計算機網(wǎng)絡故障診斷與維護

1、網(wǎng)絡故障診斷與維護本章學習目標了解網(wǎng)絡故障的診斷與網(wǎng)絡維護的相關知識掌握網(wǎng)絡故障產(chǎn)生的原因，故障診斷的原理掌握網(wǎng)絡故障分層檢查的方法掌握網(wǎng)絡故障診斷的常用軟、硬件工具9.1網(wǎng)絡故障診斷概述1網(wǎng)絡故障診斷的目的確定網(wǎng)絡的故障點，恢復網(wǎng)絡的正常運行。發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡規(guī)劃和配置中的瑕疵，改善和優(yōu)化網(wǎng)絡的性能。觀察網(wǎng)絡的運行狀況，及時預測網(wǎng)絡通信質量。2網(wǎng)絡故障產(chǎn)生的原因（1）物理層問題，由于物理設備相互連接失敗或者硬件及線路本身引起的問題。（2）數(shù)據(jù)鏈路層問題，包括網(wǎng)絡設備接口的配置等問題。（3）網(wǎng)絡層問題，由于網(wǎng)絡協(xié)議配置或操作引起的錯誤。（4）傳輸層問題，由于性能或通信擁塞引起超時等問題。（5）應用層問

2、題，包括操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡應用程序自身中的軟件錯誤。3故障排除的方法osi的層次結構為管理員分析和排查故障提供了非常好的組織方式。由于各層相對獨立，按層排查能夠有效地發(fā)現(xiàn)和隔離故障，因而一般使用逐層分析和排查的方法。通常有兩種逐層排查的方式，一種是從低層開始排查，適用于物理網(wǎng)絡不夠成熟穩(wěn)定的情況，如組建新的網(wǎng)絡、重新調整網(wǎng)絡線纜、增加新的網(wǎng)絡設備；另一種是從高層開始排查，適用于物理網(wǎng)絡相對成熟穩(wěn)定的情況，如硬件設備沒有變動。無論哪種方式，最終都能達到目標，只是解決問題的效率有所差別而已。 4.一般網(wǎng)絡故障排除的步驟（1）確定故障的具體現(xiàn)象，分析造成這種故障現(xiàn)象原因的類型。例如，主機不響應客戶請求服

3、務，可能的故障原因是主機配置問題、接口卡故障或路由器配置命令丟失等。然后根據(jù)故障的性質和影響范圍進行故障定位。（2）收集需要的用于幫助隔離可能故障原因的信息。從網(wǎng)絡管理系統(tǒng)、協(xié)議分析跟蹤、路由器診斷命令的輸出報告或軟件說明書中收集有用的信息。（3）根據(jù)收集到的情況考慮可能的故障原因，排除某些故障原因。例如，根據(jù)某些資料可以排除硬件故障，把注意力放在軟件原因上。（4）根據(jù)最后的可能故障原因，建立一個診斷計劃。開始僅用一個最可能的故障原因進行診斷活動，這樣可以容易恢復到故障的原始狀態(tài)。如果一次同時考慮多個故障原因，試圖返回故障原始狀態(tài)就困難多了。（5）執(zhí)行診斷計劃，認真做好每一步測試和觀察，每改變

4、一個參數(shù)都要確認其結果。分析結果確定問題是否解決，如果沒有解決，繼續(xù)下去，直到故障現(xiàn)象消失。（6）記錄解決方案，確定預防措施。在問題解決以后，作為合格的管理員還需要將問題解決過程中的相關記錄整合成文獻，以備后用。同時，還要制定同樣問題再次產(chǎn)生的預防措施，以主動的方式進行網(wǎng)絡管理活動。 9.2網(wǎng)絡故障的分類1按網(wǎng)絡故障的性質劃分（1）物理故障：是指設備或線路損壞、插頭松動、線路受到嚴重電磁干擾等情況。 （2） 邏輯故障：邏輯故障中的一種常見情況就是配置錯誤，就是指因為網(wǎng)絡設備的配置原因而導致的網(wǎng)絡異?；蚬收?。 2按網(wǎng)絡故障的對象劃分 （1）線路故障：線路故障最常見的情況就是線路不通， （2）路由

