网络故障诊断与维护

网络故障网络故障诊断应该实现三方面的目的：确定网络的故障点，恢复网络的正常运行；发现网络规划和配置中欠佳之处，改善和优化网络的性能；观察网络的运行状况，及时预测网络通信质量。网络故障诊断以网络原理、网络配置和网络运行的知识为基础。从故障现象出发，以网络诊断工具为手段获取诊断信息，确定网络故障点，查找问题的根源，排除故障，恢复网络正常运行。网络故障通常有以下几种可能：物理层中物理设备相互连接失败或者硬件及线路本身的问题；数据链路层的网络设备的接口配置问题；网络层网络协议配置或操作错误；传输层的设备性能或通信拥塞问题；上三层CISCOIOS或网络应用程序错误。诊断网络故障的过程应该沿着OSI七层模型从物理层开始向上进行。首先检查物理层，然后检查数据链路层，以此类推，设法确定通信失败的故障点，直到系统通信正常为止。网络诊断可以使用包括局域网或广域网分析仪在内的多种工具：路由器诊断命令；网络管理工具和其它故障诊断工具。CISCO提供的工具足以胜任排除绝大多数网络故障。查看路由表，是解决网络故障开始的好地方。ICMP的ping、trace命令和Cisco的show命令、debug命令是获取故障诊断有用信息的网络工具。我们通常使用一个或多个命令收集相应的信息，在给定情况下，确定使用什么命令获取所需要的信息。譬如，通过IP协议来测定设备是否可达到的常用方法是使用ping命令。ping从源点向目标发出ICMP信息包，如果成功的话，返回的ping信息包就证实从源点到目标之间所有物理层、数据链路层和网络层的功能都运行正常。如何在互联网络运行后了解它的信息，了解网络是否正常运行，监视和了解网络在正常条件下运行细节，了解出现故障的情况。监视那些内容呢？利用showinterface命令可以非常容易地获得待检查的每个接口的信息。另外showbuffer命令提供定期显示缓冲区大小、用途及使用状况等。Showproc命令和showprocmem命令可用于跟踪处理器和内存的使用情况，可以定期收集这些数据，在故障出现时，用于诊断参考。1.网络故障以某种症状表现出来，故障症状包括一般性的（象用户不能接入某个服务器）和较特殊的（如路由器不在路由表中）。对每一个症状使用特定的故障诊断工具和方法都能查找出一个或多个故障原因。一般故障排除模式如下：1）物理层及其诊断物理层是OSI分层结构体系中最基础的一层，它建立在通信媒体的基础上，实现系统和通信媒体的物理接口，为数据链路实体之间进行透明传输，为建立、保持和拆除计算机和网络之间的物理连接提供服务。物理层的故障主要表现在设备的物理连接方式是否恰当；连接电缆是否正确；MODE、MCSU/DSI等设备的配置及操作是否正确。确定路由器端口物理连接是否完好的最佳方法是使用showinterface命令，检查每个端口的状态，解释屏幕输出信息，查看端口状态、协议建立状态和EIA状态。2）数据链路层及其诊断数据链路层的主要任务是使网络层无须了解物理层的特征而获得可靠的传输。数据链路层为通过链路层的数据进行打包和解包、差错检测和一定的校正能力，并协调共享介质。在数据链路层交换数据之前，协议关注的是形成帧和同步设备。查找和排除数据链路层的故障，需要查看路由器的配置，检查连接端口的共享同一数据链路层的封装情况。每对接口要和与其通信的其他设备有相同的封装。通过查看路由器的配置检查其封装，或者使用show命令查看相应接口的封装情况。3）网络层及其诊断网络层提供建立、保持和释放网络层连接的手段，包括路由选择、流量控制、传输确认、中断、差错及故障恢复等。排除网络层故障的基本方法是：沿着从源到目标的路径，查看路由器路由表，同时检查路由器接口的IP地址。如果路由没有在路由表中出现，应该通过检查来确定是否已经输入适当的静态路由、默认路由或者动态路由。然后手工配置一些丢失的路由，或者排除一些动态路由选择过程的故障，包括RIP或者IGRP路由协议出现的故障。例如，对于IGRP路由选择信息只在同一自治系统号（AS的系统之间交换数据，查看路由器配置的自治系统号的匹配情况。2.路由器接口故障排除1）串口故障排除串口出现连通性问题时，为了排除串口故障，一般是从showinterfaceserial命令开始，分析它的屏幕输出报告内容，找出问题之所在。串口报告的开始提供了该接口状态和线路协议状态。接口和线路协议的可能组合有以下几种：1）串口运行、线路协议运行，这是完全的工作条件。该串口和线路协议已经初始化，并正在交换协议的存活信息。