Дибров М.В., Кузьменко Н.Г., Журавлев А.А. Маршрутизаторы. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

Подождите немного. Документ загружается.

кован, а сам образ скопирован в оперативную память RAM. Если образ допус-

кает перемещение, он может быть скопирован в память RAM и запущен из

нее. Неперемещаемый образ запускается непосредственно из Flash памяти.

– Версия и выпуск. В четвертой части имени файла указывается номер

версии и выпуска. По мере того как разрабатываются новые версии IOS Cisco,

номер версии возрастает.

При выборе новой версии операционной системы Cisco IOS, прежде

всего, следует рассмотреть требования к объему оперативной и Flash памяти.

Обычно, чем новее версия операционной системы, тем больше функций в нее

включено, следовательно, тем больших аппаратных ресурсов, в частности, па-

мяти они будут требовать. Для проверки текущей версии операционной си-

стемы и свободной Flash памяти используется команда show version. Инфор-

мация, выводимая командой, представлена в примере 1.2.

Пример 1.2 – Информация, выводимая командой show version

r1#show version

Cisco Internetwork Operating System Software

IOS (tm) C1700 Software (C1700–Y–M), Version 12.2(40), RELEASE SOFTWARE (fc1)

Compiled Thu 12–Oct–06 17:31 by pwade

Image text–base: 0x800080E0, data–base: 0x80758994

ROM: System Bootstrap, Version 12.0(1)XA1, RELEASE SOFTWARE (fc1)

Router uptime is 24 minutes

System returned to ROM by power–on

System image file is "flash:c1700–y–mz.122–40.bin"

cisco 1720 (MPC860) processor (revision 0x101) with 13927K/2457K bytes of

memory

Processor board ID JAD03011125 (1788001209), with hardware revision 0000

M860 processor: part number 0, mask 32

Bridging software.

X.25 software, Version 3.0.0.

1 FastEthernet/IEEE 802.3 interface(s)

2 Low–speed serial(sync/async) network interface(s)

32K bytes of non–volatile configuration memory.

4096K bytes of processor board System flash (Read/Write)

Configuration register is 0x2102

После того как определены функции, которые необходимы в сети, сле-

дует выбирать нужную версию операционной системы Cisco IOS, которая

поддерживает имеющееся оборудование.

Перед установкой образа операционной системы Cisco IOS в маршрути-

заторе следует проверить наличие достаточного количества памяти для уста-

новки новой версии. Для проверки объема ОЗУ используйте команду show

version.

Чтобы определить объем доступной Flash памяти, используется ко-

манда show flash.

Пример 1.3 – Информация, выводимая командой show flash

r1#show flash

System flash directory:

File Length Name/status

1 3794960 c1700–y–mz.122–40.bin

[3795024 bytes used, 399276 available, 4194300 total]

4096K bytes of processor board System flash (Read/Write)

1.3 Устранение неполадок в работе OC Cisco IOS

Нормальная загрузка маршрутизатора может прерваться или вообще не

начаться по одной из следующих причин:

– в файле конфигурации отсутствует параметр boot system или его зна-

чение установлено неверно;

– введено некорректное значение конфигурационного регистра;

– данные во Flash памяти повреждены;

– произошел аппаратный сбой.

При загрузке маршрутизатора он ищет в файле конфигурации параметр

boot system. Этот параметр может применяться для загрузки маршрутизатора

с использованием альтернативного образа операционной системы вместо

того, который находится во Flash памяти. Для проверки текущего образа опе-

рационной системы введите команду show version (Пример 1.4).

Пример 1.4 – Отображение используемого образа IOS

r1#show version

Cisco Internetwork Operating System Software

.. .. ..

System image file is "flash:c1700–y–mz.122–40.bin"

Нормальной загрузке операционной системы Cisco IOS может поме-

шать неправильное значение регистра настройки. Это значение указывает

маршрутизатору, откуда следует брать образ операционной системы для за-

грузки. Для проверки текущего месторасположения образа операционной си-

стемы используется команда show version (Пример 1.5).

Пример 1.5 – Отображение значения конфигурационного регистра

r1#show version

Cisco Internetwork Operating System Software

.. .. ..

Configuration register is 0x2102

Правильное значение конфигурационного регистра зависит от конкрет-

ной аппаратной платформы.

Если же проблема не устранена, то, вероятнее всего, поврежден образ

операционной системы, хранящийся во Flash памяти. В этом случае во время

загрузки могут выдаваться различные сообщения об ошибках, например, та-

кое как в примере 1.6.

