計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障診斷與維護(hù)

1、網(wǎng)絡(luò)故障診斷與維護(hù)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)了解網(wǎng)絡(luò)故障的診斷與網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的相關(guān)知識掌握網(wǎng)絡(luò)故障產(chǎn)生的原因，故障診斷的原理掌握網(wǎng)絡(luò)故障分層檢查的方法掌握網(wǎng)絡(luò)故障診斷的常用軟、硬件工具9.1網(wǎng)絡(luò)故障診斷概述1網(wǎng)絡(luò)故障診斷的目的確定網(wǎng)絡(luò)的故障點，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的正常運行。發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和配置中的瑕疵，改善和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的性能。觀察網(wǎng)絡(luò)的運行狀況，及時預(yù)測網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。2網(wǎng)絡(luò)故障產(chǎn)生的原因（1）物理層問題，由于物理設(shè)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(luò)設(shè)備接口的配置等問題。（3）網(wǎng)絡(luò)層問題，由于網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用層問

2、題，包括操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序自身中的軟件錯誤。3故障排除的方法OSI的層次結(jié)構(gòu)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(luò)不夠成熟穩(wěn)定的情況，如組建新的網(wǎng)絡(luò)、重新調(diào)整網(wǎng)絡(luò)線纜、增加新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；另一種是從高層開始排查，適用于物理網(wǎng)絡(luò)相對成熟穩(wěn)定的情況，如硬件設(shè)備沒有變動。無論哪種方式，最終都能達(dá)到目標(biāo)，只是解決問題的效率有所差別而已。 4.一般網(wǎng)絡(luò)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(jī)不響應(yīng)客戶請求服

3、務(wù)，可能的故障原因是主機(jī)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(zhì)和影響范圍進(jìn)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(luò)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(jìn)行診斷活動，這樣可以容易恢復(fù)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(rèn)真做好每一步測試和觀察，每改變

