《计算机网络导论》第五章

第 5章 网 络 检 测 及 网 络 维 护1、 网 络 故 障 的 分 类2、 网 络 故 障 检 测 及 排 除 的 基 本 过 程3、 常 用 命 令 检 测 及 使 用4、 常 用 检 测 工 具 及 使 用 5.1 网 络 故 障 的 分 类按 照 性 质 分 ：物 理 故 障 由 网 络 硬 件 或 网 络 连 接 引 起 的 网 络 故 障 。逻 辑 故 障 由 软 件 引 起 的 网 络 故 障 。 5.2 网 络 故 障 检 测 及 排 除 的 基 本 方 法 和 过 程v 网 络 故 障 排 除 方 法 当 网 络 故 障 发 生 时 ， 我 们 要 对 网 络 故 障 进 行 分 类 ， 看 是硬 件 故 障 还 是 软 件 故 障 。 具 体 情 况 是 哪 部 分 引 起 的 ， 要 通 过检 测 才 能 知 道 ， 对 其 检 测 主 要 是 通 过 各 种 测 试 仪 器 来 完 成 的 ，同 时 也 需 要 管 理 员 有 很 好 的 网 络 故 障 检 测 经 验 ， 能 在 不 使 用仪 器 的 情 况 下 就 能 对 故 障 的 部 位 作 出 准 确 判 断 ， 这 需 要 管 理人 员 长 期 的 实 践 和 学 习 。 对 于 复 杂 的 网 络 系 统 ， 最 简 单 的 原则 是 将 复 杂 系 统 加 以 分 解 。 将 WAN分 解 成 LAN， 将 LAN分解 成 服 务 器 、 工 作 站 和 电 缆 ， 将 服 务 器 或 工 作 站 分 解 成 硬 件 、操 作 系 统 和 网 络 软 件 ， 将 物 理 网 络 分 解 成 电 缆 段 。 必 要 时 还可 以 将 这 些 子 系 统 做 进 一 步 分 解 ， 直 到 可 以 确 定 出 出 现 故 障的 一 个 基 本 部 件 为 止 。 1.网 络 故 障 问 题 记 录 与 描 述2.网 络 故 障 原 因 分 析 按 照 层 次 模 型 分 析 ， 在 不 同 的 层 次 引 起 网 络 故 障 的原 因 通 常 有 ： 物 理 层 ： 线 路 或 接 头 连 接 数 据 链 路 层 ： 交 换 机 的 配 置 或 交 换 机 （ 或 HUB） 的连 接 结 构 网 络 层 ： 网 络 协 议 的 配 置 或 路 由 器 的 配 置 传 输 层 ： 网 络 拥 塞 等 应 用 层 ： 应 用 软 件 自 身 的 缺 陷 、 应 用 协 议 不 完 整 ，还 需 要 考 虑 到 病 毒 的 侵 犯 、 网 络 攻 击 等 影 响3.建 立 排 除 故 障 计 划 ， 按 照 计 划 排 除 故 障 并 记 录基 本 过 程 ： 5 网 际 控 制 消 息 协 议 -ICMPl IP协议是一种不可靠、无连接的包传送协议l在IP层引入子协议：网际控制消息协议（Internet Control Message Protocol, ICMP ）l ICMP是用来诊断网络问题的重要工具。5.3 常 用 网 络 检 测 命 令 及 使 用 6 ICMP提 供 的 服 务 测试目的主机可到达性和状态 将不可到达的目的主机报告给源主机 进行IP包流量控制 向路由器发送路由改变请求 检测循环或超长路由 报告错误IP包头 获取网络地址 获取子网掩码 7 ICMP分 组 ICMP经常被认为是IP层的一个组成部分。它携带于IP数据包中，由分组首部和数据两部分组成。ICMP头ICMP数据 IP首部 IP数据帧头帧数据区类型码代码校验和首部其余部分数据部分(b) ICMP分 组 的 格 式(a) ICMP分 组 的 封 装 ICMP分 组ICMP与IP的关系：nICMP和IP一样，都是不可靠传输。nICMP使用IP来传递ICMP消息，IP利用ICMP来报告错误和控制消息。nICMP不报告ICMP消息本身的错误。nICMP只报告IP数据报的第一个分段的错误。 9 l用于检测网络连接性、可达性和名称解析等的TCP/IP命令。根据返回的信息，可以推断TCP/IP参数的设置是否正确以及TCP/IP协议运行是否正常。Ping 命令有助于验证 IP 级的连通性。