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網路及路由器故障診斷基礎知識

網路診斷 閱讀(1.07W)

提高故障診斷水平需要注意以下幾方面的問題:認真學習有關網路技術理論;清楚網路的結構設計,包括網路拓樸、裝置連線、系統引數設定及軟體使用;瞭解網路正常執行狀況、注意收集網路正常執行時的各種狀態和報告輸出引數;熟悉常用的診斷工具,準確的描述故障現象。

網路及路由器故障診斷基礎知識

網路診斷是一門綜合性技術,涉及網路技術的各個面。為方便下面的討論,首先簡單回顧一下網路和路由器的基本概念。

計算機網路是由計算機集合加通訊設施組成的系統,即利用各種通訊手段,把地理上分散的計算機連在一起,達到相互通訊而且共享軟體、硬體和資料等資源的系統。計算機網路按其計算機分佈範圍通常被分為區域網和廣域網。區域網覆蓋地理範圍較小,一般在數米到數十公里之間。廣域網覆蓋地理範圍較大,如校園、城市之間、乃至全球。計算機網路的發展,導致網路之間各種形式的連線。採用統一協議實現不同網路的互連,使網際網路絡很容易得到擴充套件。因特網就是用這種方式完成網路之間聯結的網路。因特網採用TCP/IP協議作為通訊協議,將世界範圍內計算機網路連線在一起,成為當今世界最大的和最流行的國際性網路。

為了完成計算機間的通訊,把每部計算機互連的功能劃分成定義明確的層次,規定了同層程序通訊的協議及相鄰層之間的介面和服務,將這些層、同層程序通訊的協議及相鄰層之間的介面統稱為網路體系結構。國際標準化組織(ISO)提出的開放系統互連參考模型(OSI)是當代計算機網路技術體系的`核心。該模型將網路功能劃分為7個層次:物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。

TCP/IP即傳輸控制協議和網間互聯協議是一組網路協議。TCP/IP起源於美國ARPANET網,發展至今已成為因特網使用的標準通訊協議。使用TCP/IP能夠使採用不同作業系統的計算機以有序的方式交換資料。

路由器是一種網路裝置,是用於網路連線、執行路由選擇任務的專用計算機。路由器工作於網路層,對信包轉發,並具有過濾功能。路由器能夠將使用不同技術的兩個網路互連起來,能夠在多種型別的網路之間(區域網或廣域網)建立網路連線。它將處在七層模型中的網路層的資訊,根據最快、最直接的路由原理從一個網路的網路層傳輸到另一個網路的網路層,以達到最佳路由選擇。同時在內部使用高檔微處理器,用高速的內部匯流排連線適合各種網路協議的介面卡。並具有多種網管功能,能監視與路由器相連線的一些網路裝置和它們的配置執行情況。

CISCO路由器是目前網路建設中使用最多的一種路由器,有多種檔次、多種系列,目前常用的當屬2500系列,本文以2500系列為例討論。2500系列路由器是固定介面的多協議路由器,支援CISCO IOS全部功能。根據特定的協議環境分為以下四種類型:固定配置的路由器(2501)、帶HUB口的路由器(2507)、摸塊化的路由器(2514)和訪問伺服器(2511)。它們結構簡單、操作方便、易於配置和管理,是一種用於小規模區域網和廣域網網路層中繼的路由裝置。

CISCO IOS是CISCO所特有的互連網作業系統,所有的CISCO產品都執行IOS,IOS將它們無縫連線在一起協同工作。給使用者提供一個可支援任意硬體介面、任意鏈路層、網路層協議的可擴充套件的開放型網路。IOS支援眾多的協議,包括各種網路通訊協議和路由協議等。CISCO IOS已成為工業界網際網互聯的事實標準。CISCO IOS提供幾種不同的操作模式,每一種模式提供一組相關的命令集、不同的操作許可權和操作功能。基於安全目的,CISCO使用者介面中有兩級訪問許可權:使用者級和特權級。第一級訪問允許檢視路由狀態,叫做使用者EXEC模式,又稱為檢視模式;第二級訪問允許檢視路由器配置、修改配置和執行除錯命令,叫做特權 EXEC模式,又稱為配置模式。在特權級中,按不同的配置內容,可進入不同的配置模式,如全球配置模式、介面配置模式、線配置模式等。

  網路故障診斷概述

網路故障診斷應該實現三方面的目的:確定網路的故障點,恢復網路的正常執行;發現網路規劃和配置中欠佳之處,改善和優化網路的效能;觀察網路的執行狀況,及時預測網路通訊質量。

網路故障診斷以網路原理、網路配置和網路執行的知識為基礎。從故障現象出發,以網路診斷工具為手段獲取診斷資訊,確定網路故障點,查詢問題的根源,排除故障,恢復網路正常執行。

網路故障通常有以下幾種可能:物理層中物理裝置相互連線失敗或者硬體及線路本身的問題;資料鏈路層的網路裝置的介面配置問題;網路層網路協議配置或操作錯誤;傳輸層的裝置效能或通訊擁塞問題;上三層CISCO IOS或網路應用程式錯誤。診斷網路故障的過程應該沿著OSI七層模型從物理層開始向上進行。首先檢查物理層,然後檢查資料鏈路層,以此類推,設法確定通訊失敗的故障點,直到系統通訊正常為止。

  網路診斷可以使用包括區域網或廣域網分析儀在內的多種工具:

路由器診斷命令;網路管理工具和其它故障診斷工具。CISCO提供的工具足以勝任排除絕大多數網路故障。檢視路由表,是解決網路故障開始的好地方。

ICMP的ping、trace命令和Cisco的show命令、debug命令是獲取故障診斷有用資訊的網路工具。我們通常使用一個或多個命令收集相應的資訊,在給定情況下,確定使用什麼命令獲取所需要的資訊。譬如,通過IP協議來測定裝置是否可達到的常用方法是使用ping命令。ping從源點向目標發出ICMP資訊包,如果成功的話,返回的ping資訊包就證實從源點到目標之間所有物理層、資料鏈路層和網路層的功能都執行正常。

如何在網際網路絡執行後瞭解它的資訊,瞭解網路是否正常執行,監視和了解網路在正常條件下執行細節,瞭解出現故障的情況。監視那些內容呢?利用show interface命令可以非常容易地獲得待檢查的每個介面的資訊。另外show buffer命令提供定期顯示緩衝區大小、用途及使用狀況等。Show proc命令和 show proc mem命令可用於跟蹤處理器和記憶體的使用情況,可以定期收集這些資料,在故障出現時,用於診斷參考。