計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障的診斷與解決方法

第一章緒論1.1課題背景及目的從世界范圍來看，軍事網(wǎng)的管理和故障診斷技術(shù)經(jīng)過了一段時間的發(fā)展，目前由低至高，由低至高，由低至精。從中心向分散發(fā)展。如何使故障的科學(xué)、規(guī)范化成為制約網(wǎng)絡(luò)持續(xù)、高速、健康發(fā)展的重要課題。美國陸軍《2010年聯(lián)合構(gòu)想》第一次將通訊故障管理列為四大基本原則，即主宰機(jī)動、精確打擊、全維防護(hù)。在民間，IBM是一個典型的科研組織。他在二零零一年四月，宣告執(zhí)行利薩項目。這個計劃的目的是要發(fā)展一種類似于“蜥蜴”一樣靈敏、警覺、反應(yīng)迅速、具有強(qiáng)大的自衛(wèi)功能的電腦。IBM將會在今后幾年內(nèi)累積投資數(shù)百億美元，在世界各地設(shè)立5個試驗室，讓數(shù)以百計的研究和研究專家和專家參與到服務(wù)器的自動操作中去。該智能的將來計算機(jī)擁有高度敏感的安全性警覺設(shè)計，高度平衡負(fù)載功能，易于管理，并能夠積極地考慮和計劃，以滿足互聯(lián)網(wǎng)和新世紀(jì)的發(fā)展趨勢。微軟，惠普，Sun,Oracle,Intel等公司都參與了這項技術(shù)的研發(fā)。1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由計算機(jī)集合加通信設(shè)施組成的系統(tǒng)，即利用各種通信手段，它通過不同的通訊方式，將分散的計算機(jī)連接起來，實現(xiàn)彼此之間的通訊，共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)。根據(jù)計算機(jī)的分布，計算機(jī)一般可劃分成LAN和WAN。網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面很窄，從幾千米到幾十千米不等。網(wǎng)絡(luò)的地域分布廣泛，如校園，城市之間，甚至全球。隨著計算機(jī)的不斷發(fā)展，不同的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方式也越來越多。通過統(tǒng)一的協(xié)議，可以方便地進(jìn)行多個網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。互聯(lián)網(wǎng)正是通過這樣的方法來實現(xiàn)各個網(wǎng)絡(luò)的連接。互聯(lián)網(wǎng)以TCP/IP為通訊協(xié)定，把全球計算機(jī)網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來，是目前全球最大、最受歡迎的國際互聯(lián)網(wǎng)。1.3常見計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障分類及影響在互聯(lián)網(wǎng)故障診斷中應(yīng)當(dāng)達(dá)到以下三個目標(biāo)：確定了節(jié)點，使整個系統(tǒng)能夠正常工作；找出網(wǎng)絡(luò)計劃與組態(tài)中的不足，并改進(jìn)及最佳網(wǎng)絡(luò)效能；實時監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對網(wǎng)絡(luò)通訊品質(zhì)進(jìn)行實時預(yù)報。網(wǎng)絡(luò)故障診斷是基于網(wǎng)絡(luò)原理，網(wǎng)絡(luò)配置和網(wǎng)絡(luò)操作的。從故障的角度，通過網(wǎng)絡(luò)的故障檢測，得到了故障的診斷，找到了故障的原因。將故障故障清除，使整個系統(tǒng)重新工作。一般情況下，在網(wǎng)絡(luò)故障中，存在著一些物理裝置之間的互連故障，或是硬件和線自身的故障；介紹了一種基于數(shù)據(jù)鏈的網(wǎng)絡(luò)裝置的界面結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)協(xié)定組態(tài)或運(yùn)作的問題；在傳送層中，存在著器件的特性或通訊阻塞問題；第三級的CISCOIOS或者是Web應(yīng)用軟件的一個bug。對一個故障進(jìn)行故障診斷的流程應(yīng)當(dāng)從實體層面沿OSI7級模式進(jìn)行。首先是對實體層面進(jìn)行檢測，再對資料鏈接進(jìn)行檢測，以此來找出通訊失效的故障節(jié)點。直至整個體系通訊都是正確的。1.4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障類型1.4.1線路故障在日常的網(wǎng)絡(luò)維修中，故障的頻率很高，大約有70%的故障發(fā)生。