l PING命令使用方法： 在DOS提示符状态下直接输入： PING 对方IP地址（或者对方主机名）1. PingICMP应 用 举 例 10 Ping 202.120.190.205Pinging 202.120.190.205 with 32 bytes of data:Reply from 202.120.190.205: bytes=32 time10ms TTL=254Reply from 202.120.190.205: bytes=32 time10ms TTL=254Reply from 202.120.190.205: bytes=32 time=10ms TTL=254Reply from 202.120.190.205: bytes=32 time10ms TTL=254Ping statistics for 202.120.190.205:Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),Approximate round trip times in milli-seconds:Minimum = 0ms, Maximum = 10ms, Average = 2ms数据包的大小 往返一次所使用的时间 ICMP应 用 举 例 12 ICMP应 用 举 例 -Ping命 令 的 实 现一般而言，ping 目的端不可达可能有3个原因： n 线路或网络设备故障，或目的主机不存在 ；n 网络拥塞 ；n ICMP分组在传输过程中超时（TTL减为0）。 13 Request timed out Destination host unreachable表 明 无 法 和 该 主 机 连 通 。 Bad IP address xxx.xxx.xxx.xxx表 明 此 主 机 地 址 不 存 在 Ping应 答 的其 他 结 果 在 WWW 浏 览 中 ， 无 法 访 问 www.xxx.xxx 主 页 时 ：利 用 Ping www.xxx.xxx 测 试 该 地 址 是 否 存 在 。 Ping应 用 常 见 参 数 ：-t： 可 以 持 续 发 送 回 送 请 求 报 文 到 目 的 地-a： 对 目 的 IP地 址 进 行 反 向 名 称 解 析 。-n Count： 指 定 发 送 回 送 请 求 报 文 的 次 数 ， 默 认 4。-w Timeout： 指 定 等 待 回 送 应 答 报 文 响 应 的 时 间（ 以 微 秒 为 单 位 ）v-l size： 指 定 发 送 的 回 送 请 求 报 文 中 “ 数 据 ” 字段 的 长 度 （ 以 字 节 表 示 ） ， 默 认 32， 最 大 65527。 使 用 Ping 的 步 骤使 用 Ping 时 应 该 执 行 以 下 步 骤 ： v Ping 环 回 地 址 验 证 是 否 在 本 地 计 算 机 上 安 装 TCP/IP 以 及配 置 是 否 正 确 。 ping 127.0.0.1 v Ping 本 地 计 算 机 的 IP 地 址 验 证 是 否 正 确 地 添 加 到 网 络 。 ping IP_address_of_local_host v Ping 默 认 网 关 的 IP 地 址 验 证 默 认 网 关 是 否 运 行 以 及 能 否与 本 地 网 络 上 的 本 地 主 机 通 讯 。 ping IP_address_of_default_gateway v Ping 远 程 主 机 的 IP 地 址 验 证 能 否 通 过 路 由 器 通 讯 。 ping IP_address_of_remote_host 提 示如 果 在 任 何 点 上 都 无 法 成 功 地 使 用 Ping，请 确 认 ： 1.安 装 和 配 置 TCP/IP 之 后 重 新 启 动 计 算 机 。 2.“ Internet 协 议 (TCP/IP) 属 性 ” 对 话 框 “ 常 规 ” 选 卡 上 的 本地 计 算 机 的 IP 地 址 有 效 而 且 正 确 。 3.启 用 IP 路 由 ， 并 且 确 认 路 由 器 之 间 的 链 路 是 可 用 的 。 17 2. Traceroute(Tracert)ICMP应 用 举 例（ 1） 作 用 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 。 Tracert是 路 由 跟 踪 实 用 程 序 ， 用于 确 定 IP 数 据 报 访 问 目 标 所 经 过 的 路 径 。（ 2） 一 般 格 式 tracert -d-h MaximumHops-j HostList-w Timeout TargetName 如 ： tracert 202.194.86.88 tracert 参 数 ：-d： 为 了 防 止 tracert将 中 间 路 由 器 的 IP地 址 解 析 为 它 们 的 名 称 而 设置 此 参 数 ， 以 加 速 显 示 结 果 。-h MaximumHops： 指 定 在 搜 索 目 标 的 路 径 中 跳 数 的 最 大 数 ， 默认 30-j HostList： 指 定 回 送 请 求 报 文 对 于 在 HostList中 指 明 的 中 间 目 标集 使 用 IP报 头 中 的 “ 松 散 源 路 由 ” 选 项 。