ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

KHOA MẠNG MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG



KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

XÂY DỰNG PHẦN MỀM CẤU HÌNH
ROUTER CISCO TRONG WINDOWS

Giảng viên hướng dẫn : TS. ĐÀM QUANG HỒNG HẢI
Sinh viên thực hiện

: TRẦN CÔNG MINH (07520)
HOÀNG THỊ BÍCH TRÂN (07520368)

Lớp

: MM02

Niên khoá

: 2007-2012
TP. Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2012


MỞ ĐẦU
Sự phát triển của Internet cũng đồng nghĩa với việc tăng trưởng về quy mô và công nghệ
nhiều loại mạng LAN, WAN Và đặc biệt là lưu lượng thông tin trên mạng tăng đáng kể..

Vấn đề thiết kế mạng và lựa chọn giao thức định tuyến sao cho phù hợp với chi phí, tài
nguyên của tổ chức là đặc biệt quan trọng. Internet phát triển càng mạnh, lượng người
truy nhập càng tăng yêu cầu định tuyến càng phải tin cậy, tốc độ chuyển mạch nhanh và
không gây ra lặp trên mạng. Hơn nữa khi nhiều tổ chức tham gia vào mạng thì việc cấu
hình cho toàn bộ hệ thống mạng cũng trở nên khó khăn và phức tạp hơn. Việc hiểu biết
và thiết kế các mạng thông tin cỡ lớn có sử dụng các thiết bị định tuyến đang trở thành
một nhu cầu vô cùng cấp thiết trong thực tế. Nó đòi hỏi người thiết kế mạng phải có sự
hiểu biết sâu về giao thức sẽ sử dụng cho việc thiết kế mạng cũng như vận dụng những
phần mềm giúp cho việc cấu hình trở nên dễ dàng hơn. Cấu hình router để cho router
thực hiện nhiều chức năng mạng phức tạp là một công việc đầy thử thách. Chính vì
vậy,những phần mềm,công cụ chuyên dụng làm giảm bớt khó khăn cho công việc này
ngày càng được sử dụng rộng rãi.
Hiện nay CISCO là một trong những nhà cung cấp các thiết bị mạng hàng đầu trên thế
giới. Ở Việt Nam các thiết bị này đang được sử dụng ngày càng rộng rãi trong hệ thống
mạng Internet, trong các mô hình mạng của các công ty, tổ chức, doanh nghiệp.Việc cấu
hình bằng giao diện command line trên các thiết bị router của Cisco đôi khi khá phức tạp,
đòi hỏi người quản trị mạng phải tốn nhiều thời gian lẫn công sức, đây là một vấn đề nan
giải kể cả đối với những người đã làm quen với Router lâu năm. Việc cấu hình thiết bị
dựa trên giao diện Windows giống như một phần mềm chuyên dụng sẽ giải quyết vấn đề
này dễ dàng hơn rất nhiều.
Một trong những nhiệm vụ quan trọng của việc quản trị mạng là cấu hình cho hệ thống
vận hành một cách trơn tru và hoạt động một cách hữu ích. Chính vì vậy, đề tài của chúng
em hướng tới một giải pháp xây dựng một phần mềm thật sự hữu ích giúp cho việc cấu
hình router một cách nhanh chóng và thuận lợi hơn.
Trong quá trình nghiên cứu học tập tại trường, được sự hướng dẫn và chỉ bảo trực tiếp
của thầy Ts.Đàm Quang Hồng Hải, cũng như sự giúp đỡ động viên của các thầy cô và
bạn bè trong trường ĐH Công Nghệ Thông Tin – ĐHQGTPHCM, chúng em đã quyết
định làm khóa luận tốt nghiệp với đề tài: ”Xây dựng phầm mềm cấu hình router Cisco
trong Windows.”



LỜI CẢM ƠN
Khoá luận tốt nghiệp là bước cuối cùng đánh dấu sự trưởng thành của một sinh viên ở
giảng đường Đại học. Để trở thành một kỹ sư đóng góp những gì mình đã học được cho
sự phát triển đất nước.
Trong quá trình thực hiện khoá luận tốt nghiệp, em đã được sự giúp đỡ, hướng dẫn, hỗ
trợ và động viên từ gia đình, từ quý thầy cô cùng các bạn. Nhờ đó mà em đã hoàn thành
được luận văn như mong muốn, nay xin cho phép em được gửi lời cám ơn sâu sắc và
chân thành đến:
Các thầy cô trong khoa Mạng máy tính trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin đã truyền
đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu để từ đó chúng em phát triển thêm vốn hiểu
biết của mình vận dụng trong công việc sau này. Bên cạnh đó, chúng em cũng xin được
gửi lời cảm ơn đến ban giám hiệu trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin và các ban
ngành đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ chúng em trong quá trình học tập và hoàn
thành luận văn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Ts. Đàm Quang Hồng Hải, người đã trực tiếp
hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Trong quá trình làm luận văn,
thầy đã không quản ngại tận tình hướng dẫn, giúp chúng em giải quyết các vấn đề nảy
sinh trong quá trình làm luận văn và hoàn thành luận văn đúng định hướng ban đầu.
Chúng em cũng chân thành cảm ơn các thầy cô trong hội đồng chấm luận văn đã cho em
những đóng góp quý báu để luận văn thêm hoàn chỉnh.
Xin được gửi lời cảm ơn tới tất cả bạn bè thân thương trong khoa Mạng máy tính thuộc
trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin-Đại học Quốc Gia TPHCM. và những người bạn
trong các khoa khác đã giúp đỡ chúng em trong lúc chúng em gặp phải khó khăn và thử
thách..
Cuối cùng, chúng em xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các bậc sinh thành. Ba
mẹ là người đã dạy dỗ và nuôi nấng chúng em khôn lớn và luôn là những người đồng
hành cùng chúng em cho đến khi chúng em bước chân vào giảng đường đại học, luôn bên
cạnh chúng em và chia sẻ mỗi lúc chúng em gặp khó khăn trong cuộc sống.
Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn. Chúc tất cả mọi người sức khỏe và thành

đạt.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2012
Sinh viên thực hiện

Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


MỤC LỤC

Chương 1: Giới thiệu đề tài................................................................................................................1
Chương 2: Tổng quan về Router Cisco..............................................................................................5
2.1.Giới thiệu Router....................................................................................................................5
2.2.Các thành phần bên trong Router.........................................................................................6
2.3.Các loại kết nối của Router....................................................................................................8
2.4.Hệ điều hành Cisco IOS........................................................................................................9
2.4.1. Định nghĩa IOS ...................................................................................................................9
2.4.2. Tổng quan về kiến trúc của IOS của Cisco .........................................................................9
2.4.3. Tổ chức bộ nhớ..................................................................................................................10

2.4.4. Tiến trình IOS (processes IOS)..........................................................................................13
2.4.5. Kernel IOS ........................................................................................................................15
2.4.6. Trình điều khiển thiết bị ....................................................................................................25
2.4.7. Cấu trúc chuyển mạch gói ................................................................................................25
2.5.Các chế độ cấu hình của Router:........................................................................................31
2.6.Cách giải pháp cấu hình Router..........................................................................................37
2.6.1.Phương pháp 1: sử dụng giao diện dòng lệnh....................................................................37
2.6.2.Phương pháp 2: Sử dụng phần mềm SDM của Cisco.........................................................38
2.6.3.SDM-HTTP.........................................................................................................................47
2.6.4. SDM-HTTPS......................................................................................................................51
Chương 3: Giới thiệu phần mềm cấu hình Router - CRCS............................................................57
3.1.Giới thiệu CRCS..................................................................................................................57
3.2.Các mô hình ứng dụng........................................................................................................59
3.2.1.Cấu hình ban đầu:..............................................................................................................59
3.2.2.Mô hình kết nối trực tiếp:...................................................................................................60
3.2.3.Mô hình kết nối thông qua Switch......................................................................................61
3.2.4.Mô hình kết nối đến nhiều Router kết nối trực tiếp với nhau..............................................63
3.2.5.Mô hình sử dụng Access Server:.........................................................................................64
3.2.6.Mô hình kết nối qua Internet..............................................................................................65
3.3.Cơ chế hoạt động của phần mềm.......................................................................................65
3.3.1.Socket Class........................................................................................................................65
3.3.2.Hoạt động của phần mềm:..................................................................................................68
Chương 4: Chức năng của phần mềm CRCS..................................................................................75
4.1. Chức năng xem cấu hình Router:......................................................................................75
4.2. Cấu hình Interface..............................................................................................................76
4.2.1. Thông tin kỹ thuật..............................................................................................................76


4.2.2. Chức năng cấu hình của phần mềm...................................................................................77
4.3. Chức năng cấu hình định tuyến:........................................................................................78

4.3.1. Thông tin kỹ thuật..............................................................................................................78
4.3.2. Chức năng cấu hình của phần mêm:.................................................................................80
4.4. Chức năng cấu hình NAT...................................................................................................81
4.4.1. Thông tin kỹ thuật..............................................................................................................81
4.4.2. Chức năng cấu hình của phần mềm:.................................................................................86
4.5. Chức năng cấu hình Access List:.......................................................................................89
4.5.1. Thông tin kỹ thuật..............................................................................................................89
4.5.2. Chức năng cấu hình của phần mềm:.................................................................................94
4.6. Chức năng cấu hình DHCP:...............................................................................................98
4.6.1. Thông tin kỹ thuật............................................................................................................98
4.6.2. Chưc năng cấu hình DHCP trên Router:......................................................................100
4.7. Chức năng cấu hình Frame Relay...................................................................................102
4.7.1. Thông tin kỹ thuật:...........................................................................................................102
4.7.2. Các thiết bị cần thiết để tạo mạng Frame Relay..............................................................103
4.7.3. Các thuật ngữ dùng trong mạng Frame Relay.................................................................103
4.7.4. Cấu trúc khung của Frame Relay....................................................................................104
4.7.5. Hoạt động của LMI Frame Relay:...................................................................................105
4.7.6. Chức năng cấu hình Frame Relay của phần mềm:..........................................................106
Chương 5: Đánh giá.........................................................................................................................108
5.1: Kết quả thực hiện..............................................................................................................108
5.2: Định hướng phát triển.......................................................................................................108
PHỤ LỤC

109

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................112


DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH


Bảng 2.1: Các loại region.............................................................................................10
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ thực hiện SDM.................................................................................36
Hình 1.1: Giao diện cấu hình bằng cmd.exe..................................................................1
Hình 1.2:Ví dụ về mô hình mạng gồm nhiều Router......................................................2
Hình 2.1: Phân đoạn mạng LAN với Router..................................................................5
Hình 2.2: Kết nối Router bằng các công nghệ WAN......................................................6
Hình 2.3:Các thành phần bên trong Router....................................................................6
Hình 2.4: Sơ đồ khối các thành phần trên mạch Router.................................................8
Hình 2.5: Kiến trúc IOS của Cisco.................................................................................9
Hình 2.6: Region và subregion.....................................................................................11
Hình 2.7: Các trạng thái của một tiến trình IOS...........................................................14
Hình 2.8: Sự phân mảnh bộ nhớ...................................................................................18
Hình 2.9: Kết hợp các khối nhớ...................................................................................19
Hình 2.10: Bộ đệm hệ thống........................................................................................22
Hình 2.11: Bộ đệm hệ thống........................................................................................22
Hình 2.12: Bộ đệm hệ thống........................................................................................23
Hình 2.13: Bộ đệm hệ thống........................................................................................23
Hình 2.14: Bộ đệm hệ thống........................................................................................24
Hình 2.15: Bộ đệm hệ thống........................................................................................24
Hình 2.16: Bộ đệm hệ thống........................................................................................25
Hình 2.17: Process switching.......................................................................................27
Hình 2.18: Phân bố lưu lượng tải ................................................................................28
Hình 2.19: Kết nối Router với máy tính.......................................................................29
Hình 2.20: Cáp chuyển Cổng console sang RJ45.........................................................30
Hình 2.21: Kết nối Router với Laptop cổng RJ45........................................................30
Hình 2.22: Giao diện dòng lệnh CLI............................................................................31
Hình 2.23: Giao diện khổi động Router.......................................................................32
Hình 2.24: Giao diện khổi động Router hoàn tất..........................................................32
Hình 2.25: Giao diện dòng lệnh (CLI) dùng để cấu hình Router..................................36
HÌnh 2.26: Vảo Router bằng SDM...............................................................................48