Пример 1.6 – Сообщение об ошибки загрузки операционной системы

TAC:Home:SW:IOS:Specials for info

C1700 platform with 16384 Kbytes of main memory

device does not contain a valid magic number

boot: cannot open "flash:"

boot: cannot determine first file name on device "flash:"

Если образ операционной системы во Flash памяти поврежден, необхо-

димо загрузить новую версию. Если же и после этого проблемы в работе не

устранены, то, вероятнее всего, в маршрутизаторе происходит сбой аппарат-

ных средств.

Список полезных команд для проверки состояния маршрутизатора при-

водится в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Список часто применяемых команд группы show

Команда Описание

show version Отображает конфигурацию аппарат-

ных средств системы, версию про-

граммного обеспечения, названия и ис-

точники файлов конфигурации, загру-

зочные образы, а также причину по-

следней перезагрузки системы.

show process Отображает информацию об активных

процессах.

show protocols Отображает информацию о настроен-

ных протоколах третьего уровня.

Продолжение таблицы 1.2

show memory Отображает статистику о памяти

маршрутизатора, включая информа-

цию о свободной памяти.

show stacks Мониторинг использования стека про-

цессов и процедур прерывания.

show buffers Отображает статистику буферов марш-

рутизатора.

show flash Отображает информацию о Flash памя-

ти.

show running–config Отображает активный файл конфигу-

рации.

show startup–config Отображает загрузочный файл конфи-

гурации.

show interface Отображает статистические данные

обо всех интерфейсах маршрутизато-

ра.

Список всех команд show можно получить, введя в командной строке

слово show, а затем после пробела символ «?».

1.4 Запуск и режимы работы OC Cisco IOS

В операционной системе Cisco IOS есть три различных режима работы:

– ROM монитор;

– загрузка из ПЗУ (Boot ROM);

– полнофункциональный режим Cisco IOS.

В процессе запуска в нормальном режиме маршрутизатор обычно за-

гружает в оперативную память операционную систему и работает в соответ-

ствующем режиме. Для установки или проверки параметров загрузки устрой-

ства и режимов работы используются значения, которые установлены в кон-

фигурационные регистры.

Программное обеспечение ROM монитора выполняет процесс началь-

ной загрузки и обеспечивает работу и диагностику аппаратного обеспечения

маршрутизатора на нижнем уровне. Этот программный код используется для

восстановления системы после сбоев, а также для восстановления утраченных

паролей. Доступ к режиму ROM монитора не может быть получен через сете-

вые интерфейсы, а только посредством консольного сеанса.

Когда маршрутизатор загружается в режиме работы из ПЗУ, то доступ-

ны лишь ограниченные функции, предоставляемые операционной системой.

При загрузке из ПЗУ пользователь имеет возможность записывать образ си-

стемы во Flash память. Этот режим, прежде всего, используется для замены

операционной системы Cisco IOS, хранимой во Flash памяти.

При помощи команды copy tftp flash, которая копирует образ операци-

онной системы, хранимой на TFTP сервере, во Flash память, администратор

имеет возможность обновить версию операционной системы маршрутизатора

в нормальном полнофункциональном режиме работы.

1.5 Последовательность начальной загрузки маршрутизатора

При инициализации маршрутизатора последовательно загружается про-

грамма начальной загрузки (bootstrap), операционная система и файл конфи-

гурации. Если при инициализации маршрутизатор не обнаруживает конфигу-

рационный файл, то он автоматически входит в режим начальной настройки

(setup mode). Резервная копия нового файла конфигурации, создаваемого в ре-

жиме настройки, сохраняется в энергонезависимой памяти с произвольным

доступом (NVRAM – Nonvolatile Random Access Memory).

После включения питания маршрутизатор Cisco выполняет самотести-

рование (POST – Power–On Self–Test). Программа самотестирования записана

в постоянном запоминающем устройстве (ROM – Read Only Memory). При

самотестировании происходит проверка работоспособности всех аппаратных

компонентов маршрутизатора: центрального процессора, памяти и сетевых

интерфейсов. После проверки аппаратных средств маршрутизатор запускает

процесс инициализации программного обеспечения, который состоит из двух

этапов:

– Системные стартовые подпрограммы инициализируют программное

обеспечение маршрутизатора;

– Резервные подпрограммы, предназначенные для восстановления про-

граммного обеспечения, по мере необходимости выполняют альтернативный

запуск программного обеспечения.

Стартовые подпрограммы предназначены для запуска операционной си-

стемы маршрутизатора Cisco IOS. Маршрутизатор должен обеспечить надеж-

ное взаимодействие объединенных сетей согласно заданной конфигурации.

Для достижения требуемой цели стартовые подпрограммы должны выпол-

нить следующие действия:

– Удостовериться в том, что аппаратные средства маршрутизатора про-

верены и нормально функционируют;

– Найти и загрузить основную операционную систему Cisco IOS;

– Найти и применить стартовый конфигурационный файл или, в случае

его отсутствия, войти в режим начальной настройки.