-w Timeout： 指 定 等 待 “ ICMP已 超 时 ” 或 “ 回 送 应 答 ” 信 息 的 时间 （ 以 毫 秒 为 单 位 ） 2、 tracert命 令 （ 跟 踪 路 由 ）Tracert 命 令 用 IP 生 存 时 间 (TTL) 字 段 和 ICMP 错 误 消 息来 确 定 从 一 个 主 机 到 网 络 上 其 他 主 机 的 路 由 。 n把一个TTL=1的IP包发送给目的主机；n在经过第1个路由器时把TTL减到0；n丢弃该分组并把ICMP超时消息返回给源主机，从而标识了第1个路由器； n不断增加TTL值重复上述过程。 3、 netstat命 令（ 1） 作 用 用 来 显 示 活 动 的 TCP连 接 、 协 议 端 口 使 用 情 况 、 网 络接 口 统 计 信 息 、 IP路 由 表 、 IP统 计 信 息 。 可 以 使 用 netstat 命 令 显 示 协 议 统 计 信 息 和 当 前 的 TCP/IP 连 接 。（ 2） 一 般 格 式 netstat -a-e-n-s -p protocol -r interval 如 ： netstat 参 数 ：-a： 显 示 所 有 有 效 连 接 的 信 息 。-e： 显 示 关 于 以 太 网 的 统 计 数 据 。-n： 显 示 所 有 已 建 立 的 有 效 的 TCP连 接 ， 但 只 以 数 字 形 式 表 现 地 址和 端 口 号 。-s： 分 别 显 示 各 个 协 议 的 统 计 数 据 。-p Protocol： 显 示 Protocol所 指 定 的 协 议 连 接 。-r： 显 示 本 机 路 由 表 的 信 息 。Interval： 每 隔 Interval秒 重 新 显 示 一 次 选 定 的 信 息 。 4、 ipconfig命 令（ 1） 作 用 用 来 显 示 本 计 算 机 当 前 所 有 的 TCP/IP网 络 配 置 值 ， 还 可以 刷 新 动 态 主 机 配 置 协 议 和 域 名 系 统 的 配 置 。 Ipconfig应 该 说 是 一 款 网 络 侦 察 的 利 器 ， 尤 其 当 用 户 的 网络 中 设 置 的 是 DHCP（ 动 态 IP地 址 配 置 协 议 ） 时 ， 利 用Ipconfig可 以 让 用 户 很 方 便 地 了 解 到 IP地 址 的 实 际 配 置 情 况 。（ 2） 一 般 格 式 ipconfig /all/renew Adapter /release Adapter /flushdns /displaydns /registerdns /showclassid Adapter /setclassid AdapterClassID 如 ： ipconfig/all 参 数 ：/all： 显 示 所 有 适 配 器 的 完 整 TCP/IP配 置 信 息 。/renew Adapter： 更 新 所 有 适 配 器 或 特 定 适 配 器 的 DHCP配置/release Adapter： 释 放 所 有 适 配 器 或 特 定 适 配 器 的 当 前 DHCP地址 租 约/flushdns： 清 理 DNS缓 存 的 内 容/displaydns： 显 示 DNS缓 存 的 内 容/registerdns： 初 始 化 计 算 机 上 配 置 的 DNS名 称 和 IP地 址 的 手 工 动 态注 册/showclassid Adapter： 显 示 指 定 适 配 器 的 DHCP类 别 ID名 称 和 描 述 符/setclassid Adapter： 配 置 特 定 适 配 器 的 DHCP类 别 ID 5、 route命 令（ 1） 作 用 用 来 显 示 、 添 加 和 修 改 计 算 机 中 路 由 表 的 表 项 。（ 2） 一 般 格 式 route -f -p command destination mask sub net mark gateway metric metric 参 数 ：-f： 清 除 所 有 不 是 主 路 由 （ mask:255.255.255.255） 、 环 回 网 络 路 由(127.0.0.0 mask 255.255.255.0)或 多 播 路 由 (224.0.0.0 mask 240.0.0.0)的 路 由 表 项 。-p： 指 定 路 由 被 添 加 到 注 册 表 并 在 启 动 TCP/IP协 议 的 时 候 初 始 化 IP路由 表 。 (与 add共 同 使 用 )Command： 指 定 要 运 行 的 命 令 。 