本文以Cisco路由器為例,介紹了路由器上常用接口的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。
1 EIA/TIA 232
EIA/TIA 232有時(shí)又被稱作RS-232 C.RS(Recommended Standard)代表推薦標(biāo)準(zhǔn)(EIA制定的標(biāo)準(zhǔn)一般都被冠以"RS" ),232是標(biāo)識(shí)號(hào),C代表RS-232的最新一次修改。它是由是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)/電信工業(yè)協(xié)會(huì)(Electronic Industries Association / Telecommunications Industries Association,EIA/TIA)在1969年公布的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。它最初主要用于近距離的DTE和DCE設(shè)備之間的通信。后來被廣泛用于計(jì)算機(jī)的串行接口(COM1、COM2等)與終端或外設(shè)之間的近地連接標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)據(jù)傳輸速率20Kbps時(shí),最長(zhǎng)的通信距離為15米。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是CCITT推薦的標(biāo)準(zhǔn)V.24.
這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)串行接口通信的有關(guān)問題,如電纜、接口的機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過程特性進(jìn)行了描述。
1.1 機(jī)械特性
RS-323 C可以有多種類型的連接器(接口),如25針連接器(DB-25)、15針連接器(DB-15)和9針連接器(DB-9)。其中以DB-25、DB-9最為常見,如圖1所示。不論哪種類型的接口,都定義了孔端連接器用來連接DTE設(shè)備、針端連接器用來連接DCE設(shè)備。
圖1 RS-232接口類型
1.2 電氣指標(biāo)
RS-232 C規(guī)定,數(shù)據(jù)線上的邏輯1的電壓范圍是:-3V~-15V、邏輯0的電壓范圍是:+3~+15V;通信控制線上的信號(hào)有效或稱接通的電壓范圍是:+3~+15V、信號(hào)無效或稱斷開的電壓范圍是:-3V~-15V.其他值視為違例。
1.3 功能特性
功能特性規(guī)定了連接器的各針的定義、與哪些電路連接、有何功能。表1給出了DB-25常用的一些針的定義、功能等。
表1 RS-232 C的功能特性描述
針號(hào) | 編號(hào)代號(hào) | 名稱 | 功能描述 |
1 | AA | GND | 保護(hù)地 |
2 | BA | TxD | 數(shù)據(jù)發(fā)送 |
3 | BB | RxD | 數(shù)據(jù)接收 |
4 | CA | RTS | 請(qǐng)求發(fā)送 |
5 | CB | CTS | 允許發(fā)送 |
6 | CC | DSR | 數(shù)據(jù)設(shè)置準(zhǔn)備好 |
7 | AB | GND | 信號(hào)地 |
8 | CF | DCD | 載波信號(hào)檢測(cè) |
20 | CD | DTR | 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 |
22 | CE | RI | 振鈴指示 |
其中:
第1針GND,是設(shè)備的保護(hù)地,與設(shè)備機(jī)殼相連。
第2針TxD(Transmitted Data),是數(shù)據(jù)發(fā)送針,從此針上DTE向DCE發(fā)送數(shù)據(jù)。
第3針RxD(Received Data),是數(shù)據(jù)接收針,從此針上DTE從DCE接收數(shù)據(jù)。
第4針RTS(Request to Send),用來表示DTE請(qǐng)求向DCE發(fā)送數(shù)據(jù)。
第5針CTS(Clear to Send),用來表示DCE已準(zhǔn)備好接收DTE發(fā)來的數(shù)據(jù),是對(duì)DTE請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)RTS的響應(yīng)信號(hào)。
第6針DSR(Data Set Ready ),用來表示DCE已溝通好和通信信道的聯(lián)系,完成了操作準(zhǔn)備,而不是處于測(cè)試方式或斷開方式。
第8針DCD(Data Carrier Detect),載波信號(hào)檢測(cè),DCE使用DCD針通知DTE它與遠(yuǎn)程設(shè)備的連接建立和終止的情況。例如,DCE通過降低DCD信號(hào)通知DTE它與遠(yuǎn)程設(shè)備的連接已終止。
第20針DTR(Data Terminal Ready),用來表示DTE已準(zhǔn)備好。這條線有時(shí)連在DTE的電源上,一旦電源接通,這條線上就有了有效信號(hào)。
第22針RI(Ringing),是振鈴指示。當(dāng)一方DCE收到對(duì)方DCE送來的振鈴呼叫信號(hào)時(shí),使該信號(hào)有效(ON狀態(tài)),通知DTE已被呼叫。
1.4 過程特性
過程特性指明了通信過程中事件發(fā)生的順序以及過程細(xì)節(jié)。
如當(dāng)計(jì)算機(jī)或終端加電時(shí),它將第20針(DTR)設(shè)置為邏輯1.當(dāng)調(diào)制解調(diào)器加電時(shí),它將第6針(DSR)設(shè)置為邏輯1.當(dāng)調(diào)制解調(diào)器檢測(cè)到電話線上的載波時(shí),它將第8針(DCD)置1.