故障線一般包含有電線受損和有較強(qiáng)的EMI。檢查方式：在很短的距離上，最容易的辦法就是將網(wǎng)線的一端連接到RJ45的插槽中，在RJ45的插槽中，再把其他的連接到指定的HUB接口上。通過連接和關(guān)閉來判定。若導(dǎo)線稍微較大，或是網(wǎng)線難以移動，則使用測力儀進(jìn)行檢測。若有較大的線路，例如郵政、電信等，則須告知供貨商，以便確認(rèn)線路中途中斷。針對有無重大EMI的檢查，我們可以使用具有較高屏蔽強(qiáng)度的屏蔽線來進(jìn)行通訊試驗，若通訊良好，說明有EMI。應(yīng)避免接觸具有強(qiáng)烈電磁場的物體，例如：高壓線路。若仍不正確，應(yīng)該將故障線剔除，并將其它因素考慮在內(nèi)。1.4.2端口故障故障埠一般包含了一個松開的插座和它自身的一個實體故障。檢查法：這種故障一般會對與它有聯(lián)系的其它裝置的信號產(chǎn)生干擾。由于信號很容易辨認(rèn)，可以根據(jù)信號的情況來推斷故障的情況，以及可能的成因。也可以試試其他的埠，看看是否可以正常的連線。1.4.3集線器或路由器故障這里的中心或路由器故障是指在實體上受到破壞，使網(wǎng)絡(luò)癱瘓。檢查方式：一般最簡單的辦法就是取代分選，用通訊良好的網(wǎng)絡(luò)和主設(shè)備將中心(或路由器)與之相連，如果通訊良好，則中心或路由器都是正確的；不然重新切換中心埠檢查是否為故障或中心(或路由器)的故障；通常，中心(或路由器)上的燈也會顯示故障信號，通常的接口應(yīng)該是綠色的。如果無法進(jìn)行正確的通訊，可以認(rèn)為是中心或故障。1.4.4主機(jī)物理故障而對于網(wǎng)絡(luò)卡故障來說，作者也將其歸入到了主設(shè)備的物理故障中，由于大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)卡都是安裝在主設(shè)備中，通過主設(shè)備來實現(xiàn)設(shè)備的組態(tài)和通訊。也就是說，它可以被視為一個網(wǎng)絡(luò)的終端。這種故障一般包含了網(wǎng)絡(luò)卡片的松弛、網(wǎng)絡(luò)卡片的故障、主機(jī)的網(wǎng)卡插口故障以及主機(jī)自身故障。排除方式：主機(jī)自身故障就不多說了，在此僅談到主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)不能兼容的問題。針對網(wǎng)卡松動、網(wǎng)卡卡的故障卡的最佳方案是換卡。如果在網(wǎng)絡(luò)卡的物理故障狀態(tài)下，如果上面的改變不了問題，那么就將它放到其它運(yùn)行良好的主機(jī)上進(jìn)行測試，如果仍然不能使用的話?？梢哉J(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)卡的實體損傷，只要把它替換掉就行了。第二章常見計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障的判斷2.1解決計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障的意義世界互聯(lián)網(wǎng)在本世紀(jì)初迅速發(fā)展。把握機(jī)會，應(yīng)對新的挑戰(zhàn)，我國的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展正在蓬勃發(fā)展。互聯(lián)網(wǎng)接入項目正式啟動，新一輪的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)熱潮已然來臨。網(wǎng)絡(luò)故障是管理和使用網(wǎng)絡(luò)，充分利用網(wǎng)絡(luò)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源的關(guān)鍵技術(shù)。文章首先簡要地闡述了網(wǎng)絡(luò)與路由器的基本原理，并對分級診斷技術(shù)作了簡要的闡述，并對不同類型的路由器的故障進(jìn)行了探討，并對互聯(lián)網(wǎng)中連接的故障故障進(jìn)行了總結(jié)。2.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障判斷步驟每塊網(wǎng)卡都帶有LED指示燈，位通常位于主機(jī)后部，綠色代表連接正確，有些綠燈和紅燈同時顯示，紅色代表故障，不亮代表無連接或線路不通。表示燈光會隨著資料傳輸量的變化而變得忽明忽暗。一般不傳輸資料時，網(wǎng)絡(luò)卡上的指示器會發(fā)光，傳輸資料時會比較緩慢?？焖俚拈W動。②將計算機(jī)與其它網(wǎng)線裝置的跳線，網(wǎng)線是否正常。一般情況下，網(wǎng)絡(luò)連接線內(nèi)部斷裂、雙絞線、RJ-45晶體頭部的不佳觸點?？梢酝ㄟ^測量來探測。③檢查兩側(cè)RJ-45接頭的位置。④資訊輸出端有無故障。