第9章-网络故障诊断与维护

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1、第9章 网络故障诊断与维护,本章学习目标 了解网络故障的诊断与网络维护的相关知识 掌握网络故障产生的原因，故障诊断的原理 掌握网络故障分层检查的方法 掌握网络故障诊断的常用软、硬件工具,9.1网络故障诊断概述,1网络故障诊断的目的 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的瑕疵，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。,2网络故障产生的原因 （1）物理层问题，由于物理设备相互连接失败或者硬件及线路本身引起的问题。 （2）数据链路层问题，包括网络设备接口的配置等问题。 （3）网络层问题，由于网络协议配置或操作引起的错误。 （4）传输层问题，由于性能或

2、通信拥塞引起超时等问题。 （5）应用层问题，包括操作系统、网络应用程序自身中的软件错误。,3故障排除的方法 OSI的层次结构为管理员分析和排查故障提供了非常好的组织方式。由于各层相对独立，按层排查能够有效地发现和隔离故障，因而一般使用逐层分析和排查的方法。 通常有两种逐层排查的方式，一种是从低层开始排查，适用于物理网络不够成熟稳定的情况，如组建新的网络、重新调整网络线缆、增加新的网络设备；另一种是从高层开始排查，适用于物理网络相对成熟稳定的情况，如硬件设备没有变动。无论哪种方式，最终都能达到目标，只是解决问题的效率有所差别而已。,4.一般网络故障排除的步骤 （1）确定故障的具体现象，分析造成这

3、种故障现象原因的类型。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。然后根据故障的性质和影响范围进行故障定位。 （2）收集需要的用于帮助隔离可能故障原因的信息。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。 （3）根据收集到的情况考虑可能的故障原因，排除某些故障原因。例如，根据某些资料可以排除硬件故障，把注意力放在软件原因上。 （4）根据最后的可能故障原因，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。如果一次同时考虑多个故障原因，试图返回故障原始状态就困难多了

4、。 （5）执行诊断计划，认真做好每一步测试和观察，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，直到故障现象消失。 （6）记录解决方案，确定预防措施。在问题解决以后，作为合格的管理员还需要将问题解决过程中的相关记录整合成文献，以备后用。同时，还要制定同样问题再次产生的预防措施，以主动的方式进行网络管理活动。,9.2网络故障的分类,1按网络故障的性质划分 （1）物理故障：是指设备或线路损坏、插头松动、线路受到严重电磁干扰等情况。 （2） 逻辑故障：逻辑故障中的一种常见情况就是配置错误，就是指因为网络设备的配置原因而导致的网络异常或故障。 2按网络故障的对象划分

5、（1）线路故障：线路故障最常见的情况就是线路不通， （2）路由器故障：事实上，线路故障中很多情况都涉及到路由器，因此也可以把一些线路故障归结为路由器故障。 （3）主机故障：主机故障常见的现象就是主机的配置不当。,9.3网络故障的分层检查 9.3.1物理层故障,网络物理层的故障主要是指网络设备的连接性能故障，包括网卡、交换机、集线器、路由器等。其常见的物理故障如下： 电气性能故障：主要指网络设备的端口提供的电平不正常（过高、过低），电压极性不正常。 传输模式故障：网络设备的数据传输有半双工、全双工、自适应多种模式。在数据传输过程中，可能发生模式人为设置错误，相互不匹配；或两端不能自动地建立正确的

6、传输协商机制等。,9.3.2数据链路层故障,数据链路层的功能是在相邻两结点间无差错地传送数据帧，为网络层提供服务。数据链路层互连的设备是网桥，网桥在网络互连中起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用，它用来实现多个网络系统之间的数据交换。用网桥实现数据链路层互连时，允许互联网络的数据链路层与物理层协议是相同的，也可以使不同的。,9.3.3网络层故障,在网络的运行中，经常会遇到因设备设置导致的网络错误，一般这些情况的排除没有适当的工具是很难完成的。这些常见的网络问题归结成以下几类： 错误 ：指可以导致网络的设备不能正常运行的网络问题。例如：IP地址冲突、子网掩码错误、IP地址是子网地址、IP地址是

7、子网广播地址、关键设备没有响应、DHCP服务器提供了正在使用的IP地址、丢失DHCP给出的地址。 警告 ：对网络的正常运行没有影响，但可能属于设备设置错误的网络问题。例如： 缺省路由器没有响应、IP子网的唯一设备、IPX网络唯一设备、网络中唯一使用IPX类型的设备、Proxy ARP响应本地IP 。,9.3.4传输层故障,传输层的主要功能有：提供建立、维护和拆除传输层连接；选择网络层提供合适的服务；提供端到端的错误恢复和流量控制；向会话层提供独立于网络层的传送服务和可靠的透明数据传送。 传输层故障的检查主要包括以下几个方面： 差错检查，如数据包的重发等。 通信拥塞或上层协议在网络层协议上的捆绑

8、方面。,9.3.5应用层故障,应用层是开放系统互连（OSI）环境与本地系统的操作系统和应用系统直接接口的一个层次。在功能上，应用层为本地系统的应用进程访问OSI环境提供手段，也是唯一直接给应用进程提供各种应用服务的层次。根据分层原则，应用层向应用进程提供的服务是OSI的所有层直接或间接提供服务的总和。 应用层故障检查主要包括以下几个方面： 操作系统的系统资源的运行状况 应用程序对系统资源的占用和调度 管理方面的问题，如安全管理、用户管理等。,9.4网络故障诊断的工具 9.4.1软件工具,1. IP连接测试-ping,2. 路由追踪-tracert,3. 路径测试-pathping,4. IP路