1.6 Последовательность запуска маршрутизатора

Последовательность запуска маршрутизатора Cisco представлена на ри-

сунке 1.2.

ROM

Программа

начальной

загрузки

Загрузка программы начальной

загрузки

Flash

TFTP

ROM

ОС

Cisco IOS

Поиск и запуск операционной

системы

NVRAM

TFTP

Console

Файл

конфигурации

Поиск и загрузка файла

конфигурации или переход в

режим начальной настройки

Рисунок 1.2 – Последовательность запуска маршрутизатора Cisco

После выполнения процедур самотестирования при инициализации

маршрутизатора происходят перечисленные ниже события.

1. Выполняется программа начальной загрузки, которая находится в

ROM. Она представляет собой простую, предустановленную программу, ко-

торая способна выполнять элементарные инструкции. Кроме всего прочего,

эта программа может загружать в память альтернативные инструкции или

переводить маршрутизатор в другие режимы конфигурирования.

2. Образ операционной системы может находиться в нескольких местах.

Для определения местоположения операционной системы используется за-

грузочное поле конфигурационного регистра. Если загрузочное поле указыва-

ет на Flash память или на загрузку из сети, то команда boot system в конфигу-

рационном файле указывает имя и местоположения файла–образа операцион-

ной системы. Конфигурационный файл, называемый стартовым, хранится в

памяти NVRAM и содержит команды, которые администратор заранее внес в

конфигурацию и сохранил в маршрутизаторе. Если в стартовом конфигураци-

онном файле явно не указано, откуда маршрутизатор должен загружать образ

операционной системы Cisco IOS, стандартно устройство ищет его во Flash

памяти.

3. Далее загружается образ операционной системы Cisco IOS. После за-

грузки операционная система создает список программных и аппаратных

компонентов, который выводится в терминальное приложение консоли.

4. В основную память загружается и построчно выполняется файл

стартовой конфигурации, который сохранен в NVRAM. Команды этого файла

запускают процессы маршрутизации, задают адреса интерфейсов, устанавли-

вают характеристики носителей и т.д.

5. Если в памяти NVRAM хранится неправильный файл конфигурации

или эта память очищена, то после перезагрузки операционная система вызы-

вает программу начальной конфигурации, также называемую диалогом на-

чальной настройки.

1.7 Определение местонахождения и загрузка программного обеспече-

ния

Стандартно при загрузке источник программного обеспечения Cisco

IOS определяется платформой аппаратного обеспечения. Однако обычно

маршрутизатор сначала ищет сохраненные в памяти NVRAM команды boot

system. Вместе с тем программное обеспечение Cisco IOS предоставляет

пользователю несколько возможных альтернатив. В частности, пользователь

может задать маршрутизатору другие источники для загрузки программного

обеспечения. При необходимости для загрузки программного обеспечения

маршрутизатор может также использовать свою собственную резервную за-

грузочную последовательность (fallback). На рисунке 1.3 показан процесс по-

иска маршрутизатором образа программного обеспечения Cisco IOS.

Загрузить ОС Cisco IOS из Flash

boot system flash c 1700-y-mz.122-40.bin

boot system tftp c 1700-y-mz.122-40.bin 10.89.1.1

boot system rom

Во Flash образ ОС не найден

Загрузить ОС Cisco IOS с TFTP

TFTP сервер недоступен

Загрузить образ ОС из ROM

Рисунок 1.3 – Процесс поиска файла операционной системы

Установка соответствующих значений конфигурационного регистра

позволяет использовать приведенные ниже альтернативы.

– В режиме глобального конфигурирования пользователь может ввести

несколько команд boot system, определяющих резервные источники (fallback),

которые будет последовательно использовать маршрутизатор. В таком случае

при повторном запуске маршрутизатор будет использовать эти команды.

– Если в памяти NVRAM отсутствуют команды boot system, которые

мог бы использовать маршрутизатор, то стандартно он использует программ-

ное обеспечение Cisco IOS, которое записано во Flash память устройства.

– Если во Flash памяти образ Cisco IOS отсутствует, то для загрузки об-

раза программного обеспечения из сети маршрутизатор пытается использо-

вать простейший протокол передачи файлов (Trivial File Transfer Protocol –

TFTP). Для указания имени файла, из которого будет загружаться стандарт-

ный образ системы, хранимый на сетевом сервере, маршрутизатор использует

конфигурационный регистр.

– Если сервер TFTP недоступен, то маршрутизатор загружает сокра-

щенную версию Cisco IOS, которая хранится в памяти ROM устройства.

Для задания резервной последовательности (fallback) при загрузке про-

граммного обеспечения Cisco IOS используется последовательность несколь-

ких команд boot system. Синтаксис команды представлен в примере 1.7.