Hình 2.27 : Thêm chứng thực......................................................................................49
Hình 2.28: Đăng nhập..................................................................................................50
Hình 2.29: Kết nối đến Router.....................................................................................50
Hình 2.30: Browser hỏi về chứng thực........................................................................51
Hình 2.31: Thông báo về an ninh khi sử dụng HTTPS................................................51
Hình 2.32: Lấy chứng chỉ bảo mật...............................................................................52
Hình 2.33: Đang nhập vào Router bằng SDM.............................................................52
Hình 2.34: Đăng nhập thành công vào Router.............................................................53


Hình 3.1: Giao diện WELCOME của phần mềm.........................................................54
Hình 3.2: Giao diện xem cấu hình của một hoặc nhiều Router....................................55
Hình 3.3: Giao diện một chức năng cấu hình Interface................................................55
Hình 3.4: Mô hình kết nối trực tiếp đến Router............................................................57
Hình 3.5: Mô hình kết nối thông qua Switch...............................................................58
Hình 3.6: Mô hình kết nối đến nhiều Router kết nối trực tiếp với nhau.......................60
Hình 3.7: Mô hình sử dụng Access Server...................................................................61
Hình 3.8: Mô hình sử dụng kết nối Internet.................................................................62
Hình 3.9: Kết nối đến Router.......................................................................................66
Hình 4.1: Chức năng xem cấu hình Router..................................................................72
Hình 4.2: Chức năng cấu hình Interface trong phần mềm............................................74
Hình 4.3: Ví dụ về một bảng định tuyến trên Router....................................................76
Hình 4.4: Giao diện cấu hình định tuyến cho Router...................................................77
Hình 4.5: Xác định cấu hình định tuyền đã được thực thi............................................78
Hình 4.6: Mô hình ứng dụng NAT cơ bản....................................................................79
Hình 4.7: Hoạt động NAT Overload............................................................................82
Hình 4.8: Giao diện cấu hình NAT...............................................................................84
Hình 4.9: Khung output hiển thị thực thi lệnh trên Router...........................................85
Hình 4.10: Thiết lập NAT inside và NAT outside.........................................................85
Hình 4.11: Mô hình ứng dụng Access list....................................................................86

Hình 4.12: Mô tả luật 3P của ACL...............................................................................87
Hình 4.13: Hoạt động của một ACL kiểm soát luồng dữ liệu đi vào ...........................88
Hình 4.14: Hoạt động của một ACL kiểm soát luồng dữ liệu đi ra .............................89
Hình 4.15: Giao diện cấu hình ACL.............................................................................92
Hình 4.16: Cấu hình Standard ACL.............................................................................93
Hình 4.17: Cấu hình Extended ACL............................................................................93
Hình 4.18: Áp dụng vào Interface................................................................................94
Hình 4.19: Khung output cho phép xem quá trình lệnh thực thi trên Router................94
Hình 4.20: Hoạt động của DHCP.................................................................................95
Hình 4.21: Ví dụ cấu hình DHCP Server......................................................................96
Hình 4.22: Ví dụ cấu hình DHCP Relay.......................................................................97
Hình 4.23: Giao diện cấu hình DHCP..........................................................................98
Hình 4.24: Khung output trong giao diện cấu hình DHCP...........................................99
Hình 4.25: Giao diện cấu hình Frame Relay..............................................................103


Trang 1

Chương 1:

Giới thiệu đề tài

Hiện nay, về công nghệ mạng máy tính thì Cisco luôn là nhà cung cấp các thiết bị mạng
uy tín và đáng tin cậy. Các thiết bị mạng của Cisco hoạt động ổn định, bền, hiệu suất hoạt
động cao, đa dạng về tính năng và dễ dàng cấu hình. Đối với những người hoạt động
trong ngành mạng máy tính thì việc cấu hình các thiết bị trên mạng như Switch, Router,
….của Cisco gần như đã trở nên rất quen thuộc và là kiến thức bắt buộc phải có.
Router là thiết bị nắm giữ vai trò rất quan trọng trongmô hình mạng hiện đại. Router có
thể được xem như chiếc cầu nối các vùng mạng khác nhau lại với nhau. Ngoài ra, Router
còn đảm bảo mô hình mạng hoạt động với hiệu suất ổn định. Không có Router, mô hình

mạng hiện tại có thể bị tê liệt hoặc hoạt động một các chậm chạp và khó khăn. Từ đó việc
hiểu và có thể tiến hành cấu hình Router là vấn đề rất quan trọng đòi hỏi nhiều thời gian
và công sức. Cấu hình Router đúng và hợp lý sẽ giúp mô hình mạng chúng ta hoạt động
ổn định, liên tục, hiệu suất cao.
Để cấu hình Router, cách đơn giản và thường được sử dụng nhất là dùng môi trường
dòng lệnh CLI. Với môi trường dòng lệnh, các thao tác cấu hình được thực hiện thông
qua các dòng lệnh ở dạng text, tương tác trực tiếp với Router. Các lệnh được thực thi
nhanh chóng. Hỗ trợ cho việc cấu hình bằng CLI ta có các phần mềm như cmd.exe cùa
hệ điều hành Windows, SecureCRT của Vandyke…..Phần mềm giao diện thường đơn
giản, chủ yếu hỗ trợ cho việc đánh (type ) lệnh vào và thực thi.

Hình 1.1: Giao diện cấu hình bằng cmd.exe
GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 2

Với CLI mỗi giao diện cấu hình là một tương tác với Router, để tạo ra một tương tác với
Router khác thì ta phải mở thêm một CLI khác.
Bây giờ, chúng ta nói về vấn đề cấu hình một mô hình mạng thật sự. Một mô hình mạng
của một công ty hoặc một tổ chức thường bao gồm rất nhiều thiết bị khác nhau như
Switch, Router, PC, Server…Trong đó Router có thể bao gồm từ 5-10 chiếc, tùy quy mô
của mô hình mạng.

