3、网络设备操作系统

3.1 操作系统概述

操作系统是管理和控制硬件与软件资源的系统软件

计算机操作系统是一种控制计算机的特殊计算机程序，在计算机和用户之间起到连接的作用，并对计算机的软件资源和硬件资源进行协调管理。

用户通过操作系统提供的图形界面（GUI），使用简单的操作指令即可调用应用程序，并访问相应的资源。

主流的计算机操作系统：

• 根据应用领域来划分，可分为：桌面操作系统、服务器操作系统、嵌入式操作系统、分布式操作系统等。

• 根据源码开放程度，可分为：开源操作系统（Linux、Unix）、闭源操作系统（Windows、Mac OS）。

网络设备操作系统

• 指专门安装在路由器、交换机、防火墙等网络设备中的“管理大脑”，它的核心作用是控制网络设备的硬件运行、处理网络数据转发、实现设备间的通信协作。

• 功能包括：硬件资源管理、网络数据转发与路由、网络协议支持、安全与访问控制、设备配置与监控等。

常见的网络操作系统：

• 华为YunShan OS或VRP系统：华为网络设备的操作系统，适配华为的路由器、交换机、防火墙等设备。

• 其他厂商系统：每个厂商都有各自用于管理路由器、交换机等网络设备的操作系统。

不论是哪种操作系统，主要提供以下功能：

• 实现统一的用户界面和管理界面；

• 实现控制平面功能，并定义转发平面接口规范；

• 实现各产品转发平面与控制平面之间的交互等。

3.2 登录网络设备

网络设备管理

• 用户对网络设备的常见管理方式有命令行方式和Web网管方式两种。

• 用户需要通过相应的方式登录到设备后才能对设备进行管理。

命令行方式

• 命令行方式需要用户使用设备提供的命令行对设备进行管理与维护，此方式可实现对设备的精细化管理，但是要求用户熟悉命令行。

• 用户可以通过Console口、Telnet或STelnet方式登录网络设备的命令行界面。

Web管理方式

• Web网管方式通过图形化的操作界面，实现对设备直观方便地管理与维护，但是此方式仅可实现对设备部分功能的管理与维护。

• 用户可以通过HTTPS方式登录设备的Web界面。

登录设备命令行界面

用户可以通过Console口、Telnet或STelnet方式登录网络设备。同时网络设备可以通过Telnet、STelnet来登录其他设备。

• Console口

  • Console口是一种通信串行端口，每种网络设备提供一个Console口。

  • 通过将用户终端的串行接口（COM口）与设备Console口直接连接，登录设备，实现对设备的本地配置。

  • 设备缺省支持通过Console口登录。

• Telnet/STelnet

  • Telnet/STelnet通过网络提供远程登录和虚拟终端功能。

  • Telnet/STelnet客户端向服务器发起请求，服务器提供Telnet/STelnet服务。网络设备支持配置为Telnet/STelnet客户端或服务器。

  • STelnet相较于Telnet，客户端和服务器之间可以建立更安全的连接。

用户界面（User-Interface）：当用户登录设备命令行界面时，系统会分配一个用户界面来管理、监控当前设备和用户间的会话。系统支持的用户界面有Console用户界面和VTY用户界面。

• Console用户界面：用来管理和监控通过Console口登录的用户。

• VTY（Virtual Type Terminal，虚拟类型终端）用户界面：用来管理和监控通过VTY方式登录的用户。用户通过终端与设备建立Telnet或STelnet连接后，即建立了一条VTY通道。最多支持21个用户（不同设备型号和版本可能略有不同）同时通过VTY方式访问设备。

登录设备Web界面

Web界面登录功能利用了设备内置的Web服务器，为用户提供图形化的操作界面。用户从终端通过HTTPS登录到设备，利用Web界面对设备进行管理和维护。

• 通过Web首次登录设备

  • 当工程师需要对处于出厂配置状态的设备进行配置，且用户未携带Console通信电缆或者PC没有可用的串口时，可以通过Web网管登录设备并进行配置。

  • 设备缺省已经开启HTTPS服务。

• 通过Web登录设备

  • 如果需要通过Web方式登录设备，可使用命令行配置用于访问Web界面的管理IP地址和接口，并创建Web管理员账号，然后登录Web界面。

3.3 配置网络设备

3.3.1 熟悉命令行

命令基本结构

命令字，关键字，参数列表（参数名，参数值）

命令行视图

• 用户视图：用户可以完成查看运行状态和统计信息等功能。

• 系统视图：用户可以配置系统参数以及通过该视图进入其他的功能配置视图。

• 接口视图：配置接口参数的视图称为接口视图。在该视图下可以配置接口相关的物理属性、链路层特性及IP地址等重要参数。

• 协议视图：如路由协议视图，路由协议的大部分参数是在相应的路由协议视图下进行配置的。例如OSPF协议视图。

设置命令级别

用户级别	命令级别	说明
0	参观级（0）	网络诊断工具命令（ping、tracert）、从本设备出发访问外部设备的命令（telnet）、部分display命令等。
1	参观级（0）、监控级（1）	用于系统维护，包括display等命令。
2	参观级（0）、监控级（1）、配置级（2）	业务配置命令，包括路由、各个网络层次的命令，向用户提供直接网络服务。
3	参观级（0）、监控级（1）、配置级（2）、管理级（3）	用于系统基本运行的命令，对业务提供支撑作用，包括文件系统、FTP、TFTP下载、命令级别设置命令以及用于业务故障诊断的debugging命令等。

解读命令行的错误信息

• Error: Unrecognized command found at '^' position.