2）串口运行、线路协议关闭，这个显示说明路由器与提供载波检测信号的设备连接，表明载波信号出现在本地和远程的调制解调器之间，但没有正确交换连接两端的协议存活信息。可能的故障发生在路由器配置问题、调制解调器操作问题、租用线路干扰或远程路由器故障，数字式调制解调器的时钟问题，通过链路连接的两个串口不在同一子网上，都会出现这个报告。3）串口和线路协议都关闭，可能是电信部门的线路故障、电缆故障或者是调制解调器故障。4）串口管理性关闭和线路协议关闭，这种情况是在接口配置中输入了shutdown命令。通过输入noshutdown命令，打开管理性关闭。接口和线路协议都运行的状况下，虽然串口链路的基本通信建立起来了，但仍然可能由于信息包丢失和信息包错误时会出现许多潜在的故障问题。正常通信时接口输入或输出信息包不应该丢失，或者丢失的量非常小，而且不会增加。如果信息包丢失有规律性增加，表明通过该接口传输的通信量超过接口所能处理的通信量。解决的办法是增加线路容量。查找其他原因发生的信息包丢失，查看showinterfaceserial命令的输出报告中的输入输出保持队列的状态。当发现保持队列中信息包数量达到了信息的最大允许值，可以增加保持队列设置的大小。2）以太接口故障排除以太接口的典型故障问题是：带宽的过分利用；碰撞冲突次数频繁；使用不兼容的帧类型。使用showinterfaceethernet命令可以查看该接口的吞吐量、碰橦冲突、信息包丢失、和帧类型的有关内容等。通过查看接口的吞吐量可以检测网络的利用。如果网络广播信息包的百分比很高，网络性能开始下降。光纤网转换到以太网段的信息包可能会淹没以太口。互联网发生这种情况可以采用优化接口的措施，即在以太接口使用noiproute-cache命令，禁用快速转换，并且调整缓冲区和保持队列。两个接口试图同时传输信息包到以太电缆上时，将发生碰橦.以太网要求冲突次数很少，不同的网络要求是不同的，一般情况发现冲突每秒有3、5次就应该查找冲突的原因了。碰橦冲突产生拥塞，碰橦冲突的原因通常是由于敷设的电缆过长、过分利用、或者“聋”节点。以太网络在物理设计和敷设电缆系统管理方面应有所考虑，超规范敷设电缆可能引起更多的冲突发生。如果接口和线路协议报告运行状态，并且节点的物理连接都完好，可是不能通信。引起问题的原因也可能是两个节点使用了不兼容的帧类型。解决问题的办法是重新配置使用相同帧类型。如果要求使用不同帧类型的同一网络的两个设备互相通信，可以在路由器接口使用子接口，并为每个子接口指定不同的封装类型。3)异步通信口故障排除互连网络的运行中，异步通信口的任务是为用户提供可靠服务，但又是故障多发部位。主要的问题是，在通过异步链路传输基于LAN通信量时，将丢失的信息包的量降止最少。异步通信口故障一般的外部因素是：拨号链路性能低劣；电话网交换机的连接质量问题；调制解调器的设置。检查链路两端使用的调制解调器：连接到远程PC机端口调制解调器的问题不太多，因为每次生成新的拨号时通常都初始化调制解调器，利用大多数通信程序都能在发出拨号命令之前发送适当的设置字符串；连接路由器端口的问题较多，这个调制解调器通常等待来自远程调制解调器的连接，连接之前，并不接收设置字符串。如果调制解调器丢失了它的设置，应采用一种方法来初始化远程调制解调器。简单的办法是使用可通过前面板配置的调制解调器，另一种方法是将调制解调器接到路由器的异步接口，建立反向telnet，发送设置命令配置调制解调器。showinterfaceasync命令、showline命令是诊断异步通信口故障使用最多的工具。showinterfaceasync命令输出报告中，接口状态报告关闭的唯一的情况是接口没有设置封装类型。线路协议状态显示与串口线路协议显示相同。showline命令显示接口接收和传输速度设置以及EIA状态显示。showline命令可以认为是接口命令(showinterfaceasync)的扩展。showline命令输出的EIA信号及网络状态：noCTSnoDSRDTRRTS调制解调器未与异步接口连接。CTSnoDSRDTRRT：S调制解调器与异步接口连接正常，但未连接远程调制解调器CTSDSRDTRRT：S远程调制解调器拨号进入并建立连接确定异步通信口故障一般可用下列步骤：检查电缆线路质量；检查调制解调器的参数设置；检查调制解调器的连接速度；检查rxspeed和txspeed是否与调制解调器的配置匹配；通过showinterfaceasync命令和showline命令查看端口的通信状况；从showline命令的报告检查EIA状态显示；检查接口封装；检查信息包丢失及缓冲区丢失情况。