Hình 1.2:Ví dụ về mô hình mạng gồm nhiều Router.
Đối với một mô hình mạng như trên, ta thấy việc cấu hình đã trở nên phức tạp hơn. Ngoài
việc cấu hình Router, ta còn phải cấu hình các thiết bị khác như Switch, PC, Server… Ở

đây chúng tôi sẽ chỉ đề cập đến vấn đề cấu hình nhiều Router cùng lúc. Ta thấy rằng các
Router ở đây phải liên kết với nhau, vì thế cấu hình các Router cũng phải có sự liên quan
mật thiết với nhau. Từ đó có thể thấy việc cấu hình ở đây cũng liên quan tới việc so sánh
các cấu hình của các Router với nhau để có được cấu hình hợp lý.
Với CLI, khi cấu hình bao nhiêu Router thì ta phải mở bấy nhiêu giao diên CLI. Việc cấu
hình cũng như xem cấu hình sẽ được thực hiện độc lập trên mỗi giao diện CLI. Khi so
sánh các cấu hình của Router, việc chuyển qua chuyển lại giữa các CLI của Router sẽ tốn
một khoản thời gian cũng nhau khó khăn trong việc so sánh. Bên cạnh đó việc cấu hình
cùng lúc nhiều Router, với các giao diện đơn thuần, giống nhau có thể gây nhầm lẫn hoặc
nhàm chán cho người quản trị mạng.
GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 3

Từ những vấn đề trên, nếu như có một phần mềm cho phép xem cùng lúc cấu hình của
nhiều Router về cùng một vấn đề hoặc các vấn đề khác nhau thì công việc có thể sẽ trở
nên dễ dàng và nhanh chóng hơn. Bên cạnh đó, nếu như có được một giao diện cấu hình
khác thay thế giao diện đơn giản cũ thì công việc cấu hình sẽ có một cảm giác đỡ đơn
diện khi phải cùng lúc làm việc với nhiều thiết bị. Giao diện mới có thể bao gồm các tùy
chọn về cấu hình, hạn chế tối đa về nhập liệu, tạo các nút nhấn thực thi lệnh để tránh sai
sót trong cấu trúc lệnh.
Bên cạnh đó, một vấn đề cũng rất quan trọng đó là sự tương thích của phần mềm.
Thứ nhất là sự tương thích với thiết bị được cấu hình-Router Cisco. Như chúng ta biết,
Router Cisco bao gồm rất nhiều loại như 2600, 2800, 3600….Các loại Router khác nhau
sẽ có những tính năng khác nhau nhằm phục vụ cho các mục đích sử dụng khác nhau.
Đồng thời, trong mỗi dòng Router lại có các phần mềm hỗ trợ -IOS- khác nhau, mỗi loại

IOS cũng có chức năng và khả năng hỗ trợ lệnh khác nhau. Giải quyết vấn đề này ta có
thể sử dụng lại cơ chế truyền lệnh và thực thi lệnh trên Router giống như CLI. Khi đó
chúng ta tương tác trực tiếp với IOS trên Router nên độ tương thích rất cao.
Thứ hai là tương thích với thiết bị chạy phần mềm-ở đây có thể là PC hay Laptop. Vấn đề
này không hẳn phức tạp, bởi vì đa số các PC hay Laptop hiện tại đều sử dụng hệ điều
hành Windows của Microsoft và phần mềm này sẽ được viết trên nền của Windows, sử
dụng các cơ chế truyền nhận thông tin của Windows nên sự tương thích là rất lớn.
Từ những ý tưởng đó, công với việc khi tiếp xúc với các thiết bị thực tế, nhóm chúng tôi
đã quyết định thực hiện xây dựng một phần mềm có thể xem cùng lúc cấu hình nhiều
Router. Đồng thời có thể triển khai cấu hình các router trên môi trường giao diện.
Sau quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài, chúng tôi đã cơ bản tạo được một phần
mềm có chức năng hỗ trợ tốt trong việc cấu hình các Router. Cơ bản đã hoàn thành các
mục tiêu cần đạt được của một phần mềm hỗ trợ cấu hình Router.
Bài báo cáo này là tổng hợp các kiến thức, các kết quả đạt được trong quá trình thực hiện
phần mềm này.
Sau đây là tóm tắt nội dung các chương trong báo cáo:
Chương 2 là phần giới thiệu về Router. Chương này cho ta thấy các vấn đề cơ bản của
Router cũng như các vấn đề liên quan tới phần mềm. Bên cạnh đó chương này cũng cung
cấp cho ta thêm các kiến thức hữu ích về Router, giúp cho quá trình sử dụng phần mềm
dễ nắm bắt hơn.
Chương 3 giới thiệu sơ nét về phần mềm này. Chương này cung cấp các vấn đề cơ bản
của phần mềm, các hướng ứng dụng và khả năng ứng dụng của phần mểm. Từ đó ta có
thể thấy được tương lai phát triển của phần mềm cũng như các thiếu sót cần khắc phục.
GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 4


Chương 4 là phần quan trọng của báo cáo. Chương này nêu lên các chức năng chính của
phần mềm, cho người dùng có cái nhìn tổng quát về khả năng của phần mềm và cách
phần mềm hỗ trợ người dùng trong công tác cấu hình Router. Đồng thời cũng cho nhóm
phát triển thấy các yếu tốt và chưa tốt của các chức năng từ đó có hướng giải quyết hợp
lý.
Chương 5 dùng để đánh giá các kết quả đạt được, nhận ra thế mạnh cũng như điểm yếu
của phần mềm. Từ những điều trên tìm ra hướng phát triển hợp lý cho phần mềm.

GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 5

Chương 2:
2.1.

Tổng quan về Router Cisco

Giới thiệu Router

Router hay thiết bị định tuyến, là thiết bị quan trọng bậc nhất trong mô hình mạng hiện
đại. Router nắm vai trò tiên quyết trong việc điều khiển, tối ưu,..hoạt động của một hệ
thống mạng intranet cũng như internet.
Trong hệ thống mạng, mô hình LAN là mô hình kết nối các máy tính đơn lẻ, các thiết bị
ngoại vi, các thiết bị đầu cuối và nhiều loại thiết bị khác trong cùng một tòa nhà hay
trong phạm vi một địa lý nhỏ. Trong khi đó mô hình WAN được sử dụng để kết nối các

mạng qua những vùng địa lý lớn. Các công ty thường sử dụng WAN để kết nối các chi
nhánh của mình, nhờ đó mà thông tin được trao đổi dễ dàng giữa các trung tâm. Do đó
cần phải sử dụng router để kết nối các chi nhánh đó lại với nhau.
Router vừa được sử dụng để phân đoạn mạng LAN vừa là thiết bị chính trong mạng
WAN. Do đó, trên Router có cả cổng giao tiếp LAN và WAN. Router là thiết bị xương
sống của mạng Intranet lớn và mạng Internet. Router hoạt động ở lớp 3 và thực hiện
chuyển gói dữ liệu dựa trên địa chỉ mạng. Router có 2 chức năng chính là : chọn đường đi
tối ưu nhất và chuyển mạch gói dữ liệu. Để thực hiện chức năng này, mỗi router phải xây
dựng một bảng định tuyến và thực hiện trao đổi thông tin định tuyến với nhau.

