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序

因為在Internet和專用Intranet上運行的絕大多數路由器都是Cisco公司生產的，所以關於Cisco路由器的書有許多其主題包括了從路由器配置到路由協議以及訪問表的配置。顯然每個主題都很重要，但有一個主題被大家忽略了，那就是路由器的性能。

由於路由器這種通信設備在現代網絡中很重要，所以了解它的性能也很重要。如果你單位的路由器對於它所要執行的活動來說，顯得功率不足的話，那麼用戶和管理員可能會錯誤地將此歸結為帶寬有限、服務器功率不足或者其他問題，而意識不到真正的問題之所在。另一種情況是，你可能不時地被誘惑著更換或升級硬件，而這幾乎是不必要的。無論是哪一種情形，了解不同的路由器性能尺度以及檢索統計信息的方法對於LAN或路由器管理員或網絡管理員來說都是很重要的。

本書中，我們主要關注路由器性能的各個方面及其使用方法，以了解連接的通信環境。對於後者，路由器可以提供關於連接的LAN和串行通信通道活動的信息，以包括它們常規水平的使用和錯誤情形。因此，路由器提供的尺度為我們提供了了解流量的能力，以及標記錯誤情形並提出合理的解決方案。

路由器一個經常被忽略的特性是可以提供服務級協議(SLA)驗證。因為大多數SLA協議需要每月支付一定的費用才能獲得更高級的網絡性能，所以可以檢查你的單位在支付了這筆費用後，是否得到了路由器重要的使用性能。我們還將在本書中注意到，Cisco路由器包括啟用端到端等待時間驗證的TCP/IP應用程序，前者表示通用的SLA尺度。

作為一名專業作家，我誠摯地歡迎你提出寶貴意見。希望你能就本書中所提到的任何內容發表你的看法，或者指出還有哪些內容你覺得應包括在以後的版本中。你可以給我發電子郵件，我的email地址是[email protected]。

前 言

Cisco路由器已發展為一種非常復雜的硬件及軟件產品，所以很難或者幾乎不可能提供一本講述路由器的所有特性和功能的綜合性書籍。很多作者都不願意或者沒有經驗來寫一本涉及到路由器的每一個主題並包含數千頁的書籍。同樣，幾乎也沒有讀者需要關於Cisco路由器各個方面的深入知識。因此，作者感覺到開發一套叢書，使其中每一本書都致力於Cisco路由器的一系列關鍵功能或特性會更加實用。因此，本書致力於路由器的性能，雖然主題比較窄，但卻是LAN管理員和網絡管理員必須了解的最重要的主題，只有了解了路由器的性能，才能最好地使用Cisco路由器和它所連接的網絡。

性能測試的原因

在本書的序中已簡單提到了定期測試路由器性能的幾個原因。檢驗服務級協議(SLA)以及觀察網絡錯誤是很重要的，是路由器性能測試原因之一。其他原因包括考慮何時更換或升級路由器或個別路由器組件，以及如何確定是否需要其他接口來支持網絡分段。還有一個原因是確定一個或多個路由器的資源是否可以更有效地用在另一個路由器中，或者確定是否需租用路由器或將路由器還給租賃公司。這是因為不是網絡中的所有路由器都使用在同一個級別。因此，如果你的單位購買了許多路由器用在網絡中，那麼很有可能網絡外圍的路由器不需要與位於網絡核心的路由器有著相同的內存或處理器功能。

有時，路由器性能測量還可以向你的單位提供有關如何重新安排路由器的使用，如何用一台更節省成本的路由器來替換某一種類型的路由器，或者購買一台更適用的路由器以滿足單位的通信需求等信息。雖然路由器不能代替診斷網絡故障的測試設備，但是注意路由器可以用作局域網(LAN)和廣域網(WAN)的接口這一點是很重要的。因此，路由器是網絡的焦點，可以用它的顯示功能檢查不同接口的狀態，同時便提供了有關連接到路由器的LAN和WAN的性能級別的信息，盡管LAN和WAN並不直接地影響路由器性能。例如，連接到某路由器接口的以太網LAN上的高級沖突直接影響該路由器通過網絡傳送或接收LAN信息的能力。

要監視的組件

從硬件的角度來看，路由器是一個復雜的計算機，它運行專門的軟件。路由器的硬件之所以與計算機類似是因為它也有一個中央處理單元(CPU)、支持幾種內存並且可以支持多種與外圍設備進行連接的接口。但是，有的地方與計算機不同，計算機的外圍設備是共用打印機、掃描儀以及類似的設備，而路由器的外圍設備則是局域網和廣域網，它們通過不同類型的路由器接口連接到路由器。