结语网络发生故障是不可避免的。网络建成运行后，网络故障诊断是网络管理的重要技术工作。搞好网络的运行管理和故障诊断工作，提高故障诊断水平需要注意以下几方面的问题：认真学习有关网络技术理论；清楚网络的结构设计，包括网络拓朴、设备连接、系统参数设置及软件使用；了解网络正常运行状况、注意收集网络正常运行时的各种状态和报告输出参数；熟悉常用的诊断工具，准确的描述故障现象第一步：当分析网络故障时，首先要清楚故障现象。应该详细说明故障的症侯和潜在的原因。为此，要确定故障的具体现象，然后确定造成这种故障现象的原因的类型。例如，主机不响应客户请求服务。可能的故障原因是主机配置问题、接口卡故障或路由器配置命令丢失等。第二步：收集需要的用于帮助隔离可能故障原因的信息。向用户、网络管理员、管理者和其他关键人物提一些和故障有关的问题。广泛的从网络管理系统、协议分析跟踪、路由器诊断命令的输出报告或软件说明书中收集有用的信息。第三步：根据收集到的情况考虑可能的故障原因。可以根据有关情况排除某些故障原因。例如，根据某些资料可以排除硬件故障，把注意力放软件原因上。对于任何机会都应该设法减少可能的故障原因，以至于尽快的策划出有效的故障诊断计划。第四步：根据最后的可能的故障原因，建立一个诊断计划。开始仅用一个最可能的故障原因进行诊断活动，这样可以容易恢复到故障的原始状态。如果一次同时考虑一个以上的故障原因，试图返回故障原始状态就困难的多了。第五步：执行诊断计划，认真做好每一步测试和观察，直到故障症状消失。第六步：每改变一个参数都要确认其结果。分析结果确定问题是否解决，如果没有解决，继续下去，直到解决。网络故障分层诊断技术三最常用的网络诊断命令1. ping命令Ping是测试网络联接状况以及信息包发送和接收状况非常有用的工具，是网络测试最常用的命令。Ping向目标主机（地址）发送一个回送请求数据包，要求目标主机收到请求后给予答复，从而判断网络的响应时间和本机是否与目标主机（地址）联通。如果执行Ping不成功，则可以预测故障出现在以下几个方面:网线故障，网络适配器配置不正确，IP地址不正确。如果执行Ping成功而网络仍无法使用，那么问题很可能出在网络系统的软件配置方面，Ping成功只能保证本机与目标主机间存在一条连通的物理路径。命令格式:pingIP地址或主机名-t-a-ncount-lsize参数含义:-t不停地向目标主机发送数据-a以IP地址格式来显示目标主机的网络地址;-ncount指定要Ping多少次，具体次数由count来指定;-lsize指定发送到目标主机的数据包的大小。2. Tracert命令Tracert命令用来显示数据包到达目标主机所经过的路径，并显示到达每个节点的时间。命令功能同Ping类似，但它所获得的信息要比Ping命令详细得多，它把数据包所走的全部路径、节点的IP以及花费的时间都显示出来。该命令比较适用于大型网络。命令格式:tracertIP地址或主机名-d-hmaximumhops-jhost_list-wtimeout参数含义:-d不解析目标主机的名字;?-hmaximum_hops指定搜索到目标地址的最大跳跃数;-jhost_list按照主机列表中的地址释放源路由;-wtimeout指定超时时间间隔，程序默认的时间单位是毫秒。?例如大家想要了解自己的计算机与目标主机之间详细的传输路径信息，可以在MS-DO$J式输入tracert?如果我们在Tracert命令后面加上一些参数，还可以检测到其他更详细的信息，例如使用参数-d，可以指定程序在跟踪主机的路径信息时，同时也解析目标主机的域名。3. Netstat命令Netstat命令可以帮助网络管理员了解网络的整体使用情况。它可以显示当前正在活动的网络连接的详细信息，例如显示网络连接、路由表和网络接口信息，可以统计目前总共有哪些网络连接正在运行。利用命令参数，命令可以显示所有协议的使用状态，这些协议包括TCP协议、UDP协议以及IP协议等，另外还可以选择特定的协议并查看其具体信息，还能显示所有主机的端口号以及当前主机的详细路由信息。命令格式:netstat-r-s-n-a-e参数含义:?-r显示本机路由表的内容;?-s显示每个协议的使用状态（包括TCP协议、UDP协议、IP协议）;?-n以数字表格形式显示地址和端口;?-a显示所有主机的端口号。?-e统计网络流量