中的参数。所以内存和NVRAM中的内容是可以不一样的，直到使用“write memory”、“copy running-config startup-config”将内存设置保存到NVRAM中，或用“reload”、“copy startup-config running-config”、重启路由器等办法将NVRAM的内容重新调入内存，才能实现NVRAM与内存之间的同步。用“show configuration”命令可查看NVRAM中的设置，用“show running-config”、“write terminal”命令则可以查看当前运行的设置(在内存中)。

　　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中实现的功能主要包含：

　　POST的注册

　　引导顺序的微调(可以实现密码恢复等功能)

　　Mini IOS的启动

　　ROM模式的启动

　　在IOS启动后可以通过show version 命令查看ROM中的信息

　　Bootstarp是位于ROM微码中的程序，用于执行程序。负责找到每个IOS的位置然后加载该文件。默认情况下，所有的Cisco路由器都从flash中加载IOS软件。

　　POST 也是存放于ROM中微码中的程序，用来检查硬件基本配置是否正常，然后决定哪些接口可用。

　　ROM Momitor：存储在ROM的微码中，作用是测试和排疑等。

　　Mini IOS ：是一个简化的IOS

　　RAM 也就是咱们所说的内存，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。)

　　当然这里应该还有一个必须的部件就是CPU，至于它的作用，就明白人不用细说!

　　另外还有一个比较重要的东西就是IOS

　　Cisco IOS Software Features

　　IOS 是路由器和交换机的操作系统的简称，全名是Internetwork Operation System，也就是说IOS就相当于PC的操作系统。

　　只是交换机有默认设置，而路由器没有默认设置，所以不论你买什么型号的交换机都可以不用配置直接使用，但不论你什么型号怕路由器，那怕是家庭使用的宽带路由器也必须要经过设置才可以作用。

　　这个IOS分为两类，主要发布版本(MR)和前期研发发布版本(EDR)。

　　主要版本(MR)是IOS技术部门负责管理和发布的IOS版本，这些版本继承于之前的早期研发版本，具有更可靠的特性、平台支持、功能和技术。因此IOS MR具有更好的可靠性和性能，并县域，MR不在接受对新的特性和平台的支持，每个升级维护的版本的改变只是对已知软件错误的修正。

　　研发版本(ED)是Cisco对为了满足对新技术和新平台的技术而开发的IOS版本。也就是说每个更新的ED版本的发布除了修正已知的软件错误之外，都会不断带给客户更多的新特性。并且，每个ED版本发布1至2年后，就会晋级成为下一个IOS的主要版本。

　　Cisco IOS的命名规范

　　Cisco IOS二进制文件的命名由3部分组成，其中第一部分表示的是平台也就是适合的型号，第二部分是特性，第三部分是运行时内存和压缩格式。

　　如C7200-ajs40-mz

　　C7200 表示的是 Cisco 7200系统路由器

　　Ajs a 表示的是高级，j 表示的是企业特性 s 表示的是附加特性

　　Mz m 表示IOS在运行时所处的内存 z 表示的是zip压缩.

　　其中运行的位置包括以下几种：

　　F 运行在 flash

　　m 运行在RAM

　　R 运行在 ROM

　　L image will be relocated at run time

　　压缩标识符：

　　Z zip 压缩

　　X mzip 压缩

　　W “Stac” 压缩

　　那么，大家知道了路由器的组成部件以及IOS的作用，我们就可以来分析一下路由器的启动顺序，如图所示：

　　1. 在ROM中检查启动注册值(也叫做寄存器值)。这个值相当重要!后面介绍

　　2. 将NVROM中的Startup-configuration 文件copy到内存里

　　3. 默认情况下将flash中的第一个IOS文件加载到内存中。

　　4. 如果没有在flash中找到IOS文件，则在网络中尝试寻找TFTP Server.

　　5. 如果找不到 TFTP Server，则使用RXBOOT模式，也就是加载ROM中的Mini IOS.

　　6. 如果不能加载 Mini IOS，则使用ROMMON启动。

　　到这里我相信大家都能看的明白，下面咱们开始进行这一节的一个重点，详细分析一下路由器的启动流程图：如果大家把这个图看明白了，那么路由器的启动就没有问题了!

