انواع حافظه در روترهای سیسکو

انواع حافظه در روترهای سیسکو

انواع حافظه در روترهای سیسکو: اگر با معماری حافظه در روترهای سیسکو و شیوه بوت شدن سیستم عامل آن آشنا باشید، در اکثر مقالات به این نکات اشاره می شود که روتر از حافظه Flash خود برای ذخیره سازی فایل سیستم عامل IOS استفاده می کند و از حافظه RAM دستگاه برای اجرای دستورات سیستم عامل بهره می برد، یعنی در هنگام فرایند بوت شدن روتر، فایل IOS که در حافظه فلش مموری قرار دارد به کمک حافظه RAM از حالت فشرده خارج شده و سپس در همان جا دستورات سیستم عامل به نوبت اجرا می شوند. شاید بد نباشد که بدانید همیشه فرایند اجرا سیستم عامل روتر به همین شکل نیست و در بعضی از روترها این فرایند متفاوت می باشد. همین تفاوت میان روترهای سیسکو در رابطه با مکان اجرای سیستم عامل IOS، باعث شده که ما دو نوع روتر از لحاظ مکان اجرای سیستم عامل داشته باشیم که به روترهای RFR ( اجرای سیستم عامل از حافظه RAM ) و روترهای RFF ( اجرای سیستم عامل از حافظه پایدار Flash ) معروف هستند. ما در اینجا قصد داریم به بررسی این دو نوع از روتر بپردازیم (انواع حافظه در روترهای سیسکو).

روترهای RFF یا (Run From Flash)

همانگونه که می دانید حافظه ی flash فرار نیست و اطلاعات در هنگام خاموش شدن دستگاه از روی آن پاک نمی شود. همین ویژگی باعث می شود که از این نوع حافظه در روترهای سیسکو به عنوان یک حافظه ی جانبی (همانند هارد دیسک در کامپیوتر) استفاده شود. در روترهای RFF سیستم عامل IOS درون این نوع از حافظه ذخیره می شود. برنامه ی اجرایی سیستم عامل به صورت خام (باینری) و غیر فشرده در حافظه ی فلش ذخیره شده است و به هنگام بوت شدن روتر این سیستم عامل توسط پروسه ی بارگذار مستقیما از روی همان حافظه ی فلش اجرا می شود و فقط فایل پیکربندی running config و فضای کاری برای ذخیره سازی موقت داده ها مستقیما به درون حافظه ی RAM منتقل می شود. یعنی کد دستورات سیستم عامل از روی حافظه ی فلش خوانده می شود و پس از اجرا بر روی CPU نتیجه حاصل از آن در فایل Running config موجود در RAM ذخیره می گردد. اجرای سیستم عامل IOS از طریق حافظه ی فلش دارای چندین مزیت می باشد:

  1. اولین مزیت آن سرعت راه اندازی روتر می باشد. به دلیل آنکه کدهای اجرایی دستورات سیسم عامل به صورت غیر فشرده و آماده اجرا در حافظه ی فلش قرار دارد لذا پس از روشن شدن روتر اجرای سیستم عامل بلافاصله آغاز می گردد و هیچ گونه تاخیری در بوت شدن سیستم پدید نمی آید (در روترهای RFR بوت شدن دستگاه حدود 2 تا 3 دقیقه طول می کشد در حالی که در روترهای RFF عمل بوت در کمتر از یک دقیقه انجام می شود).
  2. دومین مزیت این نوع از روترها این است که فضای حافظه ی RAM بیشتری برای استفاده های دیگر همچون جداول مسیریابی و غیره باقی می ماند، چون کد اجرایی IOS مستقیما به حافظه ی اصلی منتقل نمی شود و این فضا از نظر حجم کاملا قابل ملاحظه است.
  3. سومین مزیت این نوع روتر آن است که خطر آلودگی برنامه اجرایی IOS در آن بسیار ناچیز است. آلودگی سیستم عامل زمانی ایجاد می شود که داده های دیگری در فضای کاری دستورات سیستم عامل به اشتباه و به خاطر اختلالهای غیر عمدی نوشته شود. و از آنجایی که کد اجرایی دستورات سیستم عامل همیشه ثابت است و نباید در آن تغییری ایجاد گردد، این پدیده باعث تخریب و فروپاشی سیستم عامل می شود. در این نوع از روترها چون کد اجرایی دستورات سیستم عامل در فضای حافظه فلش به صورت ثابت قرار دارد و در این حافظه فایل های دیگری جز فایل های سیستم عامل قرار ندارد، بنابراین خطر آلودگی IOS بشدت پایین می آید (انواع حافظه در روترهای سیسکو).

