论文《网络故障诊断》

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET. 毕 业 论 文论文课题：网络故故障诊断断 姓 名：胡胡首元 专业名称：计算机机网络与与应用 班 级：WW05008 学 号：110300508840 指导老师： 仙桃职业技技术学院院2008年年5月112日目 录1摘要 32引言 333 网络与与路由器器概述 4 4 网络故故障诊断断概述 6 5 分层诊诊断技术术 885.1物理理层及其其诊断基基本概念念介绍85.2数据据链路层层及其诊诊断 85.3网络络层及其其诊断86路由器接接口故障障排除 996.1串

2、口口故障排排除96.2以太太接口故故障排除除96.3异步步通信口口故障排排除 107 结语 11参考文献 11摘要：绍 HYPERLINK /network/ 网网络及路路由器的的基本概概念，简简述网络络分层诊诊断技术术，结合合讨论路路由器各各种接口口的诊断断，综述述互联网网络连通通性故障障的排除除。关键词：网网络 互互联网 路由器器 故障障诊断引言世纪之交，全全球因特特网高速速发展。抓抓住机遇遇，迎接接挑战，我我国的网网络建设设方兴未未艾。政政府上网网工程拉拉开序幕幕，网络络建设的的新高潮潮已经到到来。网网络诊断断是管好好、用好好网络，使使网络发发挥最大大作用的的重要技技术工作作之一。本本文

3、首先先简单介介绍网络络及路由由器的基基本概念念，简述述分层诊诊断技术术，结合合讨论路路由器各各种接口口的诊断断，综述述互联网网络连通通性故障障的排除除。二 网络络与路由由器概述述三网络与与路由器器概述网络诊断是是一门综综合性技技术，涉涉及网络络技术的的方方面面面。为为方便下下面的讨讨论，首首先简单单回顾一一下网络络和路由由器的基基本概念念。1计算机机网络是是由计算算机集合合加通信信设施组组成的系系统，即即利用各各种通信信手段，把把地理上上分散的的计算机机连在一一起，达达到相互互通信而而且共享享软件、硬硬件和数数据等资资源的系系统。计计算机网网络按其其计算机机分布范范围通常常被分为为局域网网和广

4、域域网。局局域网覆覆盖地理理范围较较小，一一般在数数米到数数十公里里之间。广广域网覆覆盖地理理范围较较大，如如校园、城城市之间间、乃至至全球。计计算机网网络的发发展，导导致网络络之间各各种形式式的连接接。采用用统一协协议实现现不同网网络的互互连，使使互联网网络很容容易得到到扩展。因因特网就就是用这这种方式式完成网网络之间间联结的的网络。因因特网采采用TCCP/IIP协议议作为通通信协议议，将世世界范围围内计算算机网络络连接在在一起，成成为当今今世界最最大的和和最流行行的国际际性网络络。2 .为了了完成计计算机间间的通信信，把每每部计算算机互连连的功能能划分成成定义明明确的层层次，规规定了同同层

5、进程程通信的的协议及及相邻层层之间的的接口和和服务，将将这些层层、同层层进程通通信的协协议及相相邻层之之间的接接口统称称为网络络体系结结构。国国际标准准化组织织（ISSO）提提出的开开放系统统互连参参考模型型（OSSI）是是当代计计算机网网络技术术体系的的核心。该该模型将将网络功功能划分分为7个个层次：物理层层、数据据链路层层、网络络层、传传输层、会会话层、表表示层和和应用层层。3 .TCCP/IIP即传传输控制制协议和和网间互互联协议议是一组组网络协协议。TTCP/IP起起源于美美国ARRPANNET网网，发展展至今已已成为因因特网使使用的标标准通信信协议。使使用TCCP/IIP能够够使采用

