مقایسه سیستم عامل های IOS، NX-OS و IOS-XR

تا کنون سیسکو از سیستم‌عامل‌های بسیاری رونمایی کرده است که تعداد زیادی از آن‌ها اکنون دیگر ازرده‌خارج شده‌اند. برخی از این سیستم‌عامل‌ها حاصل ادغام شرکت‌های مختلف توسط شرکت سیسکو بودند. به‌عنوان‌مثال، در اواسط دهه 1990، سیسکو با خرید شرکت‌های Grand Junction، Kalpana  و Crescendo شروع به توسعه خط تولید سوئیچ‌های کاتالیست سیسکو کرد. این سوئیچ‌ها سیستم‌عامل‌های متفاوتی را اجرا می‌کردند. محصولات سیسکو همچنین با سیستم‌عامل‌های گوناگونی برای هاب‌های خود، Load Balancers، سخت‌افزارهای امنیتی، ماژول‌های پیام‌رسانی یکپارچه و غیره به بازار عرضه شدند. بااین‌حال، سیستم‌عامل IOS سیسکو تا مدت‌ها عملاً سیستم‌عامل مورداستفاده این شرکت شناخته می‌شد که بر روی طیف وسیعی از روترها و سوئیچ‌های سیسکو کاتالیست اجرا می‌شد. اما نکته جالب‌توجه این است که چندین سیستم‌عامل دیگر سیسکو به شهرت رسیده‌اند و امروزه در حال استفاده گسترده هستند، به‌ویژه: NX-OS  و IOS-XR.

این پست پیرامون تفاوت‌های عمده بین سیستم‌عامل‌های IOS، NX-OS، و IOS-XR  شرکت سیسکو می‌باشد و همچنین اطلاعاتی در خصوص این که در چه مکان‌ها و موقعیت‌هایی ممکن است با هرکدام از این سیستم‌عامل‌ها مواجه شوید را در اختیار شما قرار می‌دهد. ابتدا، در نظر داریم به بررسی مقایسه‌ای آن‌ها در سطح پیشرفته بپردازیم:

• سیستم‌عامل IOS سیسکو: این نوع از سیستم‌عامل‌ها، در «شبکه‌های بدون محدودیت» یافت می‌شوند (یعنی شبکه‌هایی که به «هرکسی، در هر مکان و با هر تجهیزات سخت‌افزاری» اجازه می‌دهد به یک شبکه شرکتی متصل شود). به‌عنوان‌مثال، یک‌روتر ISR2 سری 3900 سیسکو، سیستم‌عامل IOS را اجرا می‌کند.
• سیستم‌عامل NX-OS سیسکو: این سیستم‌عامل در سوئیچ‌های Nexus واقع در مراکز داده یافت می‌شود. به‌عنوان‌مثال، یک سوئیچ سیسکوی Nexus سری 7000، یک سیستم‌عامل NX-OS را اجرا می‌کند.
• سیستم‌عامل IOS-XR سیسکو: در روترهای ارائه‌دهنده خدمات سیسکو یافت می‌شود. به‌عنوان‌مثال، یک‌روتر سیسکو XR سری 12000، یک سیستم‌عامل IOS-XR  را اجرا می‌کند.

درگذشته، سه گروه سازمانی مجزا در شرکت سیسکو وجود داشتند که این سیستم‌عامل‌ها را توسعه دادند. خوشبختانه، این سه گروه در حال حاضر تحت یک واحد سازمانی مشترک در سیسکو ترکیب شده‌اند. این ادغام سازمانی تاکنون منجر به سازگاری بیشتر بین این سیستم‌عامل‌های متنوع شده است. بااین‌حال، تفاوت‌های قابل‌توجهی هنوز وجود دارد. برای درک بهتر تفاوت‌های اساسی، در ادامه برخی از ویژگی‌های اصلی هر سیستم‌عامل را بیان می‌کنیم:

• سیستم‌عامل IOS سیسکو

اگرچه اصطلاح “IOS” بعدها مطرح شد، قدمت این سیستم‌عامل به اواسط دهه 1980 بازمی‌گردد. سیستم‌عامل IOS با استفاده از زبان برنامه‌نویسی C توسعه یافت و دارای محدودیت‌های متعددی بود که مربوط به زمان تولید آن بود. به‌عنوان‌مثال، از چند پردازش متشابه پشتیبانی نمی‌کرد. در نتیجه، پیش از اینکه مجموعه‌ای از کدهای دستوری شروع به اجرا شوند، باید یک کد دستوری تکمیل می‌شد. یکی دیگر از محدودیت‌های مهم ساختاری، استفاده از فضای حافظه مشترک بود. پیش‌ازاین، همه فرایندها از یک منبع حافظه استفاده می‌کردند و یک پردازش OSPF¹ نادرست (به‌عنوان‌مثال) می‌توانست باعث ایجاد اختلال در سایر فرایندهای روتر شود.

برخی از پلتفرم‌های روتر راه‌حل‌های جایگزینی را ارائه می‌دادند. برای نمونه، یک‌روتر ماژولار 7513 سیسکو می‌توانست به یک ماژول پردازشگر رابط همه‌کارهVIP ² مجهز شود که کارت‌های شبکه اختصاصی را قادر می‌ساخت تا مدل‌های نمونه‌سازی شده خود را از سیستم‌عامل IOS اجرا کنند که سطحی از تعادل را برای حجم ترافیک و افزونگی اطلاعات فراهم می‌کرد.

توجه: نسخه دیگری از سیستم‌عامل IOS که ممکن است نامش را شنیده باشید سیستم‌عامل IOS-XE است که سیستم‌عامل IOS را روی لینوکس اجرا می‌کند. به‌عنوان‌مثال، می‌توانید سیستم‌عامل IOS-XE سیسکو را در حال اجرا بر روی روتر ASR سری 1000 سیسکو بیابید. سیستم‌عامل IOS-XE سیسکو به لطف مجموعه ویژگی‌های لینوکس، پشتیبانی از چند پردازش مشابه و فضاهای حافظه اختصاصی را ارائه می‌دهد. بااین‌حال، به‌غیراز زیربنای لینوکس، IOS-XE در اصل همان سیستم‌عامل IOS قبلی است؛ بنابراین، در این مقاله رویکرد مشخصی برای آن ارائه داده نشده است.

• سیستم‌عامل NX-OS سیسکو

این سیستم‌عامل که در ابتدا SAN نام داشت (مخفف Storage Area Network بود)، امکانات ساختاری گسترده‌تری را نسبت به نسخه قدیمی سیستم‌عامل IOS سیسکو ارائه می‌دهد. اگرچه سیستم‌عامل NX-OS در ابتدا یک نسخه 32 بیتی بود، اما از آن زمان تا کنون به یک سیستم‌عامل 64 بیتی تبدیل شده است. برخلاف سیستم‌عامل IOS سیسکو، سیستم‌عامل NX-OS  از فضای حافظه مشترکی استفاده نمی‌کند اما از چند پردازش متقارن با ورودی، خروجی یا مسیر مشترک پشتیبانی می‌کند. همچنین امکان چندوظیفه ای نوبه ای Preemptive Multitasking ³ را فراهم می‌کند که به یک فرایند با درجه اهمیت بالاتر اجازه می‌دهد تا پیش از یک فرایند با درجه اهمیت پایین‌تر اجرا شود.

NX-OS بر روی هسته لینوکس ساخته شده است و به طور طبیعی از زبان Python برای ایجاد اسکریپت در سوئیچ‌های Cisco Nexus پشتیبانی می‌کند. علاوه بر این، دارای چندین ویژگی دسترسی‌پذیری پیشرفته است و همه ویژگی‌های خود را به یکباره اجرا نمی‌کند. در عوض، می‌توانید مشخص کنید که کدام ویژگی را می‌خواهید فعال کنید. حذف اجرای ویژگی‌های غیرضروری، حافظه و پردازنده را برای ویژگی‌هایی که می‌خواهید آزاد می‌کند. بااین‌حال، در حوزه پیکربندی، شباهت‌های زیادی بین NX-OS و سیستم‌عامل IOS سیسکو وجود دارد.