2.2.1故障的性能連接故障一般有下列情形：計算機(jī)不能在伺服器上登陸；②計算機(jī)不能在網(wǎng)絡(luò)上使用網(wǎng)絡(luò)；③計算機(jī)在“網(wǎng)上鄰居”里，除了自己以外，沒有其它計算機(jī)，因此，計算機(jī)也就沒有了共享的信息，也就沒有了其它計算機(jī)的打印機(jī)；④計算機(jī)不能在網(wǎng)上進(jìn)行其它計算機(jī)的訪問；⑤某些計算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)上的運(yùn)轉(zhuǎn)非常遲鈍。第三章常見計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障的解決方法3.1解決網(wǎng)絡(luò)故障的理論基礎(chǔ)基本原理3.1.1國際標(biāo)準(zhǔn)化組織iso的開放系統(tǒng)互連參考模型物理層：物理層面是基準(zhǔn)模式中的最底層。這一層次是通過將多個節(jié)點與裝置相連而形成的網(wǎng)絡(luò)通訊的數(shù)據(jù)傳送媒介。它的主要作用是：通過傳送媒體實現(xiàn)對數(shù)據(jù)鏈的物理鏈接，完成對數(shù)據(jù)的傳送和錯誤的監(jiān)測，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的透明傳遞。它的主要作用是：利用物理層所提供的業(yè)務(wù)，在各實體之間進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路的鏈接，以“幀”為單元進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，并利用錯誤的數(shù)據(jù)和流量的控制技術(shù)，將錯誤的物理電路轉(zhuǎn)換為沒有錯誤的數(shù)據(jù)鏈路。layer)是第三層次的基準(zhǔn)模式。其基本特征是：為節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳送建立一個邏輯鏈接，該方法利用路由算法對數(shù)據(jù)包進(jìn)行優(yōu)化，使數(shù)據(jù)包能夠在通信子網(wǎng)絡(luò)中找到最佳的傳輸通路，從而達(dá)到擁塞控制和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等作用。layer)是第四層次的基準(zhǔn)模式。它的首要作用是為使用者提供一個能夠解決數(shù)據(jù)包錯誤、包順序和其它重要的傳送問題的終端到終端的服務(wù)。由于傳送層將底層資料通訊的詳細(xì)資料隱藏在上層，所以傳送層是計算機(jī)通訊架構(gòu)的核心。layer)是第五層次的基準(zhǔn)模式。它的主要作用是：承擔(dān)維擴(kuò)節(jié)點與節(jié)點的通信連接，保證節(jié)點對節(jié)點的通信不會被打斷，并實現(xiàn)對節(jié)點的數(shù)據(jù)交換。顯示層次：代表層是參照模式的第六層次。其主要作用有：對兩種通訊系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、加密解密、數(shù)據(jù)壓縮和還原等方面進(jìn)行處理。申請層次：應(yīng)用程序?qū)哟问菂⒄漳Ｊ降捻攲?。它的主要作用是：為各種應(yīng)用程序提供大量的服務(wù)，例如：文件服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)，電子郵件和其它的網(wǎng)絡(luò)軟件服務(wù)。3.1.2網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議常用的三個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中，各個工作站能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，都是因為有了這個協(xié)定。在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中，各種通訊手段層出不窮。要保證通訊順利、穩(wěn)定，各主機(jī)之間應(yīng)采用統(tǒng)一的語言，不得有任何方言。很多協(xié)定都被發(fā)展出來了，但仍然保持著。這些協(xié)定被取消的因素很多，比如設(shè)計很差，實現(xiàn)很差，或者缺少支撐。這些被保存的協(xié)定經(jīng)過了歲月的檢驗，變成了一種高效的交流方式。目前LAN中最常用的三種是MICROSOFT的NETBEUI、NOVELLIPX/SPX以及TCP/IP等。3.1.3CISCO路由器和交換機(jī)計算機(jī)輔助診斷是一項綜合技術(shù)，它涵蓋了多個領(lǐng)域。為了便于下文的論述，我們將從一個簡單的介紹互聯(lián)網(wǎng)和路由器的基礎(chǔ)知識開始。