Пример 1.7 – Синтаксис команды boot system

(config)# boot system flash [flash-fs:][partition-number:][filename]

(config)# no boot system flash [flash-fs:][partition-number:][filename]

(config)# boot system rom

(config)# no boot system rom

(config)# boot system {rcp | tftp | ftp} filename [ip-address]

(config)# no boot system {rcp | tftp | ftp} filename [ip-address]

(config)# no boot system

Описание параметров команды enable приводиться в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Параметры команды boot system

Параметр Описание

flash Загрузка файла IOS из Flash памяти.

flash-fs: Тип Flash памяти.

partition-number: Номер раздела Flash памяти.

filename Полное имя файла IOS.

rom Загрузка из ROM памяти.

rcp Загрузка с удаленного сервера по про-

токолу rcp.

Продолжение таблицы 1.3

Параметр Описание

tftp Загрузка с удаленного сервера по про-

токолу tftp.

ftp Загрузка с удаленного сервера по про-

токолу ftp.

ip-address IP адрес сервера.

Примере 1.8 иллюстрирует использование команды boot system в раз-

личных формах, которые указывают, что программное обеспечение Cisco IOS

должно сначала загружаться из Flash памяти, в случае неудачи – с сетевого

сервера и, как последний вариант, – из постоянной памяти ROM.

Пример 1.8 – Пример последовательного поиска файла IOS

boot system flash c1700–y–mz.122–40.bin

boot system tftp c1700–y–mz.122–40.bin 10.89.1.1

boot system rom

1.8 Светодиодные индикаторы маршрутизатора

Для отображения текущего состояния маршрутизатора используются

светодиодные индикаторы (LED–индикаторы). Назначение и количество ин-

дикаторов зависит от модели маршрутизатора Cisco (Рисунок 1.4).

WIC 1 OKWIC 0 OK

Model

Cisco 1721

-5,-12,+12 VDC

MOD OK

10/100 ETHERNET AUX

CONSOLE

100 LINKFDX

SERIAL 1

CONN

WIC

CONN

SERIAL 0

IOBT ETHERNET

LNK

FDX

WIC

1ENET

Рисунок 1.4 – Пример LED–индикаторы для маршрутизатора Cisco 1721

Индикаторы на маршрутизаторах показывают активность соответству-

ющих интерфейсов. Если индикатор не светится, но интерфейс корректно

подсоединен к сети, то это свидетельствует о проблемах в работе оборудова-

ния. Если же интерфейс маршрутизатора загружен в полной мере, то индика-

тор будет светиться постоянно. На платах интерфейсов в случае успешной их

инициализации должен светиться зеленый индикатор.

1.9 Информация, выводимая при запуске маршрутизатора

Загрузка маршрутизатора происходит по описанному ниже сценарию.

1. Для проверки работоспособности основных компонентов – централь-

ного процессора, памяти и интерфейсов – маршрутизатор выполняет проце-

дуру самодиагностики POST.

2. Для проверки корректной работы программы начальной загрузки от-

рабатывается образ загрузочного программного обеспечения, а также ищется

подходящий образ ОС Cisco IOS. Источником, содержащим образ ОС Cisco

IOS, может быть Flash память устройства или TFTP сервер, что определяется

конфигурацией регистров маршрутизатора. Стандартное значение регистров

устанавливается на заводе изготовителе и равно 0x2102. Оно указывает марш-

рутизатору, что следует загружать операционную систему из Flash памяти вне

зависимости оттого, что указано в качестве параметра команды boot system.

Если команда boot system с какими–либо параметрами в конфигурационном

файле отсутствует, маршрутизатор использует стандартную последователь-

ность резервной загрузки операционной системы, т.е. устройство сначала

ищет образ системы IOS во Flash памяти.

3. Если после пяти попыток во Flash памяти не обнаруживается подхо-

дящий образ операционной системы, то маршрутизатор загружается, исполь-

зуя программное обеспечение, хранимое в ROM. Такое урезанное программ-

ное обеспечение используется для установки или обновления образов опера-

ционной системы Cisco IOS.

4. Если подходящий образ операционной системы все же был найден,

то далее маршрутизатор пытается найти подходящий файл конфигурации.

5. Если файл конфигурации не обнаружен в NVRAM памяти, то марш-

рутизатор ищет его на TFTP сервере, последовательно перебирая все интер-

фейсы. Если файл конфигурации не найден, маршрутизатор запускает диалог

для ручной настройки устройства.

Из информации, которая показана в примере 1.9, можно определить

версию начальной загрузочной программы и версию операционной системы

Cisco IOS, которая используется в маршрутизаторе. Также пользователь мо-

жет уточнить модель маршрутизатора, серию используемого процессора и ко-

личество системной памяти.