• سیستم‌عامل IOS-XR سیسکو

این سیستم‌عامل که در اصل برای عملکرد 64 بیتی طراحی شده بود، بسیاری از امکانات پیشرفته موجود در سیستم‌عامل NX-OS را ارائه می‌دهد (مانند پردازش چندگانه متقارن، فضاهای حافظه اختصاصی، و فعال‌کردن خدمات موردنیاز). بااین‌حال، درحالی‌که سیستم‌عامل NX-OS بر روی هسته لینوکس ساخته شده، سیستم‌عامل IOS-XR بر مبنای   توسعه داده شده است. میکرو کرنل نوترینو QNX  ⁴Neutrino Microkernel مشابه یونیکس است و اکنون تحت مالکیت شرکت بلک‌بری است.

یکی از ویژگی‌های سیستم‌عامل IOS-XR  که در سیستم‌عامل NX-OS  یافت نمی‌شود، امکان داشتن نمونه‌ای از سیستم‌عامل است که چندین کیس را کنترل می‌کند. همچنین، ازآنجایی‌که سیستم‌عامل IOS-XR  محیط‌های ارائه‌دهنده خدمات را هدف قرار می‌دهد، از رابط‌هایی مانند DWDM و Packet over SONET پشتیبانی می‌کند.

در حالی که پیکربندی IOS-XR تا حدودی شباهت به ورژن قدیمی IOS سیسکو دارد، تفاوت‌ها در مقایسه با تفاوت‌های موجود در NX-OS بسیار محسوس‌تر هستند. مثلاً هنگامی که واردکردن دستورات پیکربندی به پایان رسید، باید تغییرات خود را برای اجرایی‌شدن آن‌ها و قبل از خروج از حالت پیکربندی اعمال کنید.

نمونه‌های پیکربندی

برای نمایش برخی تنظیمات اولیه در این سه سیستم‌عامل، موارد زیر را در نظر بگیرید. این دستورات روی روتر سیستم‌عامل IOS سیسکو، سوئیچ NX-OS و نمونه های روتر IOS-XR که در Cisco VIRL اجرا می‌شوند داده شده است. هر یک از مثال‌های زیر نسخه فعلی روتر یا سوئیچ سیستم‌عامل را نشان می‌دهند. سپس وارد حالت پیکربندی سراسری می‌شویم و نام میزبان روتر یا سوئیچ را تغییر می‌دهیم و به دنبال آن یک رابط Loopback 0 ایجاد می‌کنیم، بعد از اختصاص یک آدرس IP ، به حالت دسترسی بازمی‌گردیم و دستور کوتاه نمایش IP را صادر می‌کنیم.

هنگام تخصیص آدرس‌های IP به رابط‌های Loopback در سیستم‌های سخت‌افزاری، توجه داشته باشید که سیستم‌عامل IOS سیسکو نیاز دارد که عدد پوشش زیر شبکهSubnet Mask ⁵ با نماد اعشاری نقطه‌دار وارد شود، درحالی‌که NX-OS و IOS-XR از واردکردن پوشش زیر شبکه به‌صورت اسلش پشتیبانی می‌کنند (یعنی استفاده از /32 به‌جای استفاده از 255.255.255.255). همچنین توجه داشته باشید که قبل از خروج از حالت پیکربندی باید دستور commit را در IOS-XR اجرا کنید. همچنین، تنها زمانی که آن فرمان را صادر می‌کنیم، جدیدترین پیکربندی نام میزبان اعمال می‌شود.

1. ابتدا کوتاه ترین مسیر را انتخاب کن.   Open Shortest Path First 
2. Versatile Interface Processor
3. شکلی از حالت چند وظیفه ای که در آن، سیستم عامل در فواصل زمانی خاصی اجرای یک برنامه را متوقف ساخته و کنترل را به برنامه در حال انتظار دیگر می دهد بدین ترتیب، هیچ برنامه ای نمیتواند سیستم را بطور انحصاری به خود اختصاص دهد.
4. QNX
5. یک عدد 32 بیتی است که آدرس شبکه و host را از طریق یک آدرس IP تشخیص می دهد.