مقدمه :

IOS یا Internetwork Operating System جز خانواده های سیستم عامل های مورد استفاده در تجیهزات شبکه است که توسط سیسکو توسعه یافته و در برخی محصولات زیر ساختی شبکه اعم از روتر و سوییچ این شرکت استفاده می شود.

پیش از IOS ،  سیسکو از سیستم عامل CatOS در تجهیزات خود استفاده می کرد.

IOS پکیجی از عملکرد های روتینگ ، سوییچینگ ارتباطات شبکه ای و مخابراتی است که بر بستر یک سیستم عامل پیاده سازی شده است.

همه محصولات سیسکو از IOS استفاده نمی کنند !  موارد استثنایی قابل توجهی هم وجود دارد مانند محصولات امنیتی ASA ( که از هسته لینوکس استفاده می کنند ) ، روتر های IOS-XR و سوییچ های سری Nexus  که بر پایه Cisco NX-OS هستند.

تاریخچه :

سیستم عامل شبکه IOS در دهه ۱۹۸۰ برای روترهایی که فقط ۲۵۶ کیلوبایت حافظه و پردازش CPU کم داشتند ، ساخته شد.

IOS بعد ها توانست خود را زمانی که ماژول های توسعه ظرفیت بر روی دستگاه نصب شوند سازگار کند.

هنگامی که IOS توسعه یافت ، خط تولید اصلی سیسکو روترها بودند. این شرکت تعدادی شرکت نوپا را که روی سوئیچ های شبکه تمرکز داشتند (مانند مخترع اولین سوئیچ اترنت Kalpana) خریداری کرد بنابراین در اوایل سوییچ های سیسکو از IOS به عنوان سیستم عامل استفاده نمی کردند. در اوایل سری Catalyst این سری نیز از سیستم عامل CatOS استفاده می کرد. بعد ها با تولید سوییچ های ماژولار لایه ۳ ،  IOS وارد تولیدات سوییچ سیسکو نیز شد اما همچنان در سوییچ های لایه ۲ از CatOS استفاده می شد . سر انجام سیسکو تصمیم گرفت تمامی محصولات سری Catalyst را با IOS معرفی کند.

رابط خط فرمان :

Command-line interface یا CLI در سیستم عامل IOS مجموعه ای ثابت از دستورات چند کلمه ای را فراهم می کند.

در CLI  چندین سطح دسترسی وجود دارد که برخی از آنها در زیر قابل مشاهده است:

User EXEC Mode

Privileged EXEC Mode

Global Configuration Mode

ROM Monitor Mode

Setup Mode

معماری :

Cisco IOS به دلیل محدودیت منابع سخت افزاری روترها و سوئیچ ها در دهه ۱۹۸۰ دارای معماری یکپارچه است. این بدان معنی است که کلیه فرآیندها برای صرفه جویی در زمان پردازش CPU به سخت افزار مستقیم دسترسی دارند. هیچ محافظتی از حافظه بین پردازش ها وجود ندارد و IOS دارای زمانبندی اجرا است ، به این معنی که kernel قبل از اجرای فرآیند اجرا نمی شود. در عوض ، یک پردازش باید قبل از اینکه پردازش های دیگر فرصتی برای اجرا پیدا کنند ، یک تماس هسته ای برقرار کند. IOS هر پردازش را یک موضوع واحد در نظر می گیرد و یک مقدار اولویت به آن اختصاص می دهد ، بنابراین پردازش های با اولویت بالا قبل از پردازش هایی با اولیت کم در صف پردازنده اجرا می شوند ، اما فرایندهای با اولویت بالا نمی توانند روندهای دارای اولویت پایین را قطع کنند.

Cisco IOS حفاظتی از حافظه را برای داده های پردازش های مختلف ندارد. کل حافظه فیزیکی در یک فضای آدرس مجازی ترسیم شده است. هسته Cisco IOS هیچگونه صفحه بندی یا جابجایی حافظه را انجام نمی دهد. بنابراین حافظه آدرس پذیر محدود به حافظه فیزیکی است که سیستم عامل بر روی آن نصب شده است.

ایراد معماری IOS این است که پیچیدگی سیستم عامل را افزایش می دهد ، تخریب داده ها ممکن است اتفاق بی افتد زیرا یک پردازش می تواند روی داده های پردازش دیگر بنویسد و یک پردازش می تواند کل سیستم عامل را بی ثبات کند یا حتی باعث خرابی اجباری نرم افزار شود. در صورت خرابی IOS ، سیستم عامل به طور خودکار تنظیمات ذخیره شده را مجدداً راه اندازی و بارگیری مجدد می کند.

پکیج ها و مجموعه قابلیت ها :

IOS به عنوان یک فایل منحصر به فرد که برای دستگاه های Cisco عرضه شده است. بنابراین هر فایل IOS شامل یک مجموعه ویژگی است که دستورات و ویژگی های موجود در دستگاه های مختلف سیسکو رابط خط فرمان (CLI) را تعیین می کند. بنابراین برای روزرسانی به مجموعه ویژگی های دیگر ، مستلزم نصب یک فایل IOS جدید بر روی دستگاه شبکه و لود مجدد سیستم عامل IOS است. اطلاعات مربوط به نسخه IOS و مجموعه ویژگی های موجود در دستگاه سیسکو را می توان با دستور show version بدست آورد.