9、由表-Route,5. 网络诊断工具-netsh diagnostic,6. 显示IP地址信息-ipconfig,7. 网卡地址及协议列表工具-getmac,8. 网络协议统计工具-netstat,9.4.2硬件工具,1物理线缆测试仪,图9-9 物理线缆测试仪图 9-10 TPT-8020A测试仪,2网络测试仪,图9-11 安捷伦J6800A网络测试仪 图9-12 无线网络测试仪,3协议分析仪,图9-13 Optiview Integrated Network Analyzer,9.5常见的网络故障及解决方法,9.5.1工作站故障,1IP地址冲突 使用TCP/IP协议的每台计算机必须有自己独立

10、的IP地址，有了IP地址才能与网络上的其他主机间进行通信。一般情况下，IP地址配置不正确，主要表现为IP地址冲突。如下几种情况可以造成IP地址冲突。 （1）用户对TCP/IP并不了解，不知道IP地址、子网掩码、默认网关等参数如何设置，有时用户不是从管理员处得到上述参数的信息，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错。 （3）维修调试时，维修人员使用临时IP地址所致。 （4）故意窃用他人的IP地址。,2子网掩码设置不正确,子网掩码是一个32位地址，是与IP地址结合使用的一种技术。它的主要作用有两个，一是用于屏蔽IP地址的一部分以区

11、别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。二是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。 在同一网段中的计算机应该具有相同的子网掩码。如果子网掩码不同，就算是位于同一个网段的计算机也不可能通。所以，如果同一网段的计算机之间不能通信，除了IP地址正确以外，子网掩码也必须相同。,3没有安装网络协议,网络协议是网络上所有设备之间通信规则的集合，它规定了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义。 不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。在网络的各层中存在着许多协议，接收方和发送方同层的协议必须一致，否则一方将无法识别另一方发出的信息。网络协议使网络上各种设备能够

12、相互交换信息。常见的协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。用户如果访问INTERNET，则必须在网络协议中添加TCP/IP协议。 TCP/IP规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP是INTERNET的基础协议，也是一种数据打包和寻址的标准方法。,4网关没有设置或设置不正确 网关是一个网络通向其他网络的IP地址，要实现这两个网络之间的通信，必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。所以，

13、只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。 5DNS地址设置不正确 DNS设置不正确，就不能对IP地址进行解析，也就无法使用域名进行网络访问，而只有使用IP地址进行网络访问。如果在访问网站时，在浏览器中输入IP地址可以访问某一网站，却无法通过域名进行访问，在这种情况下，首先检查是否设置了DNS地址，或确认地址是否正确？如果DNS地址无问题，则可能是网站的DNS服务器出了问题。,9.5.2服务器故障,1服务器常见的故障及排除方法 （1）服务被中止 （2）流量问题 （3）系统资源不足 （4）服务器软件故障 （5）管理方面的问题,2服务器故障排除的基本原则 1） 尽量

14、恢复系统缺省配置 （1）硬件配置：去除第三方厂商备件和非标配备件。 （2）资源配置：清除CMOS，恢复资源初始配置。 （3）BIOS，F/W，驱动程序：升级最新的BIOS，F/W和相关驱动程序。 （4）TPL：扩展的第三方的I/O卡属于该机型的硬件兼容列表（TPL）吗？ 2）从基本到复杂 （1）系统上从个体到网络：首先将存在故障的服务器独立运行，待测试正常后再接入网络运行，观察故障现象变化并处理。 （2）硬件上从最小系统到现实系统：指从可以运行的硬件开始逐步到现实系统为止。 （3）软件上从基本系统到现实系统：指从基本操作系统开始逐步到现实系统为止。 3） 交换对比 （1）在最大可能相同的条件下

15、，交换操作简单效果明显的部件。 （2）交换NOS载体，即交换软件环境。 （3）交换硬件，即交换硬件环境。 （4）交换整机，即交换整体环境。,3服务器故障排除需要收集的信息 （1）服务器信息：机器型号(P/N:)、机器序列号(S/N:)、BIOS版本、是否增加其它设备、硬盘如何配置（是否做阵列, 阵列级别）、安装什么操作系统及版本。 （2）故障信息：在POST时,屏幕显示的异常信息、服务器本身指示灯的状态、报警声和BEEP CODES、NOS的事件记录文件、Events Log 文件。 （3）确定故障类型和故障现象：开机无显示、上电自检阶段故障、安装阶段故障和现象、操作系统加载失败、系统运行阶段

16、故障。,9.5.3交换机故障,1硬件类故障 硬件故障主要指交换机电源、背板、模块、端口等部件的故障，可以分为以下几类： （1）电源故障 （3）模块故障 （4）背板故障 （5）线缆故障 从上面的几种硬件故障来看，机房环境不佳极易导致各种硬件故障，所以在建设机房时，必须先做好防雷接地及供电电源、室内温度、室内湿度、防电磁干扰、防静电等环境的建设，为网络设备的正常工作提供良好的环境。,2交换机的软件故障 交换机的软件故障是指系统及其配置上的故障，它可以分为以下几类： （1）系统错误：交换机系统是硬件和软件的结合体。在交换机内部有一个可刷新的只读存储器，它保存的是这台交换机所必需的软件系统。由于设计的原因，可以会存在一些漏洞，在条件合适时，会导致交换机满载、丢包、错包等情况的发生。 对于此类问题，需要养成经常浏览设备厂商网站的习惯，如果有新的系统推出或者新的补丁，请及时更新。 （2）配置不当：由于对交换机的性能等技术指标不熟悉可能会导致配置错误的出现。比如VLAN划分不当导致网络不通，端口被错误地关闭，