6、用不同操操作系统统的计算算机以有有序的方方式交换换数据。4 .路由由器是一一种网络络设备，是是用于网网络连接接、执行行路由选选择任务务的专用用计算机机。路由由器工作作于网络络层，对对信包转转发，并并具有过过滤功能能。路由由器能够够将使用用不同技技术的两两个网络络互连起起来，能能够在多多种类型型的网络络之间（局局域网或或广域网网）建立立网络连连接。它它将处在在七层模模型中的的网络层层的信息息，根据据最快、最最直接的的路由原原理从一一个网络络的网络络层传输输到另一一个网络络的网络络层，以以达到最最佳路由由选择。同同时在内内部使用用高档微微处理器器，用高高速的内内部总线线连接适适合各种种网络协协议的

7、接接口卡。并并具有多多种网管管功能，能能监视与与路由器器相连接接的一些些网络设设备和它它们的配配置运行行情况。5 .CIISCOO路由器器是目前前网络建建设中使使用最多多的一种种路由器器，有多多种档次次、多种种系列，目目前常用用的当属属25000系列列，本文文以25500系系列为例例讨论。225000系列路路由器是是固定接接口的多多协议路路由器，支支持CIISCOO IOOS全部部功能。根根据特定定的协议议环境分分为以下下四种类类型：固固定配置置的路由由器（225011）、带带HUBB口的路路由器（225077）、摸摸块化的的路由器器（25514）和和访问服服务器（225111）。它它们结构构

8、简单、操操作方便便、易于于配置和和管理，是是一种用用于小规规模局域域网和广广域网网网络层中中继的路路由设备备。6CISSCO IOSS是CIISCOO所特有有的互连连网操作作系统，所所有的CCISCCO产品品都运行行IOSS，IOOS将它它们无缝缝连接在在一起协协同工作作。给用用户提供供一个可可支持任任意硬件件界面、任任意链路路层、网网络层协协议的可可扩展的的开放型型网络。IIOS支支持众多多的协议议，包括括各种网网络通信信协议和和路由协协议等。CCISCCO IIOS已已成为工工业界网网际网互互联的事事实标准准。CIISCOO IOOS提供供几种不不同的操操作模式式，每一一种模式式提供一一组

9、相关关的命令令集、不不同的操操作权限限和操作作功能。基基于安全全目的，CISCOO用户界界面中有有两级访访问权限限：用户户级和特特权级。第第一级访访问允许许查看路路由状态态，叫做做用户EEXECC模式，又又称为查查看模式式；第二二级访问问允许查查看路由由器配置置、修改改配置和和运行调调试命令令，叫做做特权EEXECC模式，又又称为配配置模式式。在特特权级中中，按不不同的配配置内容容，可进进入不同同的配置置模式，如如全球配配置模式式、接口口配置模模式、线线配置模模式等。四网络诊诊断故障障概述网络故障诊诊断应该该实现三三方面的的目的：确定网网络的故故障点，恢恢复网络络的正常常运行；发现网网络规划划

10、和配置置中欠佳佳之处，改改善和优优化网络络的性能能；观察察网络的的运行状状况，及及时预测测网络通通信质量量。网络故障诊诊断以网网络原理理、网络络配置和和网络运运行的知知识为基基础。从从故障现现象出发发，以网网络诊断断工具为为手段获获取诊断断信息，确确定网络络故障点点，查找找问题的的根源，排排除故障障，恢复复网络正正常运行行。网络故障通通常有以以下几种种可能：物理层层中物理理设备相相互连接接失败或或者硬件件及线路路本身的的问题；数据链链路层的的网络设设备的接接口配置置问题；网络层层网络协协议配置置或操作作错误；传输层层的设备备性能或或通信拥拥塞问题题；上三三层CIISCOO IOOS或网网络应用

11、用程序错错误。诊诊断网络络故障的的过程应应该沿着着OSII七层模模型从物物理层开开始向上上进行。首首先检查查物理层层，然后后检查数数据链路路层，以以此类推推，设法法确定通通信失败败的故障障点，直直到系统统通信正正常为止止。网络诊断可可以使用用包括局局域网或或广域网网分析仪仪在内的的多种工工具：路路由器诊诊断命令令；网络络管理工工具和其其它故障障诊断工工具。CCISCCO提供供的工具具足以胜胜任排除除绝大多多数网络络故障。查查看路由由表，是是解决网网络故障障开始的的好地方方。ICCMP的的pinng、ttracce命令令和Ciiscoo的shhow命命令、ddebuug命令令是获取取故障诊诊断有