Hình 2.1: Phân đoạn mạng LAN với Router.

GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 6

Hình 2.2: Kết nối Router bằng các công nghệ WAN.

2.2.

Các thành phần bên trong Router

Cấu trúc chính xác của router rất khác nhau tuỳ theo từng phiên bản router. Trong phần
này chỉ giới thiệu về các thành phần cơ bản của router.

Hình 2.3:Các thành phần bên trong Router.

CPU - Đơn vị xử lý trung tâm: thực thi các câu lệnh của hệ điều hành để thực hiện các
nhiệm vụ sau: khởi động hệ thống, định tuyến, điều khiển các cổng giao tiếp mạng. CPU
là một bộ vi xử lý. Trong các router lớn có thể có nhiều CPU.
RAM - Được sử dụng để lưu bảng định tuyến, cung cấp bộ nhớ cho chuyển mạch nhanh,
chạy tập tin cấu hình và cung cấp hàng đợi cho các gói dữ liệu. Trong đa số router, hệ
điều hành Cisco IOS chạy trên RAM. RAM thường được chia thành hai phần: phần bộ
nhớ xử lý chính và phần bộ nhớ chia sẻ xuất/nhập. Phần bộ nhớ chia sẻ xuất/nhập được
chia cho các cổng giao tiếp làm nơi lưu trữ tạm các gói dữ liệu.Toàn bộ nội dung trên
RAM sẽ bị xoá khi tắt điện. Thông thường, RAM trên router là loại RAM động (DRAM

GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 7

– Dynamic RAM) và có thể nâng thêm RAM bằng cách gắn thêm DIMM (Dual In-Line
Memory Module).
Flash - Bộ nhớ Flash được sử dụng để lưu toàn bộ phần mềm hệ điều hành Cisco IOS.
Mặc định là router tìm IOS của nó trong flash. Bạn có thể nâng cấp hệ điều hành bằng
cách chép phiên bản mới hơn vào flash. Phần mềm IOS có thể ở dưới dạng nén hoặc
không nén. Đối với hầu hết các router, IOS được chép lên RAM trong quá trình khởi
động router. Còn có một số router thì IOS có thể chạy trực tiếp trên flash mà không cần
chép lên RAM. Bạn có thể gắn thêm hoặc thay thế các thanh SIMM hay card PCMCIA
để nâng dung lượng flash.
NVRAM (Non-volative Random-access Memory) - Là bộ nhớ RAM không bị mất thông
tin, được sử dụng để lưu tập tin cấu hình. Trong một số thiết bị có NVRAM và flash
riêng, NVRAM được thực thi nhờ flash. Trong một số thiết bị, flash và NVRAM là cùng

một bộ nhớ. Trong cả hai trường hợp, nội dung của NVRAM vẫn được lưu giữ khi tắt
điện.
ROM (Read Only Memory): Là nơi lưu đoạn mã của chương trình kiểm tra khi khởi
động. Nhiệm vụ chính của ROM là kiểm tra phần cứng của router khi khởi động, sau đó
chép phần mềm Cisco IOS từ flash vào RAM. Một số router có thể có phiên bản IOS cũ
dùng làm nguồn khởi động dự phòng. Nội dung trong ROM không thể xoá được. Ta chỉ
có thể nâng cấp ROM bằng cách thay chip ROM mới.
Các cổng giao tiếp: Là nơi router kết nối với bên ngoài. Router có 3 loại cổng: LAN,
WAN và console/AUX. Cổng giao tiếp LAN có thể gắn cố định trên router hoặc dưới
dạng card rời.
Cổng giao tiếp WAN có thể là cổng Serial, ISDN, cổng tích hợp đơn vị dịch vụ kênh
CSU (Chanel Service Unit). Tương tự như cổng giao tiếp LAN, các cổng giao tiếp WAN
cũng có chip điều khiển đặc biệt. Cổng giao tiếp WAN có thể định trên router hoặc ở
dạng card rời.
Cổng console/AUX là cổng nối tiếp, chủ yếu được dử dụng để cấu hình router. Hai cổng
này không phải là loại cổng để kết nối mạng mà là để kết nối vào máy tính thông qua
modem hoặc thông qua cổng COM trên máy tính để từ máy tính thực hiện cấu hình
router.
Nguồn điện: Cung cấp điện cho các thành phần của router, một số router lớn có thể sử
dụng nhiều bộ nguồn hoặc nhiều card nguồn. Còn ở một số router nhỏ, nguồn điện có thể
là bộ phận nằm ngoài router.

GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 8


Hình 2.4: Sơ đồ khối các thành phần trên mạch Router.

2.3.

Các loại kết nối của Router

Router có ba loại kết nối cơ bản là: cổng LAN, WAN và cổng quản lý router. Cổng giao
tiếp LAN cho phép router kết nối vào môi trường mạng cục bộ LAN. Thông thường,
cổng giao tiếp LAN là cổng Ethernet. Ngoài ra cũng có cổng Token Ring và ATM
(Asynchronous Tranfer Mode).
Kết nối mạng WAN cung cấp kết nối thông qua các nhà cung cấp dịch vụ đến các chi
nhánh ở xa hoặc kết nối vào Internet. Loại kết nối này có thể là nối tiếp hay bất kỳ loại
giao tiếp WAN, bạn cần phải có thêm một thiết bị ngoại vi như CSU chẳng hạn để nối

GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 9

Router đến nhà cung cấp dịch vụ. Đối với một số loại giao tiếp WAN khác thì bạn có thể
kết nối trực tiếp router của mình đến nhà cung cấp dịch vụ.
Cổng console và cổng AUX là cổng quản lý trên router. Loại cổng nối tiếp bát đồng bộ
này được thiết kế không phải để kết nối mạng mà là để cấu hình router.
Để kết nối PC vào cổng console bạn cần có cáp rollover và bộ chuyển đổi RJ45-DB9. PC
hay thiết bị đầu cuối phải có chương trình Hyper Terminal.

2.4.


Hệ điều hành Cisco IOS
2.4.1.

