روتر سیسکو Cisco Router چیست؟

سیسکو Cisco چیست؟ روتر سیسکو چیست؟ Router سیسکو چه عناصری دارد؟ شرکت سیسکو یکی از بزرگترین تولیدکنندگان تجهیزات شبکه و زیرساخت در دنیا می‌باشد . مرکز این شرکت واقع در شهر سن خوزه در ایالت کالیفرنیا می‌باشد. محصولات این شرکت با نام‌های تجاری سیسکو ، لینکسیس و ساینتیفیک آتلانتا به بازار ارائه می‌شوند. شعار فعلی این شرکت این است: “به شبکه انسان خوش آمدید”، جالب اینجاست بدانید که معاون ارشد این شرکت یک ایرانی تبار به اسم “محسن معظمی” است. پر طرفدارترین محصول شرکت سیسکو مسیریاب ها یا روترهای آن هستند ، در ادامه با عناوینی از این محصولات و تشکیلاتی که در آنها بکار رفته است صحبت خواهیم کرد.

آشنایی با Router های سیسکو

معرفی IOS سیسکو

Routerها یا روتر های سیسکو و Switchهای Cisco، نرم افزار خاصی را با نام Internetwork Operating System و یا IOS اجرا می‌نمایند .IOS، هسته روترها و اکثر سوئیچ‌های تولید شده توسط سیسکو ، محسوب می‌گردد. در واقع IOS سیستم عامل این تجهیزات است و وظیفه اصلی یک سیستم عامل برقراری ارتباط بین سخت افزار و نرم افزار و ترجمه مطالب به زبان یکدیگر است .یکی از مهمترین عواملی که شرکت سیسکو را تبدیل به عظیم ترین تولیدکننده دستگاه‌های رایج شبکه نموده است، استفاده از یک سیستم عامل اختصاصی و بسیار کارآمد به نام IOS می‌باشد. IOS یک سیستم عامل با محیط متنی است که مخصوص تجهیزات سیسکو می‌باید. درصورتی که بخواهید تنظیمات یا پیکربندی خاصی را روی Routerها یا Switchهای سیسکو اعمال کنید، باید به صورت متنی این تنظیم را در محیط دستوری IOS وارد نمایید.

IOS سیستم عامل Router و Switchها و تجهیزات سیسکو می‌باشد. شبیه یک سیستم عامل Linux و Windows که بر روی PCها و Serverها استفاده می‌شود. IOS با تجهیزات سخت افزاری سیسکو کار می‌کند و در واقع پل ارتباطی بین کاربر و سخت افزار سیسکو است که اجازه تنظیم دستگاه را به او می‌دهد. این سیستم عامل به منظور مدیریت روترهای شرکت سیسکو طراحی شده بود ولی به تدریج کاربرد این نرم افزار در روی دستگاه‌های سوئیچ سیسکو نیز گسترش یافت. حتی برخی از کمپانی‌های سازنده دستگاه‌های شبکه نیز از این سیستم عامل برای مدیریت دستگاه‌های خود بهره می‌برند.

امکانات IOS سیسکو

این سیستم عامل شامل محدوده وسیعی از امکانات و دستورات کاربردی برای مدیریت عملکرد دستگاه‌های سیسکو می‌باشد که از آن یک نرم افزار انعطاف پذیر، قابل اطمینان و امن ساخته است.

1. پشتیبانی از انواع مختلف تکنولوژی‌های ارتباطی : این سیستم عامل از تمامی تکنولوژی‌های لایه دوم که امروزه در محیط‌های LAN و WAN بکار می‌رود، پشتیبانی می‌نماید؛ مانند شبکه‌های بی سیم ،ارتباط از طریق فیبرهای نوری و یا سیم‌های مسی.
2. قابلیت انعطاف : دستگاه‌های سیسکو دارای بدنه ای ثابت و یا Modular می‌باشند که به مشتریان امکان خریداری امکانات بیشتر و نصب آن‌ها را روی دستگاه می‌دهد. تمامی دستگاه‌ها از یک CLI بهره می‌برند که باعث آسانتر شدن مدیریت روی این سیستم‌ها شده است.