計算機(jī)網(wǎng)是一個以計算機(jī)為基礎(chǔ)的集和通訊設(shè)備構(gòu)成的體系，它通過多種通訊方式，將分散在不同地域的基站連接起來，以實現(xiàn)彼此之間的通訊，并共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)。根據(jù)計算機(jī)的分布，計算機(jī)一般可以劃分成LAN和WAN。網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面很窄，從幾千米到幾十千米不等。網(wǎng)絡(luò)的地域分布廣泛，如校園，城市之間，甚至全球。隨著計算機(jī)的不斷發(fā)展，不同的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方式也越來越多。通過統(tǒng)一的協(xié)議，可以方便地進(jìn)行多個網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。互聯(lián)網(wǎng)正是通過這樣的方法來實現(xiàn)各個網(wǎng)絡(luò)的連接?；ヂ?lián)網(wǎng)以TCP/IP為通訊協(xié)定，把全球計算機(jī)網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來，是目前全球最大、最受歡迎的國際互聯(lián)網(wǎng)。2.為實現(xiàn)計算機(jī)間的通訊，每個計算機(jī)互聯(lián)的函數(shù)被分為一個確定的層級，指定同層進(jìn)程的通訊協(xié)定以及鄰近層間的接口與業(yè)務(wù)，將這些層、層進(jìn)程通訊的協(xié)定以及鄰近層間的介面稱為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系中，以O(shè)SI為代表的開放式系統(tǒng)互聯(lián)基準(zhǔn)模式(OSI)為中心。網(wǎng)絡(luò)的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、展示層、應(yīng)用層。3.TCP/IP(TCP/IP)是一種由TCP/IP組成的網(wǎng)際連接協(xié)定。IP是由美國ARPANET網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來，目前已經(jīng)是國際互聯(lián)網(wǎng)上通用的通訊協(xié)定。TCP/IP可以讓計算機(jī)在不同的OS下進(jìn)行有序的數(shù)據(jù)交互。3.2網(wǎng)絡(luò)故障分層診斷技術(shù)實體層面和它的診斷。作為OSI層次結(jié)構(gòu)的底層，物理層基于通訊介質(zhì)，通過物理連接來完成系統(tǒng)與通訊介質(zhì)的物理連接，并使各數(shù)據(jù)鏈接的實體能夠進(jìn)行透明的傳送。為建立，維護(hù)和拆除計算機(jī)和web的實體聯(lián)系提供一個業(yè)務(wù)。物理層面故障的重點在于設(shè)備的物理接線方法和線路的接線是否合適；儀器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行情況是否符合要求.判斷路由器端口的實際連線狀態(tài)的最好方式就是用顯示interface指令來查看各個端口狀態(tài)、說明畫面的輸出、端口狀態(tài)、協(xié)議建立狀態(tài)以及EIA狀態(tài)。DatabaseLine層次和它的診斷。在不需要理解實體結(jié)構(gòu)特性的情況下，就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的可靠傳遞。在鏈路層次上，對經(jīng)過鏈接的資料進(jìn)行封裝和解包，錯誤檢測和糾正，以及協(xié)同媒體。在資料鏈路層次進(jìn)行資料傳送前，協(xié)定著重于構(gòu)架與同步裝置。在進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈接的查詢與清除時，必須先查看路由器的組態(tài)，并檢查共用的共用資料鏈路圖。每個界面都要和其它與之通訊的裝置一樣包裝。請檢查它的包裝，并看看它的組態(tài)，或是用show指令來看看對應(yīng)介面的包裝。3.2.1硬件診斷串口故障排除。當(dāng)串行連接問題發(fā)生時，要想消除串行故障，通常先從顯示interfaceserial命令入手，然后對其顯示的報表進(jìn)行解析，從而發(fā)現(xiàn)問題的根源。這個界面和線協(xié)定的狀況由串行報表的開頭所示。各種界面和線路協(xié)議可以采用如下方式：1)串口運(yùn)行，線路協(xié)議運(yùn)行，這是一個完整的運(yùn)行狀態(tài)。這個串行和線協(xié)定被初始化，并且有一個協(xié)定的生存資訊被進(jìn)行了交流。2)串口操作，線路協(xié)議關(guān)閉，該顯示器指示該路由器與一個裝置相連，該裝置具有一個載波探測訊號，表示該載波訊號存在于該本地及該遙控器之間，但該通訊裝置并未適當(dāng)?shù)貙⒃撨B接上的協(xié)議生存資訊進(jìn)行交換。