با تمام این مزیت ها این نوع از روترها دارای معایبی نیز هستند. شاید بزرگترین عیب آن ها در این باشد که سیستم عامل IOS در حین عملیات روتر قابل ارتقا و تغییر نیست و در صورت نیاز به ارتقا باید روتر غیر فعال گردد. در شکل زیر مراحل اجرای دستورات IOS را در روترهای RFF مشاهده می کنید.

 

روترهای RFR یا (Run From RAM )

روترهایی که ار طریق حافظه ی اصلی راه اندازی و بوت می شوند از مکانیزمی متفاوت برای بارگذاری و اجرای سیستم عامل استفاده می کنند. در این نوع از روترها نیز فایل اجرایی سیستم عامل IOS همانند روترهای RFF در حافظه ی فلش ذخیره است ولی این فایل به صورت فشرده شده می باشد. در هنگام فرایند راه اندازی روتر ابتدا تصویر فشرده شده سیستم عامل IOS از حافظه ی فلش استخراج شده و پس از extract شدن به حافظه ی RAM منتقل می شود. یعنی در این نوع از روترها کد اجرایی دستورات سیستم عامل بر روی حافظه RAM قرار می گیرند و این دستورات بر حسب نیاز توسط CPU سیستم اجرا شده و نتیجه حاصل در فایل Running config که آن هم در حافظهRAM قرار دارد، ذخیره می گردد (انواع حافظه در روترهای سیسکو).

از آنجایی که حافظه ی RAM در این نوع روترها باید میان سیستم عامل و فایل running config و جداول مسیریابی تقسیم شود، در نتیجه این نوع روترها باید با میزان حافظه ی RAM بیشتری عرضه گردند. مهمترین مزیت این نوع از روترها این است که بدلیل آنکه روتر از حافظه RAM خود برای اجرای دستورات سیستم عامل استفاده می کند و در حافظه Flash سیستم هیچ فایلی جز فایل فشرده سیستم عامل وجود ندارد، می توان براحتی فایل فشرده IOS را در حافظه Flash ارتقا داد، بدون آنکه نیازی به خاموش کردن روتر باشد. یعنی می توان روتر را در حالی که در حال کار است، ارتقا داد. ولی دو عیب اساسی نیز برای روترهای RFR وجود دارد:

  • یکی اینکه از آنجایی که فایل اولیه سیستم عامل IOS بصورت غیر فشرده می باشد، نیاز به این است که این فایل ابتدا از حالت فشرده خارج گردد و سپس به حافظه RAM انتقال یابد، این فرایند خود زمانگیر می باشد و به همین دلیل زمان بوت شدن این نوع از روترها بیشتر از روترهای RFF می باشد (انواع حافظه در روترهای سیسکو).
  • دومین عیب این نوع از روترها خطر آلودگی سیستم عامل IOS می باشد، چون فایل های اجرایی سیستم عامل در کنار فایل های پیکربندی و جداول مسیریابی در حافظه RAM قرار دارند و احتمال تجاوز به حریم سیستم عامل و فروپاشی آن وجود دارد. در شکل زیر مراحل اجرای دستورات IOS را در روترهای RFR مشاهده می کنید.

 

نکته : حرف R پس از شماره مدل یک روتر سیسکو نشان دهنده آنست که روتر از نوع RFR است، و چنانچه بعد از شماره مدل یک روتر این حرف وجود نداشته باشد فرض بر این است که روتر از نوع RFF است. در پایان این مقاله باید به این نکته اشاره شود که هدف از بیان این مطالب و اینکه چرا باید یک کاربر روتر سیسکو از این تفاوت ها آگاه باشد، این است که برای ارتقا سیستم عامل IOS روترهای سیسکو روش های متفاوتی وجود دارد و این تفاوت هم بدلیل تفاوت در خود روترهای سیسکو از لحاظ مکان اجرا سیستم عامل روتر می باشد. کاربر با دانستن نوع روتر خود براحتی می تواند روش مناسب برای ارتقا IOS را انتخاب کند (انواع حافظه در روترهای سیسکو).
برای دانستن نوع روتر خود می توانید از دستور show flash: در حالت privileged mode استفاده کنید. خروجی این دستور به شما اطلاعاتی در رابطه با شماره سری روتر و همچنین مکان اجرای IOS می دهد. مثلا در تصویر زیر یک روتر 2811 سیسکو را در شبیه ساز Packet Tracer مشاهده می کنید که با وارد کردن این دستور، فایل های موجود در حافظه فلش نمایش داده می شود. همانطور که در تصویر می بینید، سطری که پررنگ شده است، به شما یک فایل با پسوند bin را نشان می دهد، این فایل همان فایل IOS روتر می باشد و در نام این فایل حروف mz را مشاهده می کنید. این حروف مشخص کننده اینست که روتر شما از نوع RFR است و سیستم عامل آن از طریق حافظه RAM اجرا می شود (انواع حافظه در روترهای سیسکو).