Định nghĩa IOS

IOS viết tắt của từ Internetwork Operating System, là một hệ điều hành hoạt động trên
phần cứng của router Cisco, nó điều khiển hoạt động định tuyến và chuyển mạch của một
router Rên của hệ điều hành IOS thì gồm có 3 phần: aaaa-bbbb-cccc trong đó: - aaaa:
dòng sản phẩm áp dụng hệ điều hành này - bbbb: các tính năng của IOS - cc: định dạng
file IOS, nơi IOS chạy, kểu nén của IOS
Ví dụ:tên một IOS: C3620-i-mz_113-8T1.bin
2.4.2.

Tổng quan về kiến trúc của IOS của Cisco

Khi mà lợi ích của việc định tuyến qua mạng trở nên phát triển, đòi hỏi router phải hỗ trợ
một số những giao thức và cung cấp những chức năng khác, như cầu nối giữa các mạng.
Cisco đã thêm những tính năng mới cho phần mềm của router. Kết quả có nhiều chức
năng cầu nối và định tuyến như ngày nay. Nhưng hầu như cấu trúc cơ bản của hệ điều
hành vẫn giống như ban đầu. IOS thật sự là một cấu trúc đơn giản, cực nhỏ. IOS được
thiết kế dựa vào những ràng buộc về bộ nhớ, về tốc độ, phần cứng của router.

Hình 2.5: Kiến trúc IOS của Cisco

GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân



Trang 10

Kiến trúc IOS của Cisco bao gồm:
+ Các tiến trình ( Processes ): Là những tuyến riêng lẻ kết hợp với dữ liệu để thực hiện
những tác vụ, như duy trì hệ thống, chuyển mạch gói dữ liệu, thực hiện giao thức định
tuyến…
+ Nhân ( Kernel ): Cung cấp những dịch vụ cơ bản của hệ thống tùy thuộc vào IOS, như:
quản lý bộ nhớ, lập lịch các tiến trình... Nó cung cấp quản lý tài nguyên phần cứng (CPU,
bộ nhớ) cho các tiến trình.
+ Bộ đệm gói ( Packet buffer ): Cung cấp các bộ đệm toàn cục và kết hợp với chức năng
quản lý bộ đệm để lưu trữ gói dữ liệu đang được chuyển mạch.
+ Trình điều khiển thiết bị ( Device drivers ): Làm chức năng điều khiển giao tiếp giữa
phần cứng và thiết bị ngoại vi, giao tiếp giữa các tiến trình IOS, kernel, và phần cứng.
Chúng cũng giao tiếp với các phần mềm chuyển mạch nhanh (fast switching software).
+ Phần mềm chuyển mạch nhanh ( Fast switching software ): Chức năng chuyển mạch
gói dữ liệu cao.
2.4.3.

Tổ chức bộ nhớ

IOS ánh xạ toàn bộ bộ nhớ vật lý thành một không gian địa chỉ ảo phẳng rộng lớn. MMU
( memory map unit ) của CPU có giá trị khi được sử dụng để tạo không gian địa chỉ ảo
thậm chí khi mà IOS không tận dụng một khối nhớ ảo trọn vẹn.
2.4.3.1.

Miền bộ nhớ (memory region)

IOS chia không gian địa chỉ này thành những miền bộ nhớ gọi là region,
mỗi region phù hợp với những loại bộ nhớ vật lý khác nhau. Ví dụ, SRAM có thể

lưu trữ gói dữ liệu và DRAM có thể lưu trữ phần mềm hoặc dữ liệu. Phân lớp bộ
nhớ thành các region cho phép IOS phân loại các loại bộ nhớ khác nhau vì vậy mà
phần mềm không cần biết chi tiết về bộ nhớ trên mỗi platform (Nền về phần
cứng). Các region được phân chia thành một trong tám mục như bảng 1.1.

GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 11

Bảng 2.1: Các loại region
Những region cũng có thể được đặt trong mối quan hệ cha con. Mặc dầu không có một áp
đặt giới hạn trên chiều sâu của mối quan hệ này. Những region đặt trong quan hệ này là
những subregion (miền con) của miền cha Hình 3.3: Hiển thị cách bố trí bộ nhớ ảo trên
một platform điển hình, bao gồm những region và subregion mà IOS có thể tạo

Hình 2.6: Region và subregion
Bạn có thể dùng lệnh show region để hiện thị các region được định nghĩa trên hệ
thống: router#show region Region Manager: Start End Size(b) Class Media Name
GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 12


0x01A00000 0x01FFFFFF 6291456 Iomem R/W iomem 0x31A00000 0x31FFFFFF
6291456 Iomem R/W iomem: (iomem_cwt) 0x4B000000 0x4B0FFFFF 1048576 PCI
R/W pcimem 0x60000000 0x619FFFFF 27262976 Local R/W main 0x600088F8
0x61073609 17214738 IText R/O main:text 0x61074000 0x611000FF 573696 idata R/W
main:data 0x61100100 0x6128153F 1578048 IBss R/W main:bss 0x61281540
0x619FFFFF 7858880 Local R/W main:heap 0x7B000000 0x7B0FFFFF 1048576 PCI
R/W pcimem: (pcimem_cwt) 0x80000000 0x819FFFFF 27262976 Local R/W main:
(main_k0) 0xA0000000 0xA19FFFFF 27262976 Local R/W main: )main_k1) Được mô tả
như sau: Tên của region, địa chỉ bắt đầu, địa chỉ kết thúc, và kích thước region đó. Ví
dụ: Iomem R/W iomem 0x31A00000 0x31FFFFFF 6291456 (tên region iomem, địa chỉ
bắt đầulà 0x31A00000, địa chỉ kết thúc là: 0x31FFFFFF, kích thước:6291456 byte ) Bạn
có thể thấy ở hình 1.2, toàn bộ DRAM từ địa chỉ 0x60000000 đến 0x619FFFFF được
phân loại như là một region local và hơn nữa được chia thành cácsubregion.
Những subregion này tương đương với những phần khác nhau của IOS (text, BSS, data)
và heap.
2.4.3.2.