5、器故障：事實上，線路故障中很多情況都涉及到路由器，因此也可以把一些線路故障歸結為路由器故障。 （3）主機故障：主機故障常見的現(xiàn)象就是主機的配置不當。 9.3網(wǎng)絡故障的分層檢查9.3.1物理層故障 數(shù)據(jù)鏈路層的功能是在相鄰兩結點間無差錯地傳送數(shù)據(jù)幀，為網(wǎng)絡層提供服務。數(shù)據(jù)鏈路層互連的設備是網(wǎng)橋，網(wǎng)橋在網(wǎng)絡互連中起到數(shù)據(jù)接收、地址過濾與數(shù)據(jù)轉發(fā)的作用，它用來實現(xiàn)多個網(wǎng)絡系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。用網(wǎng)橋實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層互連時，允許互聯(lián)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層協(xié)議是相同的，也可以使不同的。 網(wǎng)絡物理層的故障主要是指網(wǎng)絡設備的連接性能故障，包括網(wǎng)卡、交換機、集線器、路由器等。其常見的物理故障如下：電氣性能故障：

6、主要指網(wǎng)絡設備的端口提供的電平不正常（過高、過低），電壓極性不正常。傳輸模式故障：網(wǎng)絡設備的數(shù)據(jù)傳輸有半雙工、全雙工、自適應多種模式。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，可能發(fā)生模式人為設置錯誤，相互不匹配；或兩端不能自動地建立正確的傳輸協(xié)商機制等。9.3.2數(shù)據(jù)鏈路層故障9.3.3網(wǎng)絡層故障 在網(wǎng)絡的運行中，經(jīng)常會遇到因設備設置導致的網(wǎng)絡錯誤，一般這些情況的排除沒有適當?shù)墓ぞ呤呛茈y完成的。這些常見的網(wǎng)絡問題歸結成以下幾類：錯誤 ：指可以導致網(wǎng)絡的設備不能正常運行的網(wǎng)絡問題。例如：ip地址沖突、子網(wǎng)掩碼錯誤、ip地址是子網(wǎng)地址、ip地址是子網(wǎng)廣播地址、關鍵設備沒有響應、dhcp服務器提供了正在使用的ip地址、丟

7、失dhcp給出的地址。 警告 ：對網(wǎng)絡的正常運行沒有影響，但可能屬于設備設置錯誤的網(wǎng)絡問題。例如： 缺省路由器沒有響應、ip子網(wǎng)的唯一設備、ipx網(wǎng)絡唯一設備、網(wǎng)絡中唯一使用ipx類型的設備、proxy arp響應本地ip 。9.3.4傳輸層故障 傳輸層的主要功能有：提供建立、維護和拆除傳輸層連接；選擇網(wǎng)絡層提供合適的服務；提供端到端的錯誤恢復和流量控制；向會話層提供獨立于網(wǎng)絡層的傳送服務和可靠的透明數(shù)據(jù)傳送。 傳輸層故障的檢查主要包括以下幾個方面：o差錯檢查，如數(shù)據(jù)包的重發(fā)等。o通信擁塞或上層協(xié)議在網(wǎng)絡層協(xié)議上的捆綁方面。9.3.5應用層故障 應用層是開放系統(tǒng)互連（osi）環(huán)境與本地系統(tǒng)的操

8、作系統(tǒng)和應用系統(tǒng)直接接口的一個層次。在功能上，應用層為本地系統(tǒng)的應用進程訪問osi環(huán)境提供手段，也是唯一直接給應用進程提供各種應用服務的層次。根據(jù)分層原則，應用層向應用進程提供的服務是osi的所有層直接或間接提供服務的總和。應用層故障檢查主要包括以下幾個方面：操作系統(tǒng)的系統(tǒng)資源的運行狀況應用程序對系統(tǒng)資源的占用和調度管理方面的問題，如安全管理、用戶管理等。9.4網(wǎng)絡故障診斷的工具9.4.1軟件工具1. ip連接測試-ping2. 路由追蹤-tracert3. 路徑測試-pathping4. ip路由表-route5. 網(wǎng)絡診斷工具-netsh diagnostic6. 顯示ip地址信息-ipc

