МЕЖСЕТЕВАЯ ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ CISCO

Что такое IOS?

Internetwork Operating System (IOS) это семейство сетевых операционных систем, для сетевых коммутаторов и маршрутизаторов Cisco. IOS это пакет функций коммутации, маршрутизации, интернетворкинга и телекоммуникаций, встроенных в многозадачную операционную систему. Хотя в кодовая база IOS входит кооперативное многозадачное ядро, большинство функций IOS были перенесены в другие ядра, такие как Linux и QNX, для использования в продуктах Cisco [5].

Интерфейс

Интерфейс командной строки IOS (CLI) предоставляет определенный набор команд из нескольких слов. Набор соответствует режиму и уровню привилегий текущего пользователя. Режим глобальной конфигурации предоставлен командами для изменения конфигурации системы, а режим конфигурации интерфейса предоставлен командами для изменения конфигурации определенного интерфейса. Все команды имеют уровень привилегий от 0 до 15 и доступ к ним могут получить только пользователи с необходимыми привилегиями (рис 1.) [4].

Рисунок 1. Структура перехода в разные режимы

Многие сборок IOS содержат интерпретатор Tcl. Используя встроенную функцию диспетчера событий, интерпретатор может быть запрограммирован для реагирования на события в сетевой среде, такие как сбой интерфейса или периодические таймеры.

Наборы функций

Многие продукты Cisco, работающие под управлением IOS имеют один или несколько наборов функций или пакетов, обычно пять пакетов для сетевых коммутаторов и восемь пакетов для маршрутизаторов. Например, выпуски Cisco IOS, предназначенные для использования на коммутаторах Catalyst, доступны как стандартные версии (обеспечивающие только базовую IP-маршрутизацию), расширенные версии, которые обеспечивают полную поддержку маршрутизации IPv4. Расширенные IP-службы обеспечивают расширенные функции, а также поддержку IPv6.

Каждый пакет программ соответствует одной из сервисных категорий [2]:

• IP-данные
• Конвергированная услуга передачи речи и данных
• Безопасность и VPN

Архитектура

IOS имеет монолитную архитектуру из-за ограниченных аппаратных ресурсов маршрутизаторов и коммутаторов поэтому все процессы имеют прямой аппаратный доступ для экономии времени обработки ЦП. Между процессами нет защиты памяти, и IOS имеет планировщик запуска до завершения, что означает, что ядро не резервирует запущенный процесс. Вместо этого процесс должен выполнить вызов ядра, прежде чем другие процессы получат возможность запустить его. IOS рассматривает каждый процесс как отдельный поток и присваивает ему значение приоритета, так что высокоприоритетные процессы выполняются на ЦП до того, как в очередь попадут низкоприоритетные процессы, но высокоприоритетные процессы не могут прерывать выполнение низкоприоритетных процессов. [4].

Монолитное ядро Cisco IOS не реализует защиту памяти для данных различных процессов. Вся физическая память отображается в одно виртуальное адресное пространство. Ядро Cisco IOS не выполняет никакой подкачки памяти или подкачки. Поэтому адресуемая память ограничена физической памятью сетевого устройства, на котором установлена операционная система. Однако IOS поддерживает балансирование дублированного содержимого виртуальной памяти в ту же самую физическую память. Эта архитектура была реализована компанией Cisco для обеспечения производительности системы и минимизации операционных накладных расходов операционной системы.

Недостатком архитектуры IOS является то, что она увеличивает сложность операционной системы, возможно повреждение данных, так как один процесс может записывать данные другого, и один процесс может дестабилизировать всю операционную систему или даже вызвать принудительный сбой программного обеспечения. В случае сбоя операционная система автоматически перезагружается и перезагружает сохраненную конфигурацию [3].

1. Бен Пайпер // Администрирование сетей CISCO: освоение за месяц. – СПб.: ДМК-Пресс, 2018.
2. Алан Леинванд, Брюс Пински // Конфигурирование маршрутизаторов Cisco, 2-е изд. -М.: Вильям, 2015.
3. Брайан Хилл // Полный справочник по Cisco. – М.: Вильям, 2014.
4. Официальное руководство Cisco по подготовке к сертификационным экзаменам CCENT/CCNA ICND1 100-101. – М.: Вильямс, 2017.
5. Виджэй Боллапрагада, Кэртис Мэрфи, Расс Уайт // Структура операционной системы Cisco IOS = Inside Cisco IOS. — М.: Вильямс, 2018.
6. Золотухин М.С. Создание учебной сетевой лаборатории «Основы построения ЭВМ и компьютерных сетей». Материалы XI международной студенческой электронной научной конференции «Студенческий научный форум» [Электронный журнал]. URL:https://scienceforum.ru/2019/article/2018012685
7. Золотухин М.С., Кубанских О.В. Виртуальные лаборатории в преподавании и обучении // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 7 [Электронный журнал]. URL:http://web.snauka.ru/issues/2019/07/89984
8. Симонова Е.С., Золотухин М.С. История появления и развития компьютерных сетей // Материалы XII Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум» [Электронный журнал]. URL:https://scienceforum.ru/2020/article/2018017987
9. Симонова Е.С., Золотухин М.С. Основные протоколы для функционирования локальной сети // Материалы IV Международной Студенческой Научной Конференции «Междисциплинарный научный форум» [Электронный журнал]. URL: https://studconf.com/conference/2-2020/engineering/sub-197/1380

Все статьи автора «Симонова Екатерина Сергеевна»