Vùng bộ nhớ: (memory pool)

IOS quản lý bộ nhớ rỗi, thông qua một chuỗi các memory pool. Mỗi pool là một tập hợp
các khối nhớ mà có thể cấp phát và thu hồi khi cần. Memory pool được xây dựng bên
ngoài các region và được quản lý bởi kernel. Thường thì, pool tương đương với
một region đặc biệt. Một memory pool có thể được xây dựng từ một vài region mở rộng,
cho phép bộ nhớ được cấp phát và thu hồi từ các miền bộ nhớ khác nhau để tối đa hiệu
quả hoạt động Bạn có thể dùng lệnh show memory để hiển thị các pool này
router#show memory Head Total(b) Used(b) Free(b) Lowest(b) Largest(b) Processor
61281540 7858880 3314128 4544752 4377808 4485428 I/O 1A00000 6291456 1326936
4964520 4951276 4964476 PCI 4B000000 1048576 407320 641256 641256 641212 ...
Mô tả như sau: (kích thước tính theo byte)
- Total: kích thước của pool

- Used: lượng bộ nhớ được cấp phát
- Free: lượng bộ nhớ sẵn sàng để sử dụng
a) Lowest: lượng bộ nhớ thấp nhất sẵn sàng sử dụng từ khi mà pool được tạo
b) Largest: kích thước khối nhớ liên tục lớn nhất sẵn sàng sử dụng hiện tại.
c) Lệnh show memory ở trên cung cấp ba pool với các tham số tương ứng: heap,
processor và I/O

GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 13

2.4.4.

Tiến trình IOS (processes IOS)

2.4.4.1.

Vòng đời của một tiến trình

Một tiến trình có thể được tạo ra hoặc kết thúc bất cứ lúc nào trong khi IOS đang hoạt
động ngoại trừ có ngắt xảy ra. Nó được tạo ra bởi kernel hoặc bỏi một tiến trình khác
đang chạy khác.
Một thành phần có trách nhiệm tạo nhiều tiến trình trong IOS gọi là parser (bộ phân
tách). Parser này là một tập các chức năng làm phiên dịch cấu hình IOS và dòng lệnh
EXEC.Parser được yêu cầu bởi kernel trong suốt quá trình khởi tạo IOS và các tiến trình
EXEC, để cung cấp một giao tiếp dòng lệnh CLI thông qua giao tiếp console (giao tiếp

người và máy) và các phiên telnet. Tại bất cứ thời điểm nào, một lệnh được nhập bởi
người dùng hoặc một cấu hình được đọc từ file, parser phiên dịch dòng lệnh và đưa ra
những hoạt động tức thời. Một vài lệnh cấu hình bởi việc gán giá trị, như địa chỉ IP, trong
khi cấu hình khác như định tuyến hoặc giám sát. Một vài lệnh làm cho parser khởi tạo
một tiến trình mới. Ví dụ: khi mà lệnh cấu hình router eigrp được nhập vào, parser khỏi
tạo một tiến trình mới, gọi là ipigrp (nếu như tiến trình ipigrp đã được khởi tạo rồi), bắt
đầu xử lý gói ip EIGRP. Nếu như lệnh cấu hình no router eigrpđược nhập vào, parser kết
thúc tiến trình ipigrp và không còn chức năng định tuyến EIGRP. Tiến trình IOS thì trải
qua một các trạng thái như sau:

Hình 2.7: Các trạng thái của một tiến trình IOS
GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 14

i.

Trạng thái khởi tạo (Create)

Khi mà một tiến trình mới được tạo, nó nhận vùng stack riêng của mình và vào trạng thái
mới (new). Tiến trình có thể di chuyển đến trạng thái điều chỉnh (modify). Nếu không có
thay đổi cần thiết, thì tiến trình chuyển sang trạng thái thực thi (Execute)
ii.

Trạng thái điều chỉnh (modify)


Không giống như hầu hết các hệ điều hành, IOS không tự động truyền tải các tham số
khởi tạo hoặc gán một giao tiếp đến một tiến trình mới khi nó được tạo, bởi vì nó cho
rằng hầu hết các tiến trình không cần tài nguyên này. Nếu một tiến trình cần nguồn tài
nguyên này, tuyến mà tạo nó có thể điều chỉnh để thêm vào.
iii.

Trạng thái thực thi (Execute)

Sau khi một tiến trình mới được tạo thành công và điều chỉnh, nó chuyển sang trạng thái
sẵn sàng (Ready) và vào trạng thái thực thi (Execute). Trong suốt trạng thái này, một tiến
trình có thể truy cập CPU và chạy. Trong suốt trạng thái thực thi, một tiến trình có thể là
một trong ba trạng thái: sẵn sàng, chạy, và rỗi (Idle). Một tiến trình ở trạng thái sẵn sàng
sẽ đợi chuyển sang trạng thái truy cập CPU, và bắt đầu thực thi lệnh, một tiến trình ở
trạng thái rỗi là đang ngủ, đợi sự kiện bên ngoài xuất hiện trước khi nó có thể chạy. Một
tiến trình chuyển từ trạng thái sẵn sàng sang trạng thái chạy khi mà nó được lập lịch để
chạy. Với đa tác vụ mà không ưu tiên (non-preemptive multitasking), một tiến trình được
lập lịch chạy trên CPU cho đến khi tạm ngừng hoặc kết thúc. Một tiến trình có thể tạm
dừng theo hai cách: nó có thể tự dừng bởi việc báo cho kernel, nó muốn nhường CPU, và
chuyển sang trạng thái sẵn sàng, và đợi đến lúc chạy lại. Tiến trình cũng có thể dừng bởi
một hoạt động bên ngoài xảy ra. Khi mà một tiến trình bắt đầu đợi một sự kiện,kernel
hoàn toàn dừng tiến trìnhn này và chuyển nó sang trạng thái rỗi. Sau khi một sự kiện xảy
ra rồi thì kernel chuyển tiến trình trở lại trạng thái sẵn sàng để đợi chạy lại.
iv.

Trạng thái kết thúc (Terminal):

Trạng thái cuối cùng trong vòng đời của tiến trình là trạng thái kết thúc. Một tiến trình
vào trạng thái kết thúc khi nó hoàn thành chức năng của mình và đóng lại hoặc khi một
tiến trình khác đóng nó. Khi một tiến trình bị đóng hoặc tự đóng, tiến trình chuyển sang
trạng thái chết (Dead). Tiến tình này ỏ trạng thái chết (không hoạt động) cho đến khi

kernel thu hồi tất cả các tài nguyên của nó. Sau khi tài nguyên được thu hồi, tiến trình bị
kết thúc thoát khỏi trạng thái chết và được xóa khỏi hệ thống.
2.4.4.2.