9、onfig7. 網(wǎng)卡地址及協(xié)議列表工具-getmac8. 網(wǎng)絡協(xié)議統(tǒng)計工具-netstat9.4.2硬件工具1物理線纜測試儀圖9-9 物理線纜測試儀圖 9-10 tpt-8020a測試儀2網(wǎng)絡測試儀圖9-11 安捷倫j6800a網(wǎng)絡測試儀 圖9-12 無線網(wǎng)絡測試儀3協(xié)議分析儀圖9-13 optiview integrated network analyzer9.5常見的網(wǎng)絡故障及解決方法9.5.1工作站故障 1ip地址沖突 使用tcp/ip協(xié)議的每臺計算機必須有自己獨立的ip地址，有了ip地址才能與網(wǎng)絡上的其他主機間進行通信。一般情況下，ip地址配置不正確，主要表現(xiàn)為ip地址沖突。如下幾種情

10、況可以造成ip地址沖突。 （1）用戶對tcp/ip并不了解，不知道ip地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關等參數(shù)如何設置，有時用戶不是從管理員處得到上述參數(shù)的信息，或者是用戶無意修改了這些信息。（2）管理員或用戶根據(jù)管理員提供的上述參數(shù)進行設置時，由于失誤造成參數(shù)輸錯。（3）維修調試時，維修人員使用臨時ip地址所致。（4）故意竊用他人的ip地址。 2子網(wǎng)掩碼設置不正確子網(wǎng)掩碼是一個32位地址，是與ip地址結合使用的一種技術。它的主要作用有兩個，一是用于屏蔽ip地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡標識和主機標識，并說明該ip地址是在局域網(wǎng)上，還是在遠程網(wǎng)上。二是用于將一個大的ip網(wǎng)絡劃分為若干小的子網(wǎng)絡。在同一網(wǎng)段中的計

11、算機應該具有相同的子網(wǎng)掩碼。如果子網(wǎng)掩碼不同，就算是位于同一個網(wǎng)段的計算機也不可能通。所以，如果同一網(wǎng)段的計算機之間不能通信，除了ip地址正確以外，子網(wǎng)掩碼也必須相同。3沒有安裝網(wǎng)絡協(xié)議網(wǎng)絡協(xié)議是網(wǎng)絡上所有設備之間通信規(guī)則的集合，它規(guī)定了通信時信息必須采用的格式和這些格式的意義。不同的計算機之間必須使用相同的網(wǎng)絡協(xié)議才能進行通信。在網(wǎng)絡的各層中存在著許多協(xié)議，接收方和發(fā)送方同層的協(xié)議必須一致，否則一方將無法識別另一方發(fā)出的信息。網(wǎng)絡協(xié)議使網(wǎng)絡上各種設備能夠相互交換信息。常見的協(xié)議有：tcp/ip協(xié)議、ipx/spx協(xié)議、netbeui協(xié)議等。用戶如果訪問internet，則必須在網(wǎng)絡協(xié)議中添加