دسترسی به CLI یا محیط وارد کردن دستورات

نوع دسترسی به محیط CLI بستگی کامل به نوع دستگاهی که استفاده می‌کنیم دارد . با اینکه اکثرا برای به محیط CLI از طریق پورت کنسول اقدام می‌شود ، ولی باز هم در دستگاه‌های مختلف روش کار نسبت به همدیگر تفاوت دارد. به عنوان نمونه اگر روتر قادر به یافتن Configuration File و اجرای آن نباشد، در آن صورت یک مرحله Setup اجرا خواهد شد و شامل سوالاتی می‌شود که بر حسب جواب‌های داده شده، Configuration File مربوطه ایجاد شده و روتر شروع به کار خواهد نمود.بعد از اینکه مدیریت اولیه دستگاه از طریق پورت کنسول انجام گرفت، می‌توان به وسیله روش‌های دیگر مثل Web ، Telnet ، SNMP ، Browser و یا نرم افزارهایی مانند Cisco works 2000 مراحل مدیریتی دیگر را انجام داد.

مسیریاب یا روتر سیسکو

مسیریاب (router) دستگاه یا ابزاری در شبکه است که نقش تحویل پیام‌ها و اطلاعات را بر عهده دارد. هرگونه ترافیکی (صوتی، تصویری، داده، اطلاعات و …) که باید از سایتی به سایت دیگر انتقال داده شود به وسیله روتر انجام شده و جلوی ترافیک‌های ضروری را می‌گیرد (به نوعی فیلتر می کند) که این مزیت باعث صرفه جویی در پهنای باند و هزینه‌ها و از همه مهمتر افزایش سرعت می‌شود. در شبکه‌های کوچک، در جایی که تعداد کامپیوترها محدود است از سوئیچ استفاده می‌شود و برای اتصال شبکه‌های مختلف LAN به همدیگر از Router استفاده می‌شود که قابلیت‌ها و مزایای بسیاری را برای ما فراهم می‌کنند. (مثل قابلیت پردازش حجم زیادی اطلاعات با سرعت مناسب، قابلیت فیلتر کردن به وسیله نوشتن access_list‌ها و…، قابلیت NAT و PAT و …)

نام در نظر گرفته شده برای روترها، متناسب با کاری است که انجام می‌دهند: “ارسال داده از یک شبکه به شبکه ای دیگر”. مثلا در صورتیکه یک شرکت دارای شعبه ای در تهران و شعبه ای در اهواز باشد، به منظور اتصال آن‌ها به یکدیگر می‌توان از یک خط Leased اختصاصی که به هریک از روترهای موجود در دفاتر متصل می‌گردد، استفاده نموده و هرگونه ترافیک لازمی ارسال خواهد شد. Routerها دستگاه‌هایی هستند که در لایه سوم عمل کرده و از آدرس‌های لایه سوم برای هدایت درست ترافیک شبکه به مقصدهای خود استفاده می‌نمایند. هر روتر دارای جدول Routing می‌باشد که حاوی اطلاعاتی در مورد مسیرهای موجود به مقصدهای مختلف ، آدرس‌های مربوط به دستگاه‌های دیگر شبکه و پارامتری به نام Metric است. Metric ارزش هر مسیر به مقصد را بیان می‌کند.

بدین صورت اگر مسیرهای مختلفی برای رسیدن به مقصد داشته باشیم، روتر بهترین مسیر را انتخاب خواهد کرد.انواع مختلف Metric وجود دارد که هریک از پروتکل‌های Routing ، از Metric مخصوص به خود استفاده می‌کنند. مثلا پروتکل RIP از پارامتر Hop Count و پروتکل EIGRP از Bandwidth ، Delay، Frame size ، Load و Reliability به عنوان Metric استفاده می‌کنند. بایستی در اینجا یک نکته را ذکر کنم که Routerها برای مسیریابی و پیداکردن بهترین مسیر و هدایت بسته‌ها از Routing Protocolها یا پروتکل‌های مسیریابی استفاده می کنند.Routing protocolهای مختلفی وجود دارد مثل RIP، EIGRP، OSPF و … که در مقالات بعدی به شرح این مطالب می پردازم.

روترها بعد از دریافت پیام ابتدا عدد مربوط به Network پیام رسیده را با موارد موجود در جدول Routing خود مقایسه کرده و در صورت وجود مشابهتی بین آن‌ها ،پیام رسیده را در بهترین مسیر انتخابی به مقصد هدایت می‌کند، در غیر اینصورت پیام رسیده از بین خواهد رفت. (برخلاف دستگاه‌هایی مثل Bridgeها و Switchها که در این مواقع، اقدام به پخش اطلاعات رسیده در تمام Interfaceهای خود می‌کند) در واقع جدول مسیریابی یا Routing Table مانند یک دفترچه تلفن عمل می‌کند و درخواست ما را به درستی راهنمایی می‌کند ، می‌دانید که روتر در لایه سوم عمل می‌کنند و برای حل مشکلات ناشی از Broadcasting به اتصال انواع Media به همدیگر و …. به کار می‌روند.سیسکو محصولات روتر خود را در دسته بندی‌های مخصوصی قرار داده که انتخاب نوع روتر موردنظر برای مصرف کنندگان راحت تر گردد. این دسته بندی‌ها یا به اصطلاح فنی تر سری‌ها به صورت زیر هستند که به مثال‌هایی از آن‌ها اشاره شده است:

Home office :800 , 900 , 1600 , 1700 
Small office : 1600 , 1700 , 2500 
Branch office : 2600 , 3600 , 3700
Central site : 3600 , 3700 , 7X00 , 12000 GSR , 5X00 access server 
Router 1800, 2800, 3800 
Router 1900, 2900, 3900 

عناصر اصلی در یک روتر سیسکو

روترهای سیسکو دارای 6 عنصر یا قسمت اصلی هستند که هر کدام به نوبه خود نقشی را در ساختار مسیریاب بر عهده دارد ، در ادامه به معرفی مختصری از عناوین هر یک از این عناضر خواهیم پرداخت که به ترتیب :

اینترفیس (Interface) با رابط

اینترفیس یا رابط اتصال جهت اتصال Router به شبکه‌های LAN و WAN به کار می‌رود که اینترفیس‌ها یا بر روی برد اصلی Router متصل می‌باشند یا به صورت Module به روتر اضافه می‌شوند. در واقع هر اینترفیس را می‌توانید یک کارت شبکه از روتر فرض کنید، هر روتر با توجه به قابلیت‌های ارائه شده ،دارای اینترفیس‌های متعددی است. برای هریک از اینترفیس‌های روتر از یک نام خاص استفاده می‌شود . اینترفیس اترنت (First Ethernet Interface : E0) یا اینترفیس سریال (First Serial Interface : S0) ،Fast Ethernet port ، Auxiliary port ، Console port .

پردازنده (CPU)

تمامی روترهای سیسکو دارای یک پردازنده اصلی می‌باشند که مسولیت انجام عملیات اصلی در روتر را برعهده دارند . پردازنده با تولید وقفه (IRQ) با سایر عناصر موجود در روتر ارتباط برقرار می‌نماید . روترهای سیسکو از پردازنده‌های RISC موتورولا استفاده می‌نماید.

حافظه RAM یا Random Access Memory

RAM حافظه دسترسی تصادفی و ناپایدار است که وظایفی را به شرح زیر در Router انجام می‌دهد:

1. نگهداری از جدول Routing Table
2. نگهداری از ARP Cache
3. نگهداری از Packet Buffering
4. نگهداری از Running-config یا فایل پیکربندی فعال که به Active Config File هم معروف است.
5. محتویات RAM در زمان خاموش بودن Router نگهداری می‌شود، در صورتیکه Router خاموش شود، همه محتویات RAM پاک می‌شود، به عبارت دیگر RAM یک حافظه ناپایدار است.

حافظه Non-Volatile یا NVRAM

NVRAM یک حافظه قابل خواندن، نوشتن و پایدار است که وظایفی را به شرح زیر در Router انجام می‌دهد:

1. نگهداری از فایل Startup-config که شامل تنظیمات و پیکربندی‌های دائمی Router است.
2. NVRAM یک حافظه پایدار می‌باشد و با خاموش شدن روتر محتویات آن پاک نمی‌شود.

حافظه ROM یا Read Only Memory

ROM یک حافظه فقط خواندنی است که وظیفه راه اندازی اولیه Router که شامل نگهداری از برنامه اولیه bootstrap و همچنین نگهداری از یک نسخه اولیه با امکانات محدود از IOS به نام Mini-IOS که در صورتیکه IOS اصلی در دسترس نباشد یا دچار مشکل شود را بر عهده دارد ، جهت Boot شدن روتر از Mini-IOS استفاده می‌شود، که با استفاده از آن بتوانید مشکلات مربوط به IOS اصلی را برطرف و در صورتی که IOS دچار مشکل شده است، بتوانید آن را با یک نسخه جدید جایگزین نمایید.

حافظه Flash

این حافظه از نوع EEPROM)Electrical Erasable Read Only Memory Programmable) می‌باشد. Flash یک حافظه قابل خواندن و نوشتن و پایدار است که وظایفی را به شرح زیر در router انجام می‌دهد:

1. نگهداری از سیستم عامل Router که به IOS معروف است.
2. با خاموش شدن Router محتویات Flash پاک نمی‌شود.
3. امکان نگهداری از چندین نسخه IOS متفاوت درون Flash امکانپذیر است.