Độ ưu tiên tiến trình IOS

GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân


Trang 15

IOS thực hiện chế dộ ưu tiên để lập lịch các tiến trình trên CPU. Tại thời điểm tạo, mỗi
tiến trình được gán một trong 4 độ ưu tiên dựa trên mục đích của tiến trình. Độ ưu tiên là
không đổi, chúng được gán khi một tiến trình được tạo và không bao giờ thay đổi. Ta có
các độ ưu tiên:
- Critical:
Dành riêng cho những tiến trình hệ thống thiết yếu mà giải quyết những vấn đề cấp phát
tài nguyên
- High:
Được gán cho những tiến trình mà cung cấp thời gian đáp ứng nhanh, như tiến trình nhận
gói trực tiếp từ giao tiếp mạng
- Medium:
Độ ưu tiên mặc định sử dụng bỏi hầu hết các tiến trình
- Low:
Được gán cho những tiến trình cung cấp những tác vụ mang tính định kỳ, như bảng ghi
lỗi... Độ ưu tiên các tiến trình cung cấp sự ưu đãi cho một vài tiến trình để truy cập CPU
dựa trên sự quan trọng của nó đối với hệ thống, nhớ rằng IOS không thực hiện quyền ưu

tiên. Một tiến trình có độ ưu tiên cao hơn không thể ngắt một tiến trình có độ ưu tiên thấp
hơn, thay vào đó, tiến trình có độ ưu tiên cao hơn thì có nhiều cơ hội hơn để truy cập
CPU hơn.
2.4.5.

Kernel IOS

IOS kernel không là một đơn vị đơn mà là một tập các thành phần và chức năng liên kết
chặt chẽ với nhau. IOS kernel thực hiện các chức năng sau: Lập lịch tiến trình, quản lý bộ
nhớ, cung cấp dịch vụ routimes để trap (phát hiện ) và handle (điều khiển ) những ngắt
phần cứng, duy trì timers (bộ định thời gian), và phát hiện ngoại lệ phần mềm. Các chức
năng chính của kernel:
2.4.5.1.

Lập lịch

Tác vụ lập lịch các tiến trình được thực hiện bởi scheduler ( bộ lập lịch ). Scheculer quản
lý tất cả các tiến trình trong hệ thống bằng cách sử dụng một chuỗi các hàng đợi tiến trình
mô tả trạng thái của mỗi tiến trình. Các hàng đợi này chứa nội dung thông tin cho tiến
trình ở trạng thái đó. Tiến trình chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác khi mà
scheduler duy chuyển ngữ cảnh của chúng từ 1 hàng đợi tiến trình này đến hàng đợi tiến
trình khác. Có tất cả sáu hàng đợi tiến trình.
Idle queue: Chứa những tiến trình mà vẫn hoạt động nhưng đang đợi một sự
kiện xảy ra trước khi có thể chạy.

GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân



Trang 16

Dead queue: Chứa các tiến trình đã kết thúc nhưng cần bị thu hồi tài nguyên trước
khi có thể xóa chúng ra khỏi hệ thống.
Ready queues: Chứa các tiến trình mà có đủ điều kiện chạy, có 4 loại hàng đợi sẵn
sàng, là một trong những độ ưu tiên của tiến trình:
o Critical
o High
o Medium
o Low
Khi một tiến trình đang chạy bị tạm ngưng, scheduler lấy lại quyền điều khiển CPU và
đưa ra một thuật toán để chọn tiến trình kế tiếp từ hàng đợi sẵn sàng. Các bước cho thuật
toán như sau:
Bước 1: scheduler đầu tiên kiểm tra các tiến trình đang đợi trong hàng đợi sẵn sàng có độ
ưu tiên critical. Nó chạy mỗi tiến trình có độ ưu tiên critical, lần lượt, cho đến khi tất cả
có cơ hội để chạy.
Bước 2: sau khi tất cả cá tiến trình có độ ưu tiên critical có một cơ hội để
chạy, scheduler kiểm tra hàng đợi có độ ưu tiên high, nếu không có tiến trình có độ ưu
tiên high sẵn sàng, thì scheduler bỏ qua bước 2 và tới bước 3, và kiểm tra hàng đợi có độ
ưu tiên medium. Mặc khác, scheduler xóa mỗi tiến trình có độ ưu tiên high từ hàng đợi
và cho phép chạy. Giữa các tiến trình độ có ưu tiên high, scheduler kiểm tra bất cứ kỳ
tiến trình độ ưu tiên critical mà đã sẵn sàng và chạy tất cả chúng trước khi xử lý tiến trình
độ có độ ưu tiên high tiếp theo. Sau khi tất cả các tiến trình độ ưu tiên high có cơ
hội, scheduler bỏ qua hàng đợi medium và low và trở về bước 1.
Bước 3: sau khi không có tiến trình có độ ưu tiên high đang chờ để chạy, scheduler kiểm
tra hàng đợi có độ ưu tiên medium. Nếu không có tiến trình có độ ưu tiên medium sẵn
sàng, scheduler bỏ qua bước 3 và tới bước 4 và kiểm tra hàng đợi dộ ưu tiên low. Mặc
khác, scheduler xóa mỗi tiến trình độ ưu tiên medium từ hàng đợi và cho phép nó chạy.
Giữa mỗi tiến trình độ ưu tiên medium, sheduler kiểm tra bất kỳ các tiến trình độ ưu tiên

high mà sẵn sàng và chạy tất cả chúng trước khi xử lý các tiến trình độ ưu tiên meidum
tiếp theo. Sau khi các tiến trình độ ưu tiên medium có cơ hội, scheduler bỏ qua hàng đợi
độ ưu tiên low, và bắt đầu lại bước1. Scheduler bỏ qua hàng đợi độ ưu tiên low tối đa là
15 lần trước khi đến bước 4. Scheduler này là bộ máy dự phòng đảm bảo an toàn để ngăn
chặn sự cố, các tiến trình độ ưu tiên low không được sử dụng CPU.
Bước 4: khi không có tiến trình có độ ưu tiên high hoặc medium chờ để chạy (hoặc hàng
đợi độ ưu tiên low bị bỏ qua 15 lần) scheduler kiểm tra hàng đợi có độ ưu tiên
GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Công Minh
Hoàng Thị Bích Trân