我們可以通過監視路由器的硬件組件來了解它的性能，這些組件包括CPU、內存和各種接口的狀態。而且，我們在本書的後面提到各種路由器軟件的設置也可以用來加速信息在路由器中的流動，從而實際上增強路由器的性能。這樣，監測路由器硬件和軟件就可以決定路由器當前和潛在的性能級別。

章節預覽

這一部分的信息是一個導航器，向我們展示如何進入本書的主題，即路由器性能。而且，可以將這一部分所提供的信息與目錄結合起來使用，以查找你關注的特定信息。雖然我們建議你按照所提供信息的順序來閱讀本書，但是不同的讀者可能有不同層次的信息需求。因此，預覽部分可以幫助你查找你感興趣的特定章節並注意主題的順序變換。

第1章“路由器硬件和軟件總覽”

因為掌握路由器硬件和軟件的基本知識對於了解其性能問題至關重要，所以我們在第1章通過介紹Cisco路由器的基本組件來了解有關這一主題的基本信息，包括如何指定接口。在討論路由器的軟件組件之前，我們還討論了路由器的交換模式和它的初始化過程。在講到軟件組件時，我們討論了Cisco的連網操作系統(Internetwork Operating System, IOS)的基本組件、路由器配置以及命令解釋器的使用。

因為命令解釋器對於觀察不同的路由器性能尺度非常重要，所以我們介紹了路由器命令及其縮寫形式。從這一章所提供的信息中，具有不同背景的讀者將了解在本書後面的章節中將用到的路由器硬件和軟件的基礎知識。

第2章“LAN和WAN尺度”

除非我們熟悉LAN和WAN尺度，否則使用路由器命令觀察LAN和WAN尺度可能會獲得毫無意義的信息。第2章介紹了各種LAN和WAN尺度。首先，我們重點講述局域網，介紹局域網中的以太網和令牌環LAN。到目前位置，絕大多數LAN接口都使用Cisco路由器。在介紹LAN尺度時，我們首先回顧了每一種網絡的常規幀格式。然後，講述了每一種幀和可能發生錯誤類型。在討論LAN的運行時所得到的信息使我們得以更好地了解Cisco路由器所顯示的LAN尺度。關於這一主題，在本書的後面有相當詳細的講述。

第2章的第2部分介紹了廣域網，包括提供通過WAN連接傳輸和接收數據功能的串行接口。因為有些讀者可能不熟悉公用的T1線設施的運行速率不同於其數據傳輸率這一事實，所以我們將在第3章討論這一重要主題。對於有些讀者，這一信息解釋了為什麼將現有的WAN連接升級到更高運行速率時，沒有達到預期效果。

第3章“獲取外部性能測試方法”

在第1章中講述了路由器硬件和軟件的基本知識，以及在第2章中講述LAN和WAN尺度之後，現在我們可以開始介紹路由器性能測試。第3章關注路由器命令的使用，以顯示各種外部性能測試。在此期間，我們假定路由器接口提供影響路由器性能的總體級別的因素的外部視圖。我們還學習show interface命令的各種版本，以了解在檢查以太網、快速以太網、令牌環網和串行接口時所顯示的信息。

第4章“獲取內部性能測試方法”

第3章介紹外部性能測試。在第4章，我們將重點轉向內部性能測試。在首先回顧了四種路由器內存的功能後，我們講述show命令的使用以顯示路由器內存和路由器處理的狀態。在這之後，我們將介紹影響路由器性能的總體級別的各種路由器功能的其他命令。這些功能包括將參數項設為路由器的地址解析協議(ARP)表、啟用TCP報頭數據壓縮以及設置各種路由器交換模式。雖然因為這些功能發生在將數據放置在接口之前，所以它們是內部功能還是外部功能可能存在爭議，但是作者仍然決定在這一章中對這些特性進行討論。

第5章“檢測、糾錯和設計原理”

測試和糾錯之間的關系很好理解，但是要認識到它們與設計原理的關系可能要難一些。然而，如果我們仔細考慮這三者，就可以看到它們彼此之間有相當程度的聯系。這是因為多年的測試和排除不同類型的網絡故障產生了某些設計原理，這些原理可為合理安排網絡內部和網絡之間的信息路由提供基礎。