  • 没有查找到命令

  • 没有查找到关键字

• Error: Wrong parameter found at '^' position.

  • 参数类型错

  • 参数值越界

• Error: Incomplete command found at '^' position.

  • 输入命令不完整

• Error: Too many parameters found at '^' position.

  • 输入参数太多

• Error: Ambiguous command found at '^' position.

  • 输入命令不明确

3.3.2 文件系统管理

文件系统

指对存储器中的文件和目录的管理，包括创建、删除、修改文件和目录，以及显示文件的内容等。

• 系统文件

  • 系统软件是设备启动、运行的必备软件，为整个设备提供支撑、管理、业务等功能。

  • 常见文件后缀名为：.cc

• 补丁文件

  • 补丁是一种与设备系统软件兼容的软件，用于解决设备系统软件少量且急需解决的问题。

  • 常见文件后缀名为：.pat

• 配置文件

  • 配置文件是用户将配置命令保存的文件，作用是允许设备以指定的配置启动生效。

  • 常见文件后缀名为：.cfg、.zip、.dat

存储器

存储器	说明
SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器）	是系统运行内存，相当于电脑的内存。
NVRAM（Non-Volatile Random Access Memory，非易失随机读写存储器）	用于存储日志缓存文件，定时器超时或缓存满后再写入Flash。
Flash	非易失存储器，断电后，不会丢失数据。 主要存放系统软件，配置文件等；补丁文件由维护人员上传，一般存储于Flash或SD Card中。
SD Card	非易失存储器，断电后，不会丢失数据。 是外置的SD存储卡，用于扩展。 存储容量较大，一般出现在主控板上，可以存放系统文件，配置文件，日志等。
USB	USB是接口，用于外接大容量存储设备，主要用于设备升级，传输数据。

管理文件系统

文件管理的方式包括：本地文件操作、TFTP、FTP、SFTP和SCP方式。

• 设备作为服务器

  • 可以从终端访问设备，实现对本设备文件的管理，以及与终端间的文件传输操作。

  • 文件管理的方式：本地文件操作、TFTP方式。

• 设备作为服务端访问其他设备（服务器）

  • 可以实现管理其他设备上的文件，以及与其他设备间进行文件传输操作。

  • 文件管理的方式：FTP、SFTP、SCP方式。

本地文件操作：通过Console口、Telnet或STelnet方式登录设备，对存储器中目录和文件进行管理。

TFTP（简易文件传输协议）：在网络条件良好的实验室局域网中，可以使用TFTP进行版本的在线加载和升级。适用于客户端和服务器之间不需要复杂交互的环境。

FTP（文件传输协议）：适用于对网络安全性要求不是很高的文件传输场景中，广泛用于版本升级等业务中。

SFTP（安全文件传输协议）：适用于网络安全性要求高的场景，目前被广泛用于日志下载、配置文件备份等业务中。

SCP（安全拷贝协议）：适用于网络安全性要求高，且文件上传下载效率高的场景。

3.3.3 配置文件管理

配置文件

• 出厂配置

  • 设备出厂时默认带有缺省配置文件default.cfg，该配置文件包含一些基本的配置，称为出厂配置。

• 预置配置

  • 设备启动时，从默认存储路径中读取预置配置文件（*.defcfg）进行设备的初始化操作，因此该配置文件中的配置称为预置配置。

• 当前配置

  • 设备运行过程中正在生效的配置称为当前配置。

• 下次启动配置

  • 设备启动后，用户可以根据需要设置指定的配置文件作为下次启动时的初始配置，即下次启动的配置。

配置文件的格式：

• 配置文件中只能包含配置命令、视图切换命令、#（功能为跳转到系统视图下）、quit命令。其他类型（如display查询命令、reset/save/ping等维护命令、return、升级兼容命令等）命令执行时设备会报错，并继续加载后续命令。

• 配置文件中不能有重复命令。

• 命令缩进需要正确（一级视图对应缩进一个字符）。

• 配置文件中视图下的命令必须带上进入视图的命令。

• 配置顺序和依赖（相互依赖的配置命令及顺序）要保证正确。

• 配置文件中的交互类型命令仅支持Y/N自动交互，配置恢复时默认是Y。

• 配置文件必须以.zip、.cfg、.dat或者.defcfg作为扩展名，而且必须存放在存储器的根目录下。

  • *.cfg：纯文本格式，可直接查看其内容。指定为配置文件后，启动时系统对里面的命令逐条进行恢复。

  • .zip：是.cfg格式的压缩，占用空间较小。指定为配置文件后，启动时先解压成.cfg格式，然后逐条恢复。

  • .dat：是压缩文件格式，包含二进制数据库文件，文本文件（.cfg），系统硬件配置文件（device.sys）。只能执行从华为设备导出的*.dat文件，且不能手工修改，否则会导致配置文件加载失败。

  • *.defcfg：纯文本格式，是预置配置文件，需要预先存放在存储器的根目录下，并可以通过more *.defcfg查看其文件内容。执行startup default-configuration命令后，根目录下的预置配置文件内容会被导入到设备固定目录中，根目录下的预置配置文件可以被删除。

系统版本升级思路

1. 将新的系统软件和补丁文件上传至设备根目录。

2. 保存系统当前配置，以使升级后配置仍生效。

3. 配置设备下次启动时加载的系统软件。

4. 配置设备下次启动时加载的配置文件。

5. 配置设备下次启动时加载的补丁文件。

6. 保存save。

7. 重新启动设备实现设备的升级。