只有當(dāng)DSR和DTR都處于ON狀態(tài)時(shí),才能在DTE和DCE間操作。而當(dāng)DTE要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),則要首先將RTS線置成ON狀態(tài),等在CTS線上檢測(cè)到ON狀態(tài)的應(yīng)答后,才能在TxD線上發(fā)送數(shù)據(jù)。
1.5 EIA/TIA 449
圖2 RS-449接口
RS-232 C的數(shù)據(jù)傳輸不能超過20 Kbps,同時(shí)電纜最大長(zhǎng)度不能超過15米。這大大限制了其應(yīng)用能力。后來(1977年),EIA/TIA推出了一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn):RS-449.如圖2所示。
該標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械、功能和過程性由RS-449定義,電氣接口由兩個(gè)不同的標(biāo)準(zhǔn)定義。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是RS-423 A,它與RS-232 C相似,所有的電路共享一個(gè)公共地,稱為非平衡傳輸(unbalanced transmission)。
另一個(gè)電氣標(biāo)準(zhǔn)是RS-422 A,采用平衡傳輸(balanced transmission),無公共地。RS-422 A能在不超過60米長(zhǎng)的電纜上達(dá)到2Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。
2 控制臺(tái)端口
很多廠商的各類不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都提供了控制臺(tái)端口(Console Port)對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始、帶外配置。對(duì)于Cisco來說,其所有路由、交換設(shè)備都提供了控制臺(tái)端口。很多平臺(tái)、型號(hào)還配有輔助端口(Auxiliary Port),提供了遠(yuǎn)程維護(hù)設(shè)備的手段。
根據(jù)設(shè)備類型、型號(hào)不同,其控制臺(tái)端口的接口形式也不同。常見的有兩種:采用DB-25的控制臺(tái)端口和采用RJ-45的控制臺(tái)端口。它們都符合EIT/TIA 232異步串行接口規(guī)范。
Cisco的低端設(shè)備,一般都提供采用RJ-45的控制臺(tái)端口。它是DCE端,當(dāng)我們將其與調(diào)試工作站的串行接口(COM1、COM2)相連時(shí),必須使用EIT/TIA 232到RJ-45的轉(zhuǎn)換器和反轉(zhuǎn)電纜。
在Cisco設(shè)備中,其控制臺(tái)端口電路中,沒有使用第1、8(RTS、CTS)針。而第1、8針是用來進(jìn)行流量控制的。換句話說,控制臺(tái)端口沒有流量控制功能。如果PC端發(fā)送數(shù)據(jù)太快、太多,則可能造成控制臺(tái)端口的緩沖區(qū)溢出。因此,一般控制臺(tái)端口的速率選擇為9600bps,而這時(shí)發(fā)生緩沖區(qū)溢出的可能性很小。
3 輔助端口
輔助端口是標(biāo)準(zhǔn)的異步串行設(shè)備,有著標(biāo)準(zhǔn)串行設(shè)備的所有功能,如流量控制。因此可以在較高的速率上運(yùn)行,一般可以達(dá)到115200bps.
輔助端口為網(wǎng)絡(luò)管理人員遠(yuǎn)程管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供了可能,如圖3所示。
圖3 輔助端口做為遠(yuǎn)程管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的端口
盡管速率有限,輔助端口也可以作為鏈路臨時(shí)備份端口。在主鏈路失敗的時(shí)候,撥號(hào)到目的網(wǎng)絡(luò),保持連通性。如圖4所示。
圖4 輔助端口做為鏈路臨時(shí)備份端口
4 異步、同步串行(廣域網(wǎng))接口
4.1 異步串行接口
異步串行接口的缺省封裝是SLIP,還可以是PPP.取決于使用的電纜,異步串行接口的速度最高可達(dá)128K.
Cisco模塊化路由器可以接入多種異步接口網(wǎng)絡(luò)模塊,如8A、16A、32A.圖5給出了異步接口網(wǎng)絡(luò)模塊NM-32A的照片。
4.2 同步串行接口
同步串行接口的缺省封裝為HDLC(Cisco私有),還可以是PPP、FRAME-RELAY、X.25等。缺省速度為T1-1.544Mbps.不同電纜最高速度不同,EIA/TIA 232為115.2Kbps,EIA/TIA 449、X.21為2Mbps等。
典型的同步串行接口卡如:WIC-1T.圖6給出了廣域網(wǎng)接口卡WIC-1T的照片。
4.3 異步/同步串行接口
異步/同步串行接口可以提供串行異步或同步連接。在異步模式時(shí),最高速度可達(dá)115.2Kbps,在同步模式時(shí),可以達(dá)到128Kbps.
典型的異步/同步串行接口模塊如:2A/S、8A/S等。圖7給出了異步/同步串行接口網(wǎng)絡(luò)模塊NM-8A/S的照片。
4.4 遠(yuǎn)程訪問接入(異步)模塊
Cisco也提供集成遠(yuǎn)程訪問接入網(wǎng)絡(luò)模塊,如8AM、16AM.該網(wǎng)絡(luò)模塊將模擬調(diào)制解調(diào)器集成到遠(yuǎn)程訪問接入模塊中從而節(jié)省了外接調(diào)制解調(diào)器占用的空間及投資。該網(wǎng)絡(luò)模塊提供了8~16個(gè)RJ-11接口,我們可以將電話線直接接入遠(yuǎn)程訪問模塊。如圖8所示,給出了模擬調(diào)制解調(diào)器接入模塊NM-8AM的照片。
當(dāng)路由啟動(dòng)后,將自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、安裝該模塊。如圖9所示,是用命令show line顯示了8AM模塊線路(圖中標(biāo)有TTY的線路)的狀態(tài)。