print显 示 路 由 表 的 表 项 add添 加 路 由 表 项 delete删 除 路 由 表 项 5.4 常 用 检 测 工 具 及 使 用5.4.1 网 络 测 试 仪1、 简 单 测 线 仪2、 电 缆 测 试 仪 不 仅 可 以 用 来 测 试 电 缆 的 连 通 性 ， 也 可 以 用 来 测试 电 缆 的 性 能 指 标 ， 如 ： 长 度 、 接 线 图 、 回 波 损 耗 、衰 减 、 近 端 串 扰 、 时 延 等 。3、 协 议 分 析 仪 可 以 完 成 电 缆 测 试 、 网 络 流 量 测 试 以 及 网 络 设 备的 查 找 等 功 能 。 可 以 捕 获 通 过 网 络 传 输 的 帧 并 解 析 。 5.4.2 Windows2000网 络 监 视 器可 以 捕 获 从 本 机 某 个 网 络 接 口 发 出 或 发 到 本 机 该 网络 接 口 的 帧 。 实 现 对 网 络 流 量 的 检 测 、 监 控 和 协 议分 析1） 安 装2） 使 用 开 始 /程 序 /管 理 工 具 /网 络 监 视 器 捕 获 /筛 选 器 5.5 局 域 网 环 境 计 算 机 网 络 故 障 检 测 和 维 护计 算 机 不 能 访 问 Internet上 的 节 点 ， 进 行 故 障 检 测 和 维 护 的 过 程 ：（ 1） 检 测 本 机 的 TCP/IP协 议 是 否 安 装 正 确 。 （ Ping 127.0.0.1）（ 2） 检 测 本 机 的 TCP/IP协 议 配 置 、 网 卡 的 安 装 及 配 置 是 否 正 确 。（ ping 本 机 地 址 ）（ 3） 检 测 网 络 连 接 是 否 正 确 （ ping同 网 中 其 他 主 机 ） （ 4） 检 测 到 本 地 路 由 器 的 连 接 及 默 认 网 关 的 配 置 是 否 正 确 。223.1.3.2223.1.3.1 223.1.3.27switchinternet 分 析 原 因 有 如 下 几 种 情 况 可 以 造 成 IP地 址 冲 突 。 1、 对 TCP/IP不 了 解 ， 不 知 道 “ IP地 址 ” 、 “ 子 网 掩 码 ” 、“ 默 认 网 关 ” 等 参 数 如 何 设 置 ， 或 不 是 从 管 理 员 处 得 到 的 上 述参 数 的 信 息 ， 或 者 是 用 户 无 意 修 改 了 这 些 信 息 ； 2、 管 理 员 或 用 户 根 据 管 理 员 提 供 的 上 述 参 数 进 行 设 置 时 ， 由于 失 误 造 成 参 数 输 入 错 误 ； 3、 在 客 户 机 维 修 调 试 时 ， 维 修 人 员 使 用 临 时 IP地 址 应 用 造 成 4、 有 人 窃 用 他 人 的 IP地 址 。 局 域 网 中 IP地 址 冲 突 原 因 分 析 。 v 首 先 将 客 户 机 与 网 络 隔 离 ， 让 非 法 占 有 IP地 址 的 微 机 在网 上 运 行 ， 网 管 员 便 可 以 设 法 找 到 它 了 。 应 用 网 络 测 试 命 令有 ping命 令 和 arp命 令 。 使 用 ping命 令 ， 假 设 冲 突 的 IP地 址 为10.119.40.40， 在 msdos窗 口 ， 命 令 格 式 如 下 ，C:WIDOWS ping 10.119.40.40,从 而 知 道 我 们 要 找 的 机 器确 实 在 网 络 上 ，解 决 方 法 v 其 次 ， 我 们 要 知 道 这 台 机 器 的 网 卡 的 MAC地 址 。v 使 用 第 二 个 命 令 arp： arp命 令 只 能 在 某 一 个 VLAN中使 用 有 效 ， 它 是 低 层 协 议 ， 并 不 能 跨 路 由 。 格 式 如下 ： C:WIDOWS arp -a Interface: . on Inerface . Internet Address/Physical Address/Type 10.119.40.40/00-00-21-34-63-56/ dynamic v 在 网 管 员 的 机 器 上 启 动 浏 览 器 * 键 入 交 换 机 的 IP地 址 * 提 示 登 陆 信 息 后 输 入 用 户 名 和 密 码 * 进 入 “MAC Address Table”选 项 例 如 显 示 表 格 如 下 ： 1 00:00:21:34:63:56 13 dynamic no 2 00:00:81:65:c3:a0 n/a static no 3 00:00:a2:f7:c3:e4 25 dynamic no 4 00:00:21:34:63:56 2 dynamic no v 此 时 可 以 看 到 索 引 的 第 4项 ， 它 正 是 我 们 要 查 找 的 MAC地址 ， 它 的 端 口 号 为 2。 根 据 综 合 布 线 资 料 ， 可 以 查 找 出 相 应的 信 息 点 的 物 理 位 置 ， 从 而 定 位 到 所 连 接 的 微 机 位 置 。