 

حافظه ROM یا Read Only Memory در روترهای سیسکو

ROM یک حافظه فقط خواندنی است که بر روی Board پردازنده روترهای سیسکو قرار می گیرد. نرم افزار یا بهتر بگوییم میان افزار Bootstrap Loader که وظیفه Boot کردن روترهای سیسکو را بر عهده دارد بر روی این حافظه قرار گرفته است. همچنین حافظه ROM وظیفه انجام دادن و مدیریت و نگهداری عملیات Power On Self-Test یا POST را بر عهده دارد. برای اینکه بتوانید نرم افزار حافظه ROM دستگاه خود را Upgrade کنید Chipset ای که برای اینکار در نظر گرفته شده است بایستی از روی مادربورد جایگزین شود.

حافظه Flash یا Flash Memory در روترهای سیسکو

حافظه فلش روترهای سیسکو یک چیپ حافظه الکترونیکی ( Electronically)، قابل پاکسازی (Erasable) و قابل برنامه ریزی مجدد یا Reprogrammable می باشد. این حافظه فلش در واقع حاوی Image کاملی از سیستم عامل روتر شما یا همان Router IOS می باشد، با استفاده از این حافظه شما می توانید OS روتر سیسکوی خود را بدون اینکه نیاز به عوض کردن chipset داشته باشید عوض کنید یا آن را بروز رسانی کنید. اطلاعات موجود در حافظه فلش با خاموش و روشن شدن یا Restart شدن روتر سیسکو همچنان ثابت باقی می ماند.

حافظه RAM یا Random Access Memory در روترهای سیسکو

RAM یا Random Access Memory یک حافظه در روترهای سیسکو است که دارای سرعت بسیار بالایی می باشد، این حافظه فرار یا Volatile است و به همین دلیل با Restart شدن روتر سیسکو اطلاعات آن از بین می رود، همین اتفاق زمانیکه برق روتر قطع می شود نیز برای حافظه RAM می افتد. محتویات این حافظه عبارتند از سیستم عامل در حال اجرای روتر یا همان Cisco IOS که در حالت Running قرار دارد، System Table های IOS و بافرها در این حافظه نگهداری می شوند، همچنین RAM برای نگهداری Routing Table ها و کش های ARP و بافرینگ Packet ها نیز مورد استفاده قرار میگیرد که البته مورد آخر بیشتر از Shared RAM استفاده می شود. RAM به عنوان یک حافظه موقتی برای نگهداری تنظیمات روتر زمانیکه روتر روشن می شود استفاده می شود، اطلاعات مربوط به نرم افزارهای در حال اجرا در روتر، دستورات سیستم عامل روتر، Running Configuration ،Arp Cache و Routing Table ها برای اجرای سریعتر در حافظه RAM قرار می گیرند (انواع حافظه در روترهای سیسکو).

حافظه NVRAM یا Non-Volatile Random Access Memory در روترهای سیسکو

این حافظه سرعتی مشابه حافظه RAM دارد با این تفاوت که فرار نیست بدین معنا که با Restart شدن یا رفتن برق روتر سیسکو اطلاعات آن از بین نمی رود، اطلاعات مربوط به فایل Startup Configuration روتر سیسکو بر روی این حافظه قرار می گیرد. فایل Startup Configuration در واقع فایل تنظیماتی است که IOS به هنگام Boot کردن روتر از روی آن اطلاعات را می خواند (انواع حافظه در روترهای سیسکو).

  • نویسنده : محمد نصیری، منبع: انجمن تخصصی فناوری اطلاعات ایران