12、用用信息的的网络工工具。我我们通常常使用一一个或多多个命令令收集相相应的信信息，在在给定情情况下，确确定使用用什么命命令获取取所需要要的信息息。譬如如，通过过IP协协议来测测定设备备是否可可达到的的常用方方法是使使用piing命命令。ppingg从源点点向目标标发出IICMPP信息包包，如果果成功的的话，返返回的ppingg信息包包就证实实从源点点到目标标之间所所有物理理层、数数据链路路层和网网罗层的的功能都都运行正正常。如如何在互互联网络络运行后后了解它它的信息息，了解解网络是是否正常常运行，监监视和了了解网络络在正常常条件下下运行细细节，了了解出现现故障的的情况。监监视那些些内容呢呢？利用

13、用shoow iinteerfaace命命令可以以非常容容易地获获得待检检查的每每个接口口的信息息。另外外shoow bbufffer命命令提供供定期显显示缓冲冲区大小小、用途途及使用用状况等等。Shhow prooc命令令和 sshoww prroc memm命令可可用于跟跟踪处理理器和内内存的使使用情况况，可以以定期收收集这些些数据，在在故障出出现时，用用于诊断断参考。网络故障以以某种症症状表现现出来，故故障症状状包括一一般性的的（象用用户不能能接入某某个服务务器）和和较特殊殊的（如如路由器器不在路路由表中中）。对对每一个个症状使使用特定定的故障障诊断工工具和方方法都能能查找出出一个或或多

14、个故故障原因因。一般般故障排排除模式式如下：第一步步，当分分析网络络故障时时，首先先要清楚楚故障现现象。应应该详细细说明故故障的症症侯和潜潜在的原原因。为为此，要要确定故故障的具具体现象象，然后后确定造造成这种种故障现现象的原原因的类类型。例例如，主主机不响响应客户户请求服服务。可可能的故故障原因因是主机机配置问问题、接接口卡故故障或路路由器配配置命令令丢失等等。第二二步，收收集需要要的用于于帮助隔隔离可能能故障原原因的信信息。向向用户、网网络管理理员、管管理者和和其他关关键人物物提一些些和故障障有关的的问题。广广泛的从从网络管管理系统统、协议议分析跟跟踪、路路由器诊诊断命令令的输出出报告或或

15、软件说说明书中中收集有有用的信信息。第第三步，根根据收集集到的情情况考虑虑可能的的故障原原因。可可以根据据有关情情况排除除某些故故障原因因。例如如，根据据某些资资料可以以排除硬硬件故障障，把注注意力放放软件原原因上。对对于任何何机会都应该设设法减少少可能的的故障原原因，以以至于尽尽快的策策划出有有效的故故障诊断断计划。第第四步，根根据最后后的可能能的故障障原因，建建立一个个诊断计计划。开开始仅用用一个最最可能的的故障原原因进行行诊断活活动，这这样可以以容易恢恢复到故故障的原原始状态态。如果果一次同同时考虑虑一个以以上的故故障原因因，试图图返回故故障原始始状态就就困难的的多了。第第五步，执执行诊

16、断断计划，认认真做好好每一步步测试和和观察，直直到故障障症状消消失。第第六步，每每改变一一个参数数都要确确认其结结果。分分析结果果确定问问题是否否解决，如如果没有有解决，继继续下去去，直到到解决。五网络故故障分层层诊断技技术1 物理理层及其其诊断物理层是OOSI分分层结构构体系中中最基础础的一层层，它建建立在通通信媒体体的基础础上，实实现系统统和通信信媒体的的物理接接口，为为数据链链路实体体之间进进行透明明传输，为为建立、保保持和拆拆除计算算机和网网络之间间的物理理连接提提供服务务。物理层的故故障主要要表现在在设备的的物理连连接方式式是否恰恰当；连连接电缆缆是否正正确；MMODEEM、CCSU