12、tcp/ip協(xié)議。tcp/ip規(guī)范了網(wǎng)絡上的所有通信設備，尤其是一個主機與另一個主機之間的數(shù)據(jù)往來格式以及傳送方式。tcp/ip是internet的基礎協(xié)議，也是一種數(shù)據(jù)打包和尋址的標準方法。 4網(wǎng)關沒有設置或設置不正確 網(wǎng)關是一個網(wǎng)絡通向其他網(wǎng)絡的ip地址，要實現(xiàn)這兩個網(wǎng)絡之間的通信，必須通過網(wǎng)關。如果網(wǎng)絡a中的主機發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目的主機不在本地網(wǎng)絡中，就把數(shù)據(jù)包轉發(fā)給它自己的網(wǎng)關，再由網(wǎng)關轉發(fā)給網(wǎng)絡b的網(wǎng)關，網(wǎng)絡b的網(wǎng)關再轉發(fā)給網(wǎng)絡b的某個主機。所以，只有設置好網(wǎng)關的ip地址，tcp/ip協(xié)議才能實現(xiàn)不同網(wǎng)絡之間的相互通信。 5dns地址設置不正確 dns設置不正確，就不能對ip地址進行解析

13、，也就無法使用域名進行網(wǎng)絡訪問，而只有使用ip地址進行網(wǎng)絡訪問。如果在訪問網(wǎng)站時，在瀏覽器中輸入ip地址可以訪問某一網(wǎng)站，卻無法通過域名進行訪問，在這種情況下，首先檢查是否設置了dns地址，或確認地址是否正確？如果dns地址無問題，則可能是網(wǎng)站的dns服務器出了問題。9.5.2服務器故障 1服務器常見的故障及排除方法（1）服務被中止（2）流量問題（3）系統(tǒng)資源不足（4）服務器軟件故障（5）管理方面的問題 2服務器故障排除的基本原則1） 盡量恢復系統(tǒng)缺省配置 （1）硬件配置：去除第三方廠商備件和非標配備件。 （2）資源配置：清除cmos，恢復資源初始配置。 （3）bios，f/w，驅動程序：升級

14、最新的bios，f/w和相關驅動程序。 （4）tpl：擴展的第三方的i/o卡屬于該機型的硬件兼容列表（tpl）嗎？ 2）從基本到復雜 （1）系統(tǒng)上從個體到網(wǎng)絡：首先將存在故障的服務器獨立運行，待測試正常后再接入網(wǎng)絡運行，觀察故障現(xiàn)象變化并處理。 （2）硬件上從最小系統(tǒng)到現(xiàn)實系統(tǒng)：指從可以運行的硬件開始逐步到現(xiàn)實系統(tǒng)為止。 （3）軟件上從基本系統(tǒng)到現(xiàn)實系統(tǒng)：指從基本操作系統(tǒng)開始逐步到現(xiàn)實系統(tǒng)為止。 3） 交換對比 （1）在最大可能相同的條件下，交換操作簡單效果明顯的部件。 （2）交換nos載體，即交換軟件環(huán)境。 （3）交換硬件，即交換硬件環(huán)境。 （4）交換整機，即交換整體環(huán)境。 3服務器故障排除

15、需要收集的信息 （1）服務器信息：機器型號(p/n:)、機器序列號(s/n:)、bios版本、是否增加其它設備、硬盤如何配置（是否做陣列, 陣列級別）、安裝什么操作系統(tǒng)及版本。（2）故障信息：在post時,屏幕顯示的異常信息、服務器本身指示燈的狀態(tài)、報警聲和beep codes、nos的事件記錄文件、events log 文件。（3）確定故障類型和故障現(xiàn)象：開機無顯示、上電自檢階段故障、安裝階段故障和現(xiàn)象、操作系統(tǒng)加載失敗、系統(tǒng)運行階段故障。9.5.3交換機故障 1硬件類故障 硬件故障主要指交換機電源、背板、模塊、端口等部件的故障，可以分為以下幾類：（1）電源故障（3）模塊故障（4）背板故障（