اکثر محصولات سیسکو که IOS را اجرا می کنند نیز دارای یک یا چند “feature sets” یا “packages” هستند ، به طور معمول هشت بسته برای روترهای سیسکو و پنج بسته برای سوئیچ های شبکه سیسکو. به عنوان مثال ، نسخه های IOS سیسکو که برای استفاده در سوئیچ های Catalyst استفاده می شوند ، به عنوان نسخه های “standard” (فقط با مسیریابی اولیه IP) ، نسخه های “enhanced” که پشتیبانی مسیریابی کامل IPv4 را ارائه می دهند و “advanced IP services” که نسخه های ویژگی های پیشرفته و همچنین پشتیبانی از IPv6.

با شروع سری ۱۹۰۰ ، ۲۹۰۰ و ۳۹۰۰ روترهای ISR ، سیسکو مدل لایسنس IOS را اصلاح کرد. برای ساده سازی پردازش بزرگ کردن مجموعه ویژگی ها و کاهش نیاز به بارگیری مجدد سیستم عامل شبکه ، سیسکو تصاویر جهانی IOS را معرفی کرد که شامل همه ویژگی های موجود برای یک دستگاه و مشتریان ممکن است با خرید مجوز نرم افزار اضافی ، ویژگی های خاصی را باز کنند.

نام گذاری ورژن ها :

Cisco IOS با استفاده از سه عدد و چند حرف به شکل کلی a.b (c.d) e نام گذاری می شود ، به توضیحات زیر توجه بفرمایید:

a شماره نسخه اصلی است.

b شماره نسخه جزئی است.

c عدد انتشار ( ارائه ) است ، که از یک شروع می شود و با انتشارهای جدید به همان روشی که a.b آزاد می شود ، افزایش می یابد.

d (از انتشارات عمومی حذف شده) شماره ساخت موقت است.

e (صفر ، یک یا دو حرف) شناسه انتشار نرم افزار است ، مانند هیچکدام (که خط اصلی را مشخص می کند ، به زیر نگاه کنید) ، T (برای فناوری) ، E (برای Enterprise) ، S (برای ارائه دهنده خدمات) ، XA و XB به عنوان دارای یک قابلیت ویژه است.

Rebuilds:

غالباً برای از بین بردن یک مشکل خاص یا آسیب پذیری برای نسخه IOS داده شده ، بازسازی انجام می شود. به عنوان مثال ، ۱۲.۱ (۸) E14 یک بازسازی است ، ۱۴ نشان دهنده ۱۴ بازسازی ۱۲.۱ (۸) E است. بازسازی ها برای رفع سریع نقص یا جلب رضایت مشتریانی که نمی خواهند به دلیل اینکه ممکن است از زیرساخت های مهم دستگاه های خود استفاده کنند بعداً مورد تجدید نظر واقع شوند ، تولید می شوند و بنابراین ترجیح می دهند تغییرات و خطر را به حداقل برسانند.

Interim releases:

معمولاً به صورت هفتگی تولید می شوند و روند توسعه فعلی را تشکیل می دهند.

Maintenance releases:

نسخه های تست شده دقیق که در دسترس هستند و شامل پیشرفت ها و رفع اشکالات هستند. سیسکو توصیه می کند نسخه های Maintenance را در صورت امکان ، جایگزین نسخه های میان دوره ای و Rebuild کنید.

تا نسخه ۱۲.۴ :

قبل از انتشار Cisco IOS 15 ، نسخه ها به چندین توزیع تقسیم شدند که هر کدام شامل مجموعه ای متفاوت از ویژگی ها بود. توزیع ها کم و بیش برای متمایز کردن بازار برای گروهی از مشتریانی بود که سیسکو آنها را هدف قرار داده بود.

توزیع اصلی در نظر گرفته شده است تا پایدارترین نسخه ای باشد که شرکت می تواند ارائه دهد و مجموعه ویژگی های آن در طول عمر خود هرگز گسترش نمی یابد. به روزرسانی ها فقط برای رفع اشکالات موجود در محصول منتشر می شوند.

توزیع Technology با حرف اختصاری T :

توزیع Technology در طول اعتبار خود از ویژگی های جدید و رفع اشکال برخوردار است و بنابراین از ثبات بالاتری نسبت به توزیع اصلی برخوردار است. سیسکو استفاده از توزیع T را در محیط های تولیدی توصیه نمی کند مگر اینکه برای اجرای ویژگی جدید IOS خاص توزیع T ضروری باشد.

توزیع Service Provider با حرف اختصاری S :

توزیع Service Provider فقط در محصولات Core Router سیسکو کار می کند و به شدت برای مشتریان سرویس دهنده سفارشی شده است.

توزیع Enterprise با حرف اختصاری E :

توزیع Enterprise برای پیاده سازی در محیط های سازمانی سفارشی شده است.

از نسخه از نسخه ۱۵.۰ :

با شروع Cisco IOS 15 ، فقط یک توزیع  وجود دارد ، قطار M / T. این توزیع هم شامل انتشارهای تعمیر و نگهداری طولانی مدت و هم از نسخه های نگهداری استاندارد است. نسخه های M نسخه های تعمیر و نگهداری گسترده ای هستند و Cisco برای ۴۴ ماه رفع اشکال ارائه می دهد. نسخه های T نسخه های نگهداری استاندارد هستند و Cisco فقط به مدت ۱۸ ماه رفع اشکال می کند.