4、一個參數(shù)都要確認(rèn)其結(jié)果。分析結(jié)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(yù)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(guān)記錄整合成文獻(xiàn)，以備后用。同時，還要制定同樣問題再次產(chǎn)生的預(yù)防措施，以主動的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理活動。 9.2網(wǎng)絡(luò)故障的分類1按網(wǎng)絡(luò)故障的性質(zhì)劃分（1）物理故障：是指設(shè)備或線路損壞、插頭松動、線路受到嚴(yán)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(luò)設(shè)備的配置原因而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)異常或故障。 2按網(wǎng)絡(luò)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(jié)為路由器故障。 （3）主機(jī)故障：主機(jī)故障常見的現(xiàn)象就是主機(jī)的配置不當(dāng)。 9.3網(wǎng)絡(luò)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(jié)點間無差錯地傳送數(shù)據(jù)幀，為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層互連的設(shè)備是網(wǎng)橋，網(wǎng)橋在網(wǎng)絡(luò)互連中起到數(shù)據(jù)接收、地址過濾與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的作用，它用來實現(xiàn)多個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。用網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層互連時，允許互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)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(luò)物理層的故障主要是指網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接性能故障，包括網(wǎng)卡、交換機(jī)、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(luò)設(shè)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(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸有半雙工、全雙工、自適應(yīng)多種模式。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，可能發(fā)生模式人為設(shè)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(jī)制等。9.3.2數(shù)據(jù)鏈路層故障9.3.3網(wǎng)絡(luò)層故障 在網(wǎng)絡(luò)的運行中，經(jīng)常會遇到因設(shè)備設(shè)置導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)錯誤，一般這些情況的排除沒有適當(dāng)?shù)墓ぞ呤呛茈y完成的。這些常見的網(wǎng)絡(luò)問題歸結(jié)成以下幾類：錯誤 ：指可以導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備不能正常運行的網(wǎng)絡(luò)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(guān)鍵設(shè)備沒有響應(yīng)、DHCP服務(wù)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(luò)的正常運行沒有影響，但可能屬于設(shè)備設(shè)置錯誤的網(wǎng)絡(luò)問題。例如： 缺省路由器沒有響應(yīng)、IP子網(wǎng)的唯一設(shè)備、IPX網(wǎng)絡(luò)唯一設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)中唯一使用IPX類型的設(shè)備、Proxy ARP響應(yīng)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(hù)和拆除傳輸層連接；選擇網(wǎng)絡(luò)層提供合適的服務(wù)；提供端到端的錯誤恢復(fù)和流量控制；向會話層提供獨立于網(wǎng)絡(luò)層的傳送服務(wù)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(luò)層協(xié)議上的捆綁方面。9.3.5應(yīng)用層故障 應(yīng)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(yīng)用系統(tǒng)直接接口的一個層次。在功能上，應(yīng)用層為本地系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)程訪問OSI環(huán)境提供手段，也是唯一直接給應(yīng)用進(jìn)程提供各種應(yīng)用服務(wù)的層次。根據(jù)分層原則，應(yīng)用層向應(yīng)用進(jìn)程提供的服務(wù)是OSI的所有層直接或間接提供服務(wù)的總和。應(yīng)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(yīng)用程序?qū)ο到y(tǒng)資源的占用和調(diào)度管理方面的問題，如安全管理、用戶管理等。9.4網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(luò)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(luò)測試儀圖9-11 安捷倫J6800A網(wǎng)絡(luò)測試儀 圖9-12 無線網(wǎng)絡(luò)測試儀3協(xié)議分析儀圖9-13 Optiview Integrated Network Analyzer9.5常見的網(wǎng)絡(luò)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(jī)必須有自己獨立的IP地址，有了IP地址才能與網(wǎng)絡(luò)上的其他主機(jī)間進(jìn)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(rèn)網(wǎng)關(guān)等參數(shù)如何設(shè)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(jìn)行設(shè)置時，由于失誤造成參數(shù)輸錯。（3）維修調(diào)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(shè)置不正確子網(wǎng)掩碼是一個32位地址，是與IP地址結(jié)合使用的一種技術(shù)。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(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識，并說明該IP地址是在局域網(wǎng)上，還是在遠(yuǎn)程網(wǎng)上。二是用于將一個大的IP網(wǎng)絡(luò)劃分為若干小的子網(wǎng)絡(luò)。在同一網(wǎng)段中的計

11、算機(jī)應(yīng)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(jī)也不可能通。所以，如果同一網(wǎng)段的計算機(jī)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(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)上所有設(shè)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(jī)之間必須使用相同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議才能進(jìn)行通信。在網(wǎng)絡(luò)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(luò)協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)上各種設(shè)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(luò)協(xié)議中添加

12、TCP/IP協(xié)議。TCP/IP規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)上的所有通信設(shè)備，尤其是一個主機(jī)與另一個主機(jī)之間的數(shù)據(jù)往來格式以及傳送方式。TCP/IP是INTERNET的基礎(chǔ)協(xié)議，也是一種數(shù)據(jù)打包和尋址的標(biāo)準(zhǔn)方法。 4網(wǎng)關(guān)沒有設(shè)置或設(shè)置不正確 網(wǎng)關(guān)是一個網(wǎng)絡(luò)通向其他網(wǎng)絡(luò)的IP地址，要實現(xiàn)這兩個網(wǎng)絡(luò)之間的通信，必須通過網(wǎng)關(guān)。如果網(wǎng)絡(luò)A中的主機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)不在本地網(wǎng)絡(luò)中，就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給它自己的網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)再轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的某個主機(jī)。所以，只有設(shè)置好網(wǎng)關(guān)的IP地址，TCP/IP協(xié)議才能實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的相互通信。 5DNS地址設(shè)置不正確 DNS設(shè)置不正確，就不能對IP地址進(jìn)行解析

