【概述】

路由器是一种特殊的计算设备，负责网络间流量的路由，简单来说，就是当数据在不同网络传输时，负责选择路径。

路由器实质是一种特殊的计算机，具有 CPU、OS、内存和存储（RAM、ROM、NVRAM、闪存等），其要求 CPU 和内存临时或永久存储数据，以便执行操作系统的 IOS(Internetwork Operating System) 指令，例如：系统初始化、路由功能和交换功能等。

【路由器的组成】

基本部件

路由器的基本部件有以下 5 个：

CPU：执行操作系统 IOS 指令，例如：系统初始化、路由功能和交换功能等
RAM：提供各种应用程序和进程的临时存储，包括 IOS、运行配置文件、各种表格(IP 路由表、以太网 ARP 表等)以及数据包缓冲区
ROM：启动说明、基本诊断软件和有限的 IOS，以防止路由器无法加载功能完整的IOS
NVRAM：启动配置文件（startup-config）
Flash：提供 IOS 和其它系统文件，当路由器启动时，会把 IOS 从闪存复制到 RAM，相当于硬盘

常见端口与接口

管理、配置路由器的方法有两种：

带外管理：通过路由器专用配置线缆使 PC 机与路由器的 Console 端口直接相连
带内管理：PC 机通过网络与路由器远程互联，常见的方法有：Telnet/SSH 远程登录、Web 远程管理、TFTP 服务器配置、SNMP 网管工作站进行管理、AUX 和 MODEM 端口远程管理路由器

由此，根据两种管理方式，路由器的端口分为带外路由端口和带内路由接口两类。

路由器的端口称为带外路由器端口，又称为管理端口，分为两类：

控制台端口：Console 端口，使用低速串行或 USB 连接提供直接连接，这是一种带外管理访问思科设备的方法
辅助端口：AUX 端口，用于通过拨号电话线和调制解调器远程访问路由器

其接口称为带内路由器接口，同样分为两类：

LAN 接口：以太网接口，用于连接 LAN 设备上的电缆（例如：计算机和交换机），还可用于路由器之间的相互连接
WAN 接口：串行接口，用于将路由器连接到外部网络，一般在地理位置较远时使用

路由器上的 LED

在路由器上，LED 不同的颜色与显示方式有着不同的含义。

下图以 思科 1941 为例进行说明：

【路由器功能】

实现网络互联

利用路由器，可以将不同网络进行互联。

在进行连接时，设备必须配置以下 IP 地址信息，才能具备网络访问能力：

IP 地址：标识本地网络中的唯一一台主机
子网掩码：标识该主机的网络子网
默认网关：当目的地址不在同一本地网络子网时，确定数据包需发送到的路由器

同时，需要网络文档来记录网络寻址，网络文档在拓扑图和寻址表中至少应包含：设备名称、接口、IP 地址与子网掩码、默认网关这些信息。

此外，需要在主机上启用 IP，分配方式有两种形式：

静态分配：为主机手动分配 IP 地址、子网掩码和默认网关，以识别特定网络资源（例如：网络服务器和打印机），常用于主机数量很少的超小型网络
动态分配：服务器使用动态主机配置协议(DHCP)动态分配 IP 信息，大部分主机都通过 DHCP 获取其 IP 地址信息

数据包转发

随着路由器的发展，数据包转发机制也在不断变化：

进程交换：老式数据包转发机制，当通过路由器交换报文的时候，IOS 进程会将报文复制到 CPU 缓存，并在 IP 路由表中进行查找，查到后进行一些管理性处理，包括修改 TTL，重新计算 CRC等，整个过程由 CPU 进行监控，没有其他的硬件帮助
快速交换：常用的数据包转发机制，其会创建一张按需转发表，对于去往每个目的地的一个报文实行进程交换，通过 CPU 来完成，然后创建一个 IP 快速交换路由缓存，这个缓存不是永久的，它有一些计时器管理，只要有报文转发，这些条目就会存在，如果经过一段时间没有报文转发，条目将被删除以释放空间

选择最佳路径

路由器使用静态路由和动态路由协议获知远程网络，并建立内部路由表。

之后，通过路由表来确定发送数据包的最佳路径。

最后，路由器对数据包进行封装，并将其转发至路由表中显示的接口。

【启动过程】

路由器在启动过程包含以下四个主要阶段：

执行 ROM 中的加电自检(POST)程序：对硬件进行诊断，包括 CPU、RAM、NVRAM
加载并执行 bootstrap 程序：查找 IOS 并将其加载到 RAM 中
bootstrap 程序定位并加载执行 IOS 映像：如果在 Flash 中未找到 IOS 映像，则路由器可使用 TFTP 服务器进行查找，如果仍未找到完整的 IOS 映像，则会从 ROM 中将精简版的 IOS 复制到 RAM，这种精简版的 IOS 也可用于将完整的 IOS 加载到 RAM
bootstrap 依次加载并执行保存于 NVRAM 或 TFTP 服务器中的启动配置文件：如果找不到该启动配置文件，则路由器进入设置模式

【路由器配置模式】

路由器具有多种配置模式，不同模式下权限不同，详细说明如下：

模式名称	提示符	进入命令	退出命令	说明
用户模式	>			只能查看路由器的一些基本状态，不能进行设置
特权模式	#	enable	disable	用户可以用 show 与 debug 进行配置检查，不能修改配置
配置模式	(config)#	configure terminal	exit 或 end	处于全局设置状态，可以修改路由器全局配置参数
接口模式	(config-if)#	Interface 接口名	exit 或 end	处于局部设置状态，可以对具体端口进行配置
子接口模式	(config-subif)#	Interface 子接口名	exit 或 end	处于局部设置状态，可以对具体子端口进行配置
线路模式	(config-line)#	Line 线路名	exit 或 end	处于局部设置状态，可以对线路进行配置
路由器模式	(config-router)#	Router 协议名	exit 或 end	处于局部设置状态，可以对路由器模式进行设置

【路由器基本配置命令】

编辑技巧

在路由器配置时，可以使用以下技巧来进行编辑：

支持命令简写：例如 exit 简写为 ex
按 TAB 键：补全命令
输入?：显示该模式下所有的命令
输入命令+空格+?：显示命令参数并对其解释说明
输入字符+? 显示以该字符开头的所有命令
输入 no+原配置命令：关闭功能或撤销动作
输入 show history：显示最近执行的 20 条命令
按 ↑ 或 ↓ 键：显示上一条命令、下一条命令

基本配置命令

基本配置命令如下：

Alex_McAvoy

路由器配置基础