當(dāng)路由器配置問題，調(diào)制解調(diào)器操作問題，租用線路干擾或者遠(yuǎn)端路由器故障問題，以及數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的時鐘問題，當(dāng)兩條數(shù)據(jù)鏈連在不同的子網(wǎng)中時，就會產(chǎn)生這種情況。3)斷開串行和線規(guī)約，可以是通信系統(tǒng)的故障，電纜故障，或modem故障。4)當(dāng)界面組態(tài)中的shutdown指令被鍵入時，串端口管理斷開和線協(xié)定斷開。鍵入“非”指令來開啟“控制”。當(dāng)一個界面和一個線協(xié)議同時工作時，盡管串口鏈路已經(jīng)有了基礎(chǔ)的通訊，但是，由于包的缺失和數(shù)據(jù)包的問題，還是有很多的故障問題。在一般的通訊中，界面的輸入包和輸出封不會遺失，或損失很少，并且沒有增大。當(dāng)數(shù)據(jù)包的損失規(guī)律地增大時，說明這個界面上的通訊流量超出了它所能承受的范圍。要想得到更大的功率，就必須提高電力系統(tǒng)的能力。尋找其它原因造成的數(shù)據(jù)包遺失，檢查顯示interfaceserial指令的輸出報表中的輸入和輸出維持排隊的狀況。如果在保留排隊時，可以將數(shù)據(jù)分組的數(shù)目提高到最大的容許范圍。3.2.2以太接口故障排除以太界面常見的故障問題包括：過度地占用帶寬、經(jīng)常發(fā)生的沖突和不相容的幀。通過showinterfaceethernet指令，您可以看到接口的吞吐量，沖突，包丟失，以及相關(guān)的幀類型，等等。1)網(wǎng)絡(luò)的使用可以由觀察該界面的吞吐量來探測。在較高比例的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力會出現(xiàn)惡化。光纖網(wǎng)向以太網(wǎng)區(qū)的數(shù)據(jù)包將會導(dǎo)致以太端口被吞噬。在因特網(wǎng)出現(xiàn)這樣的狀況時，可以采取一些方法來最優(yōu)界面，也就是在以太界面上使用非IP緩存指令，禁止快速變換，以及調(diào)節(jié)緩沖和維持排隊。2)當(dāng)兩個界面都嘗試向以太線發(fā)送數(shù)據(jù)分組時，會出現(xiàn)碰撞。在以太網(wǎng)上，需要的沖突數(shù)量非常小，而對于不同的網(wǎng)絡(luò)需求也會有差異，通常會有3-5次的沖突發(fā)生時，需要找到?jīng)_突的根源。碰撞會導(dǎo)致?lián)頂D，碰撞往往是因為電纜鋪設(shè)過長，過度使用或者“聾”。以太網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)和布線方式應(yīng)該充分考慮，如果采用過多的布線會導(dǎo)致更多的矛盾。第四章網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)4.1包過濾技術(shù)分組過濾技術(shù)是一種以路由為基礎(chǔ)的技術(shù)，它是通過對分組的目標(biāo)地址、源地址和端口號碼等進(jìn)行篩選，然后再對分組進(jìn)行分組篩選。在此基礎(chǔ)上，封包過濾技術(shù)無法對報文中的用戶及檔案進(jìn)行鑒別，僅對整個網(wǎng)絡(luò)起到一定的防護(hù)作用。通常情況下，數(shù)據(jù)包的篩選需要兩張網(wǎng)絡(luò)卡片，其中一張是公共網(wǎng)絡(luò)，另一張是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。從而達(dá)到了在線通訊的雙向、即時的雙重監(jiān)控。包過濾技術(shù)的優(yōu)勢在于其運(yùn)算速率高，且與實際應(yīng)用無關(guān)，但是它僅能夠根據(jù)已有的信息包篩選的安全性準(zhǔn)則來執(zhí)行，而對特定的特定協(xié)議中所需要的服務(wù)的各個部分進(jìn)行單獨的處理，也就是說，它只是對特定的業(yè)務(wù)進(jìn)行了機(jī)械的許可或者否決。并且無法對特定的業(yè)務(wù)進(jìn)行管理。所以，當(dāng)某些服務(wù)從非安全性的服務(wù)器上發(fā)出時，僅僅依賴數(shù)據(jù)包的過濾是無法有效地保護(hù)局域網(wǎng)的。4.2代理服務(wù)技術(shù)代理服務(wù)器也被稱作是一個程序級防火墻，代理防火墻或者是一個程序入口，它通常用于一個特殊的程序。它既可以了解數(shù)據(jù)包頭，也可以了解其自身的內(nèi)容。在一個遠(yuǎn)距離使用者與一個執(zhí)行Agent服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)連結(jié)時，該網(wǎng)絡(luò)上的Agent伺服器會立即建