13、，也就無法使用域名進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問，而只有使用IP地址進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行訪問，在這種情況下，首先檢查是否設(shè)置了DNS地址，或確認(rèn)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(wù)器出了問題。9.5.2服務(wù)器故障 1服務(wù)器常見的故障及排除方法（1）服務(wù)被中止（2）流量問題（3）系統(tǒng)資源不足（4）服務(wù)器軟件故障（5）管理方面的問題 2服務(wù)器故障排除的基本原則1） 盡量恢復(fù)系統(tǒng)缺省配置 （1）硬件配置：去除第三方廠商備件和非標(biāo)配備件。 （2）資源配置：清除CMOS，恢復(fù)資源初始配置。 （3）BIOS，F(xiàn)/W，驅(qū)動程序：升級

14、最新的BIOS，F(xiàn)/W和相關(guān)驅(qū)動程序。 （4）TPL：擴(kuò)展的第三方的I/O卡屬于該機(jī)型的硬件兼容列表（TPL）嗎？ 2）從基本到復(fù)雜 （1）系統(tǒng)上從個體到網(wǎng)絡(luò)：首先將存在故障的服務(wù)器獨立運行，待測試正常后再接入網(wǎng)絡(luò)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(jī)，即交換整體環(huán)境。 3服務(wù)器故障排除

15、需要收集的信息 （1）服務(wù)器信息：機(jī)器型號(P/N:)、機(jī)器序列號(S/N:)、BIOS版本、是否增加其它設(shè)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(wù)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(jī)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(jī)故障 1硬件類故障 硬件故障主要指交換機(jī)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(jī)房環(huán)境不佳極易導(dǎo)致各種硬件故障，所以在建設(shè)機(jī)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(shè)，為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的正常工作提供良好的環(huán)境。 2交換機(jī)的軟件故障 交換機(jī)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(jī)系統(tǒng)是硬件和軟件的結(jié)合體。在交換機(jī)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(jī)所必需的軟件系統(tǒng)。由于設(shè)計的原因，可以會存在一些漏洞，在條件合適時，會導(dǎo)致交換機(jī)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(shè)備廠商網(wǎng)站的習(xí)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(dāng)：由于對交換機(jī)的性能等技術(shù)指標(biāo)不熟悉可能會導(dǎo)致配置錯誤的出現(xiàn)。比如VLAN劃分不當(dāng)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不通，端口被錯誤地關(guān)閉，交換機(jī)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(fù)出廠的默認(rèn)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(xí)慣之一。每臺交換機(jī)都有詳細(xì)的安裝手冊、用戶手冊，深入到每類模塊都有詳細(xì)的講解。如果還有不清楚之處就需要向供應(yīng)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(dāng)打開路由器的電源開關(guān)時，路由器前面板的電源燈不亮，風(fēng)扇

18、不轉(zhuǎn)。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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(dāng)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(rèn)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(rèn)問題是否存在了。（3）系統(tǒng)軟件損壞：這種故障似乎應(yīng)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(guān)，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(jī)后總是進(jìn)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(jìn)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(yīng)該先擴(kuò)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

20、候，用戶要作某些特定的配置(如NAT)，反復(fù)檢查后，確 認(rèn)配置正確，可相應(yīng)的功能就是實現(xiàn)不了。這時先不要懷疑設(shè)備有問題，最好先找一找系統(tǒng)軟件的版本號，并查找相關(guān)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(dāng)前的軟件版本不支持這個功能，那就應(yīng)該找到相應(yīng)的軟件，先進(jìn)行升級。（2）網(wǎng)絡(luò)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，總出現(xiàn)一些莫名其妙的問題。這時先不要急著反復(fù)調(diào)試，不妨回過頭來看看用戶的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，看看是不是有問題。例如是不是有重復(fù)使用的網(wǎng)段，網(wǎng)絡(luò)掩碼的計算是否正確等等。（3）配置問題：這種問題是最常見的，就是配置的確存在問題，例如線路兩端路由器的參數(shù)不匹配或參數(shù)錯誤等等。這種情況只要認(rèn)真細(xì)致地查找，總可以解決