17、/DSUU等设备备的配置置及操作作是否正正确。确定路由器器端口物物理连接接是否完完好的最最佳方法法是使用用shoow iinteerfaace命命令，检检查每个个端口的的状态，解解释屏幕幕输出信信息，查查看端口口状态、协协议建立立状态和和EIAA状态。2 数据据链路层层及其诊诊断数据链路层层的主要要任务是是使网络络层无须须了解物物理层的的特征而而获得可可靠的传传输。数数据链路路层为通通过链路路层的数数据进行行打包和和解包、差差错检测测和一定定的校正正能力，并并协调共共享介质质。在数数据链路路层交换换数据之之前，协协议关注注的是形形成帧和和同步设设备。查找和排除除数据链链路层的的故障，需需要查看

18、看路由器器的配置置，检查查连接端端口的共共享同一一数据链链路层的的封装情情况。每每对接口口要和与与其通信信的其他他设备有有相同的的封装。通通过查看看路由器器的配置置检查其其封装，或或者使用用shoow命令令查看相相应接口口的封装装情况。3 网络络层及其其诊断网络层提供供建立、保保持和释释放网络络层连接接的手段段，包括括路由选选择、流流量控制制、传输输确认、中中断、差差错及故故障恢复复等。排除网络层层故障的的基本方方法是：沿着从从源到目目标的路路径，查查看路由由器路由由表，同同时检查查路由器器接口的的IP地地址。如如果路由由没有在在路由表表中出现现，应该该通过检检查来确确定是否否已经输输入适当当

19、的静态态路由、默默认路由由或者动动态路由由。然后后手工配配置一些些丢失的的路由，或或者排除除一些动动态路由由选择过过程的故故障，包包括RIIP或者者IGRRP路由由协议出出现的故故障。例例如，对对于IGGRP路路由选择择信息只只在同一一自治系系统号（AAS）的的系统之之间交换换数据，查查看路由由器配置置的自治治系统号号的匹配配情况。六路由器器接口故故障排除除1 串口口故障排排除串口出现连连通性问问题时，为为了排除除串口故故障，一一般是从从shoow iinteerfaace serriall命令开开始，分分析它的的屏幕输输出报告告内容，找找出问题题之所在在。串口口报告的的开始提提供了该该接口状

20、状态和线线路协议议状态。接接口和线线路协议议的可能能组合有有以下几几种：11）串口口运行、线线路协议议运行，这这是完全全的工作作条件。该该串口和和线路协协议已经经初始化化，并正正在交换换协议的的存活信信息。22）串口口运行、线线路协议议关闭，这这个显示示说明路路由器与与提供载载波检测测信号的的设备连连接，表表明载波波信号出出现在本本地和远远程的调调制解调调器之间间，但没没有正确确交换连连接两端端的协议议存活信信息。可可能的故故障发生生在路由由器配置置问题、调调制解调调器操作作问题、租租用线路路干扰或或远程路路由器故故障，数数字式调调制解调调器的时时钟问题题，通过过链路连连接的两两个串口口不在同

21、同一子网网上，都都会出现现这个报报告。33)串口口和线路路协议都都关闭，可可能是电电信部门门的线路路故障、电电缆故障障或者是是调制解解调器故故障。44）串口口管理性性关闭和和线路协协议关闭闭，这种种情况是是在接口口配置中中输入了了shuutdoown命命令。通通过输入入no shuutdoown命命令，打打开管理理性关闭闭。接口和线路路协议都都运行的的状况下下，虽然然串口链链路的基基本通信信建立起起来了，但但仍然可可能由于于信息包包丢失和和信息包包错误时时会出现现许多潜潜在的故故障问题题。正常常通信时时接口输输入或输输出信息息包不应应该丢失失，或者者丢失的的量非常常小，而而且不会会增加。如如果