　　这个启动的过程还是有点小复杂的，好，我开始给大家做一个分析：

　　首先我们开始启动路由器，第一步到了boot field=0 如果成立就启动Rom monitor模式，如果不成立也就是说不等于0的话，再判断field=1是否成立，如果成立就开始从RXboot模式启动，也就是从mini IOS方式启动。那如果不成立的话，则去检查NVRAM中的start-up config中有没有boot system commands 命令，如果有，就按照这个命令去执行(do what they say)它说从哪儿启动就从哪儿启动，那如果没有这个命令，就检查flash中没有一个合法的IOS文件，如果有，就使用这个IOS从继续向下走，加载这个IOS。那如果flash中没有IOS怎么办呢?就执行 attempt to get ios from network，也就是从网络上寻找IOS(TFTP服务器)，如果成功,就从网络上使用这个文件来加载IOS，那如果运气比较差，从网络上没有找到IOS，那么就查看寄存器中第13位的值是否=1，如果成立，就会判断是否已经有5次失败了，如果没有则再从网络上查找此文件，也就是说找TFTP服务器，共寻找了五次如果都不成功最后才失败，那么这个时候就只能从mini IOS启动了，没有办法了!那如果这个13位如果不等于1，等于0就比较危险了，就进入了一个死循环。所以说这个第13位一般都是1!

　　位数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

　　值      0 0 0 0                                1

　　现在我们已经分析到了 load IOS,然后再判断第6位是否等于1，如果成立就直接进行DIALOG开始启动路由器，也就是说NVRAM中没有配置文件，那如果不等于1就说明以前有配置文件再判断这个文件是否合法，如果合法 然后就从NVRAM中取出此配置文件，启动成功，如果没有又进行DIALOG方式开始配置。至此启动全部结束!

　　那么这个第6位设置为1适合于路由器密码丢失的场合!因为密码都是存放在配置文件中，配置文件又是在NVROM中的，所以跳过即合!但不要忘记，设置正确的密码后，保存到配置文件，然后再将此值改为1。

　　下面咱们就来看一下IOS相关的操作，我们知道设备的IOS是存放在FLASH中的，如图所示：

　　Flash中存储着IOS文件，路由器启动的时候会自动在flash中寻找正确的IOS文件并加载到内存中运行，我们也可以通过show flash命令查看flash中的文件，如图所示：

　　我们从图中可以看出IOS文件名，flash所用的空间，剩余空间以及总空间。

　　当然也可以从NVRAM中查看配置文件的信息，配置文件是存放在NVRAM中的，我们从上面的启动过程就已经看到了。启动的时候会查看NVRAM中有没有可用的配置文件，如果有就直接调入RAM，如果没有再启动DIALOG，如图所示：

　　我们也可以通过命令来查看NVRAM中的配置文件，也就是保存在NVRANK中的配置文件 startup-config或者是查看RAM中的配置文件，也就是正在运行的配置文件。我们来看一下

　　大家可以看到我当前有正在runing的配置文件，但是NVRAM中是没有配置文件的，所以我们可以把我们现在runing 的配置文件备份到NVRAM中。如图所示：

　　如果我们当前的配置文件错了，我们也可以直接从NVRAM中还原我们的配置，如图所示：

　　我在此将路由器名称设置为dufei，然后从备份中进行还原，成功后显示为ITET，当然除了RAM和NVRAM之间进行配置文件的复制之外还可以实现RAM，NVRAM和TFTP服务器之间进行配置文件的复制，如图所示：

　　如我们希望将当前的配置文件保存到 TFTP服务器，可以作用命令 copy running-config tftp

　　这里会问你TFTP服务器的地址，然后再让你输入配置文件名.

　　那如果是将从TFTP服务器还原，可以使用copy tft run

　　实现NVRAM和TFTP之间复制也同理：

　　我们也可以删除NVRAM中的配置文件，如图所示：

　　我们也可以对IOS进行备份和还原，我们可以通过TFTP服务器来备份IOS，也就是将IOS备份到TFTP服务器上。如果大家刚才配置文件的备份和还原会了，那么IOS的备份也还原大家也就会了，因为语法一模一样!

　　当然也有需要注意的地方

　　1 设备和服务器的网络是通的，这是前提

　　2 一定保证双方的磁盘空间是足够的，否则会失败

　　3 创建文件，一定要注意是文件全名。

　　我们来看一下怎么将IOS进行备份，以供还原时使用，首先我们先显示一下flash中的信息，也就是使用 show flast

　　这里可以将文件名复制下来，以方便使用。但一定要注意一个剩余空间。

　　然后执行命令： copy flash tftp进行IOS的备份，

　　还原的时候也一样：使用命令 copy tftp flash

　　到现在为止，咱们已经很详细的把路由器的启动过程IOS以及配置文件的备份和还原介绍完了，下面咱们来看一下如何管理Cisco设备：