雖然本書主要講述路由器性能，但是認識到沒有測試和糾錯，可能無法增強路由器性能這一點也是很重要的。而且，通過測試和糾錯所提供的信息可能對於建立一個新型網絡或修改現有的網絡具有很大的價值。因此，在本章中，我們將這三個主題作為一個內容，介紹它們與本書的主題—路由器性能的關系。

因為討論測試和糾錯，所以我們回顧了幾個內置的測試工具，這些工具可以從路由器的命令行中獲得，或者從另一設備中獲得。在此期間，我們還介紹了如何使用這些工具檢驗某些類型的SLA以及隔離可能的網絡瓶頸以確保維護。在這些完成之後，我們通過學習基於路由器的網絡設計原理對本章進行小結。本章以及前一章所提供的信息是了解如何建立所期望的性能級別的網絡的基礎。

第6章“隨時間觀察尺度”

最後一章主要講述克服Cisco路由器的缺陷以提供與性能最密切相關的尺度達5分鐘以上。LAN管理員和網絡管理員很難根據提供5分鐘尺度觀察的計數器的值，作出影響網絡狀態的決定；我們通常希望得到一個范圍更大的窗口。因此，本章介紹如何在一段自定義時間之內觀察路由器各種性能尺度。
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目 錄

譯者序序前言

第1章 路由器硬件和軟件總覽
1
1.1 基本硬件組件
1
1.1.1 中央處理單元
1
1.1.2 閃存
1
1.1.3 只讀存儲器
2
1.1.4 隨機存儲器
2
1.1.5 非易失隨機存儲器
2
1.1.6 輸入/輸出端口以及特定媒體轉換器
2
1.1.7 端口構成和命令引用
2
1.1.8 交換模式
4
1.1.9 路由器初始化過程
5
1.2 基本軟件組件
8
1.2.1 操作系統鏡像
8
1.2.2 配置文件
8
1.2.3 數據流
9
1.3 路由器配置過程
10
1.3.1 關於電纜的考慮
10
1.3.2 控制台訪問
10
1.4 關於setup的考慮
12
1.4.1 命令解釋器
14
1.4.2 用戶模式運行
15
1.4.3 特權模式運行
15
1.5 配置命令分類
16
1.5.1 全局配置命令
17
1.5.2 interface命令
18
1.5.3 line命令
19
1.5.4 router命令
20
1.5.5 縮寫命令
20
1.6 常規控制台操作
21
1.6.1 主機名稱的分配
21
1.6.2 創建標志
22
1.6.3 日期/時間的設置
23
1.7 終端自定義
24
第2章 LAN和WAN尺度
29
2.1 LAN尺度
29
2.1.1 以太網
29
2.1.2 以太網幀
31
2.1.3 以太網SNAP幀
34
2.1.4 令牌環
35
2.2 WAN尺度
39
2.2.1 T1電路
39
2.2.2 串行封裝
41
2.2.3 優先級輸出隊列
42
2.2.4 優先級分配
43
第3章 獲取外部性能測試方法
47
3.1 檢查接口狀態
47
3.2 show interfaces命令
47
第4章 獲取內部性能測試方法
69
4.1 顯示存儲器信息
69
4.1.1 路由器存儲器總覽
70
4.1.2 存儲器映射
72
4.1.3 show memory命令的選項
73
4.1.4 使用show buffers命令來判定存儲器問題
78
4.2 路由器性能特性
85
4.2.1 ARP表格表目
85
4.2.2 TCP頭部壓縮
87
4.2.3 嘗試建立TCP連接的時間
88
4.2.4 交換模式
89
第5章 檢測、糾錯及設計原理
95
5.1 Ping應用程序
95
5.1.1 概述
95
5.1.2 Windows平台的ping程序
97
5.1.3 路由器ping操作
100
5.2 Traceroute應用程序
104
5.2.1 概述
105
5.2.2 Windows平台的tracert程序
105
5.2.3 路由器trace命令
108
5.3 設計原理
111
第6章 隨時間觀察尺度
115
6.1 SNMP
115
6.1.1 組件
115
6.1.2 SNMP版本
116
6.1.3 MIB
116
6.1.4 Cisco系統私有MIB
121
6.2 使用MRTG
125
6.2.1 概述
125
6.2.2 注冊信息
126
6.2.3 使用MRTG的准備
126
6.2.4 程序的獲得
127
6.2.5 配置文件
130
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