22、信息息包丢失失有规律律性增加加，表明明通过该该接口传传输的通通信量超超过接口口所能处处理的通通信量。解解决的办办法是增增加线路路容量。查查找其他他原因发发生的信信息包丢丢失，查查看shhow intterffacee seeriaal命令令的输出出报告中中的输入入输出保保持队列列的状态态。当发发现保持持队列中中信息包包数量达达到了信信息的最最大允许许值，可可以增加加保持队队列设置置的大小小。2以太接接口故障障排除以太接口的的典型故故障问题题是：带带宽的过过分利用用；碰撞撞冲突次次数频繁繁；使用用不兼容容的幀类类型。使使用shhow intterffacee ettherrnett命令可可以查看

23、看该接口口的吞吐吐量、碰碰橦冲突突、信息息包丢失失、和幀幀类型的的有关内内容等。1）通过查查看接口口的吞吐吐量可以以检测网网络的利利用。如如果网络络广播信信息包的的百分比比很高，网网络性能能开始下下降。光光纤网转转换到以以太网段段的信息息包可能能会淹没没以太口口。互联联网发生生这种情情况可以以采用优优化接口口的措施施，即在在以太接接口使用用no ip rouute-cacche命命令，禁禁用快速速转换，并并且调整整缓冲区区和保持持队列。2）两个接接口试图图同时传传输信息息包到以以太电缆缆上时，将将发生碰碰橦。以以太网要要求冲突突次数很很少，不不同的网网络要求求是不同同的，一一般情况况发现冲冲突

24、每秒秒有3、55次就应应该查找找冲突的的原因了了。碰橦橦冲突产产生拥塞塞，碰橦橦冲突的的原因通通常是由由于敷设设的电缆缆过长、过过分利用用、或者者“聋”节点。以以太网络络在物理理设计和和敷设电电缆系统统管理方方面应有有所考虑虑，超规规范敷设设电缆可可能引起起更多的的冲突发发生。3）如果接接口和线线路协议议报告运运行状态态，并且且节点的的物理连连接都完完好，可可是不能能通信。引引起问题题的原因因也可能能是两个个节点使使用了不不兼容的的幀类型型。解决决问题的的办法是是重新配配置使用用相同幀幀类型。如如果要求求使用不不同幀类类型的同同一网络络的两个个设备互互相通信信，可以以在路由由器接口口使用子子接

25、口，并并为每个个子接口口指定不不同的封封装类型型。3 异步步通信口口故障排排除互连网络的的运行中中，异步步通信口口的任务务是为用用户提供供可靠服服务，但但又是故故障多发发部位。主主要的问问题是，在在通过异异步链路路传输基基于LAAN通信信量时，将将丢失的的信息包包的量降降止最少少。异步通信口口故障一一般的外外部因素素是：拨拨号链路路性能低低劣；电电话网交交换机的的连接质质量问题题；调制制解调器器的设置置。检查查链路两两端使用用的调制制解调器器：连接接到远程程PC机机端口调调制解调调器的问问题不太太多，因因为每次次生成新新的拨号号时通常常都初始始化调制制解调器器，利用用大多数数通信程程序都能能在

26、发出出拨号命命令之前前发送适适当的设设置字符符串；连连接路由由器端口口的问题题较多，这这个调制制解调器器通常等等待来自自远程调调制解调调器的连连接，连连接之前前，并不不接收设设置字符符串。如如果调制制解调器器丢失了了它的设设置，应应采用一一种方法法来初始始化远程程调制解解调器。简简单的办办法是使使用可通通过前面面板配置置的调制制解调器器，另一一种方法法是将调调制解调调器接到到路由器器的异步步接口，建建立反向向tellnett,发送送设置命命令配置置调制解解调器。show intterffacee assyncc 命令令、shhow linne命令令是诊断断异步通通信口故故障使用用最多的的工具。sshoww innterrfacce aasynnc 命命令输出出报告中中，接口口状态报报告关闭闭的唯一一的情况况是接口口没有设设置封装装类型。线线路协议议状态显显示与串串口线路路协议显显示相同同。shhow linne命令令显示接接口接收收和传输输速度设设置以及及EIAA状态显显示