Cisco Router - Memory & Boot Sequence



 ◆ Ciscoルータ ( メモリの種類 )

 CiscoルータはCPU、シャーシ、インターフェース、モジュール、IOS、そして色々な種類のメモリから
 構成されます。今回はそのメモリに焦点をあて解説していきます。Ciscoルータは、下図のとおり大きく
 4種類のメモリ(
ROMRAMNVRAMフラッシュメモリ)で構成されます。各メモリには下図の通り、
 Ciscoルータを起動させて、動作させるために重要な情報が格納されています。詳細を見ていきましょう。


     


 ◆ ROM ( Read Only Memory )

 ROMは読み込み専用メモリです。ROMには3つのブログラムが格納されており、このプログラムは消去する
 ことはできません。なお、レガシーなCisco機種のROMには
mini IOSというプログラムも格納されています。
 mini IOSはIOSを最小限の機能を有するプログラムのことであり、ブートヘルパーイメージとも呼ばれます。

ROMのプログラム 説明
POST

 電源投入時に実行する自己診断プログラム。CPU、メモリ、インターフェースのハードウェア試験を実施。

ブートストラップ

 Cisco IOSのロードするためのプログラム。ブートストラップはコンフィグレーションレジスタ値の参照と
 Cisco IOSの検索と読み込みを行う。先ず、コンフィグレーションレジスタ値に従い起動方法を指示する。
 その後、Cisco IOSを検索してCisco IOSをロードする。(デフォルトはフラッシュメモリからロードする)

ROMMON

 パスワード復旧やトラブルシューティングの際に使用するプログラム。パスワードを忘れた場合、ルータ
 を起動するタイミングで「Alt+B」キーを押す(※1)とROMMONモードに移行しパスワード回復できる。
 フラッシュメモリに格納されたCisco IOSが破損している場合には、自動的にROMMONモードに移行する。

 ※1 Tera Termを使用する場合は「Alt + B」、ハイパーターミナルを使用する場合は「Ctrl + Break」キーを押す必要があります。



 ◆ RAM(Random Access Memory)

 RAMは読み書き可能なメモリです。このメモリにある情報だけはルータの電源OFF時に全て消去されます。
 RAMには、現在稼働中の設定情報(running-config)だけでなく、フラッシュメモリ内のIOSが展開する
 領域としても使用されます。RAMはいわばルータの作業領域です。以上の事からこれらの情報だけでなく
 動的な情報であるルーティングテーブルやARPテーブルなどについても、RAMに格納されることになります。
 ※ ここでいうRAMは一般的にはDRAMと呼ばれており、機器仕様にもDRAMと一般的に表現されています。



 ◆ NVRAM ( Non-Volatile Random Access Memory )

 NVRAMは読み書き可能なメモリです。不揮発性ランダムアクセスメモリであるNVRAMはRAMとは異なり
 ルータの電源OFF時にもNVRAM内に格納された情報は保持されます。NVRAMには、保存された設定情報
 (startup-config)とコンフィグレーションレジスタ(ルータの起動方法を決定する値)の2つが存在します。



 ◆ フラッシュメモリ

 フラッシュメモリは読み書き可能なメモリです。FLASHも呼ばれます。ここにはIOSが格納されています。
 FLASHにあるIOSは一般的に圧縮されているため、実際には、IOSはRAMに解凍されて動作しています。


 ◆ Ciscoルータ ( 起動順序 )

 Ciscoルータに電源を投入した後の正常な起動順序です。基本的にどの機種にも適用できる内容です。

項番 項目 項目の説明
@ POSTの実行  POSTを実行してハードウェアの自己診断を開始する。
A ブートストラップの実行  ブートストラップのプログラムを実行する。
B コンフィグレーションレジスタ参照

 ブートストラップによりコンフィグレーションレジスタの値が読み込まれて、
 起動モードが決定する。(セットアップモード or ROMMONモード or ・・ )

C Cisco IOSソフトウェアの検索

 ブートストラップによりIOSが検索される。NVRAMにあるstartup-configに
 boot systemコマンドで定義した内容に従って、読み込むIOSを決定する。

D Cisco IOSソフトウェアのロード

 ブートストラップによりIOSがロードされる。boot systemコマンドで定義
 した内容に従いIOSが読み込まれる。boot systemコマンドでの定義がない
 場合、フラッシュメモリ内にあるIOSが読み込まれて RAM にロードされる。

E コンフィグレーションの検索

 NVRAM内にstarup-configが存在するかどうかを検索する。

F コンフィグレーションのロード

 NVRAM内にstartup-configが存在する場合、startup-configをRAM上に
 ロードしてrunning-configとして実行する。NVRAM内にstartup-configが
 存在しない場合、セットアップモードとして起動する。

G Cisco IOSソフトウェアの実行

 running-configの内容に従って、IOSソフトウェアが実行される。



    


 フラッシュメモリにCisco IOSソフトウェアが存在しないか、またはIOSソフトウェアが破損している場合、
 ROM内にmini IOSがあるならmini IOSで起動します。ROM内にmini IOSが存在しない場合はROMMONで
 起動します。それぞれの起動状態においてルータに表示されるプロンプトの表示は以下のとおりとなります。
 
※ IOSはboot systemコマンドの定義により、TFTPサーバ経由で起動することも可能ですが、一般的にそのような起動はしません。

フラッシュメモリ内のIOSで正常に起動 ROM内のmini IOSで起動 ROM内のROMMONで起動
Router> Router(boot)> rommon 1 >


 以下にネットワークエンジニアとして知っておくべきコンフィグレーションレジスタの値を4つ紹介します。
 コンフィグレーションレジスタの詳細は、Cisco IOS(コンフィグレーションレジスタ)をご参照下さい。

主なコンフィグレーションレジスタ値 動作内容
0x2100 ROMMONで起動させる。(基本的に使用しない)
0x2101 mini IOSで起動させる。(基本的に使用しない)
0x2102 正常にIOSで起動させる。(デフォルトの値)
0x2142 正常にIOSで起動させるがNVRAMを見させない(パスワードリカバリーで使用)



Ciscoデバイスの操作方法

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