16、5）線纜故障 從上面的幾種硬件故障來看，機房環(huán)境不佳極易導致各種硬件故障，所以在建設機房時，必須先做好防雷接地及供電電源、室內(nèi)溫度、室內(nèi)濕度、防電磁干擾、防靜電等環(huán)境的建設，為網(wǎng)絡設備的正常工作提供良好的環(huán)境。 2交換機的軟件故障 交換機的軟件故障是指系統(tǒng)及其配置上的故障，它可以分為以下幾類：（1）系統(tǒng)錯誤：交換機系統(tǒng)是硬件和軟件的結合體。在交換機內(nèi)部有一個可刷新的只讀存儲器，它保存的是這臺交換機所必需的軟件系統(tǒng)。由于設計的原因，可以會存在一些漏洞，在條件合適時，會導致交換機滿載、丟包、錯包等情況的發(fā)生。 對于此類問題，需要養(yǎng)成經(jīng)常瀏覽設備廠商網(wǎng)站的習慣，如果有新的系統(tǒng)推出或者新的補丁，請及時

17、更新。（2）配置不當：由于對交換機的性能等技術指標不熟悉可能會導致配置錯誤的出現(xiàn)。比如vlan劃分不當導致網(wǎng)絡不通，端口被錯誤地關閉，交換機和網(wǎng)卡的模式配置不匹配等原因。這類故障有時很難發(fā)現(xiàn)，如果不能確保配置的正確性，最好先恢復出廠的默認配置，然后再一步一步地配置。 在配置之前先閱讀說明書是好的習慣之一。每臺交換機都有詳細的安裝手冊、用戶手冊，深入到每類模塊都有詳細的講解。如果還有不清楚之處就需要向供應商的工程師咨詢后再做具體配置。9.5.4路由器故障 1硬故障 常見的硬故障通常表現(xiàn)在硬件上，一般有這么幾種：（1）系統(tǒng)不能正常加電：表現(xiàn)為當打開路由器的電源開關時，路由器前面板的電源燈不亮，風扇

18、不轉。這時要重點檢查電源系統(tǒng)，看供電插座是否有電，電壓是否在規(guī)定的范圍內(nèi)？如果供電正常，應該檢查電源線是否完好，接觸是否牢靠，必要時可以換一根，如果還不行，可判定問題應該出在路由器的電源上。先檢查路由器電源的保險是否完好，若燒了應該更換，若還不行只好送修。（2）部件損壞：這類情況在硬件故障中是比較常見的一類，這里的部件往往是接口卡。表現(xiàn)為當把有問題部件插到路由器中時，系統(tǒng)其他部分都工作正常，但無法正確識別有問題的部件，這時往往是因為部件本身有問題。還有一種情況，就是部件可以被正確識別，但做完正確配置后，接口就是不能正常工作，這往往是因為存在物理故障。要確認以上這兩種情況，最好用相同型號的好的部

19、件替換懷疑有問題的部件，就可以確認問題是否存在了。（3）系統(tǒng)軟件損壞：這種故障似乎應該歸入軟件故障，但由于這種情況往往是路由器本身存在的問題，且與硬件緊密相關，所以不妨把它歸類于此。以cisco的路由器為例，如果路由器開機后總是進入rmon狀態(tài)，這往往說明系統(tǒng)軟件ios存在問題，不妨將ios重新寫一遍。（4）其他：這里所要提到的是這樣一些情況，有時在對系統(tǒng)軟件進行升級時，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)無論怎樣也不能完成升級。這時不妨檢查一下所要升級的軟件的大小是否超過了路由器的nvram的容量。如果超過了，則無論如何也無法完成升級，這時應該先擴充nvram的容量，再升級系統(tǒng)軟件。 2軟故障（1）功能無法實現(xiàn)：有些時候，用戶要作某些特定的配置(如nat)，反復檢查后，確 認配置正確，可相應的功能就是實現(xiàn)不了。這時先不要懷疑設備有問題，最好先找一找系統(tǒng)軟件的版本號，并查找相關的說明，看一看所使用的軟件的版本是否支持這個功能。因為路由器的系統(tǒng)軟件往往有許多版本，每個版本支持不同的功能。如果當前的軟件版本不支持這個功能，那就應該找到相應的軟件，先進行升級。（2）網(wǎng)絡規(guī)劃存在問題：有些時候，配置似乎沒有問題，可路由器就是不能正常工作，或者工作狀態(tài)不穩(wěn)定