本节书摘来自异步社区《Cisco IOS XR技术精要》一书中的第1章，第1.1节，作者 【美】Mobeen Tahir , Mark Ghattas , Dawit Birhanu , Syed Natif Nawaz，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

第1章　Cisco IOS XR介绍

Cisco IOS XR技术精要

本章讲解了以下几个主题：

• 网络的演变；
• 运营商级NOS需求；
• 操作系统概念；
• Cisco IOS XR高级介绍；
• Cisco IOS XR平台；

参考资料。

本章讨论了网络操作系统（NOS）的演变、今天和未来的网络对NOS的需求，以及Cisco IOS XR如何满足这些需求。本章第一节概述了网络的演变，第二节论述了通过关键应用支撑的融合性网络对运营商级NOS的需求，第三节介绍了操作系统的基本概念，最后一节对Cisco IOS XR做了深入的介绍。

1.1　网络的演变

Cisco IOS XR技术精要

在20世纪80年代，网络主要的应用仅限于电子邮件、网页浏览、文件传输、打印机和数据库。基于包转发的硅技术硬件（HW）还未大规模部署，而且硬件的传输速率、CPU性能、内存容量也很有限。因此，设计路由器以及相关的NOS的初衷是使包转发能够更有效地利用CPU和内存资源。NOS是网络操作系统的简称，主要用来执行和发挥网络与网络互联的功能和作用。我们耳熟能详的网络设备，例如路由器和交换机，都是通过NOS来工作的。

此外，在早期的数据网络中，除了Internet协议（IP），还有众多相互竞争的网络协议。如今这些协议中，某些已变成了业界标准，而某些仍是厂商私有。表1-1给出了在OSI各层中那些曾经不同程度流行过的协议。

路由器设备用来支持各种各样的协议，包括IP、Ethernet、SONET/SDH，以及表1-1中所列的旧时协议。

网络运营商可能会具有多张特定服务的网络，每张网络分别由不同的团队来管理和维护。一个服务提供商同时维护多张业务网络的例子并不罕见，比方说分别维护电话的PSTN网络、ATM数据网络、帧中继数据网络、Internet用户的公共数据网络、移动回程网络，以及支持所有服务的传输网络。部分网络运营商可能还会有一些旧时的传统网络；当然，这些运营商正在积极地向融合性网络进行迁移。

在今天看来，电子邮件、网页浏览、文件传输、实时消息、VoIP等似乎都是一些理所应当的网络服务。不过在用户数较多的大型企业、学校、政府机构中，某些服务是不能使用或是存在安全限制的。

在过去的几十年里，网络、用户和服务发生了以下翻天覆地的变化。

应用：在20- 世纪80年代，仅有电子邮件、文件传输、数据库和打印等少数网络服务。而今天，我们拥有多得数不清的应用，例如视频会议、实时消息、IPTV、网真、远程医疗、点到点共享、视频监控、网上银行、网络购物等。

用户数：20世纪90年代中叶前，数据网络的使用仍然局限于使用有限应用的大型企业、政府和学术性机构。根据Internet World State的统计信息，1995年，Internet的用户数共1600万，到2008年，用户数已上升至14.6亿。而且，人均带宽使用率也在20世纪90年代中期之后发生了迅猛的提升。传输性能：单组光纤对的传输性能已从20世纪90年代早期的155Mbit/s提升至今天的太比特级别（Tbit/s）（使用密集波分多路复用[DWDM]技术实现）。例如，中国大陆连接美国的TPE（Trans-Pacific Express）海底光缆在一期建设后具有1.28 Tbit/s的传输性能，日后可将传输性能最大扩展到5.12 Tbit/s。处理器与内存性能：从20世纪90年代初期到2009年，根据摩尔定律，CPU速度和复杂程度已经从几十MHz的单核处理器提升到了THz多核处理器级别。内存容量和访问速度也发生着相似的增长，从20世纪90年代初到2009年，内存容量从MB提升到了GB级别。摩尔定律（Moore's law）由Intel创始人之一Gordon Moore提出并以其姓氏命名。该定律指出处理器和内存的性能大约会在每两年提高一倍。协议：从20世纪90年代初期的多种协议（如表1-1所示），过渡合并成了今天的IPv4/IPv6和Ethernet协议。网络：网络运营商已经或正在将传统的特定业务网络向支持多种服务的融合性网络进行迁移。