第10章网络故障排除

局域网技术与组网工程第十章网络故障排除局域网技术与组网工程主要内容10.1网络故障排除模型及方法10.2网络故障排除工具10.3交换以太网故障排除10.4本章小结局域网技术与组网工程本章学习目标网络故障排除模型与方法常见网络故障排除工具物理层故障排除交换机故障排除路由协议故障排除无线局域网故障排除局域网技术与组网工程由于网络协议和网络设备的复杂性，网络中断会不时出现，有时网络中断是计划中的，对组织的影响易于控制；有时则是计划外的，对组织的影响可能相当严重。出现意外网络中断时，管理员必须有能力排除故障，使网络恢复正常。网络故障的定位和排除，既需要长期的知识和经验积累，以及对网络协议的理解，同时也需要一系列的软件和硬件工具。本章将围绕常见的网络故障排除的方法、工具展开讨论。局域网技术与组网工程10.1网络故障排除模型及方法设想一下如果每次采用不同的方法试图解决问题会是一种什么样的状况？在如此复杂的网络中，会有无数种可能的情况，而网络中许多不同的情况均会导致错误的发生，所以可能要从许多不同的起始点开始诊断。这不但是一种低效率的故障排出方式，而且非常耗时。因此，网络故障排除必须遵循一定的方法或模型。局域网技术与组网工程10.1.1Cisco网络故障排除7步法局域网技术与组网工程1、问题的界定2、收集详细信息3、考虑可能情况4、创建和执行行动计划5、观察故障排除结果或重复上述过程6、故障文档化局域网技术与组网工程10.1.2网络文档和记录当网络发生故障的时候，排除故障最重要的工具之一就是手中的网络文档。要高效地诊断和解决网络故障，网络工程师需要了解网络的设计以及网络在正常运行情况下应具备的性能。这些信息称作网络基线，记录在配置表和拓扑图之类的文档中。网络配置文档提供网络的逻辑图以及各组件的详细信息。这些信息应只存放在一个地点，要么以硬拷贝形式存放，要么存放在网络的某个受保护的服务器上。网络配置文档应包括以下部分：网络配置表、终端系统配置表、网络拓扑图。局域网技术与组网工程1、光纤通信的优点频带宽、通信容量大。损耗低，中继距离长。抗电磁干扰，适应恶劣环境。无串音干扰，保密性好。纤径细，便于铺设。原材料丰富，节约材料。局域网技术与组网工程1、网络配置表网络配置表包含网络中使用的软件和硬件的准确最新记录。网络配置表格内容的最简单的方法是将观察到的信息按照OSI参考模型的层次对它们进行分类。分类项目杂项信息设备名称、设备型号、CPU类型、内存、DRAM、接口描述第一层介质类型、速度、接口编号、电缆插座或者端口第二层MAC地址、生成树协议状态、根桥、快速端口信息、VLAN、以太网配置通道、封装、Trunking状态、接口类型、端口安全性、VTP状态、VTP模式第三层IP地址、IPX地址、热备份路由协议HSRP地址、子网和子网掩码、路由协议、访问控制列表、通道信息、回环接口局域网技术与组网工程网络配置表(cont.)设备名称、型号接口名称MAC地址IP地址/子网掩码IP路由协议R1，Cisco2611XMfa0/00007.8580.a159192.168.10.1/24EIGRP10fa0/10007.8580.a160192.168.11.1/24EIGRP10s0/0/0--10.1.1.1/30OSPFs0/0/1--未连接R2，Cisco2611XMfa0/00007.8580.a161192.168.20.1/24EIGRP10局域网技术与组网工程网络配置表(cont.)交换机名称、型号、管理IP端口名称速度双工STP状态快速启用端口中继状态以太通道VLAN要点S1,CiscoWS-C3550-24-SMI,192.168.10.2/24fa0/1100自动转发否开第2层1连接到R1fa0/2100自动转发否开第2层1连接到PC1fa0/3未连接fa0/4未连接局域网技术与组网工程2、终端系统配置表终端系统配置表包含服务器、网络管理控制台和台式工作站等终端系统设备中使用的软件和硬件的基线记录。配置不正确的终端系统会对网络的整体性能产生负面影响。终端系统配置表应记录下列信息：设备名称（用途）、操作系统及版本、IP地址、子网掩码、默认网关地址、DNS服务器地址、终端系统运行的任何高带宽网络应用程序。局域网技术与组网工程终端系统配置表（cont.）设备名称（用途）操作系统/版本IP地址/子网掩码默认网关地址DNS服务器地址网络应用程序高带宽应用程序SRV1（Web/TFTP服务器）UNIX192.168.20.254/24192.168.20.1/24192.168.20.1/24HTTPFTPSRV2（Web/TFTP服务器）UNIX192.168.201.30/27192.168.201.1/27192.168.201.1/27HTTPPC1(管理员终端)UNIX192.168.10.10/24192.168.10.1/24192.168.10.1/24TelnetFTPVoIPPC2(用户PC-工程部)WindowsXPRroSP2192.168.11.10/24192.168.11.1/24192.168.11.1/24HTTPFTPVoIPPC1(演示PC-营销部)WindowsXPRroSP2192.168.30.10/24192.168.30.1/24192.168.30.1/24HTTP视频流VoIP局域网技术与组网工程3、网络拓扑图拓扑图至少应包含以下信息：所有设备的标识符号及连接方式、接口类型和编号、IP地址和子网掩码。拓扑图和网络配置表有许多部分是相同的。拓扑图中的每台网络设备都应使用一致的标志或图形符号来表示，并且每个逻辑连接和物理连接都应使用简单的线条或其它适当的符号来表示，也可以显示路由协议。局域网技术与组网工程网络拓扑图（cont.）局域网技术与组网工程4、记录网络数据当记录网络数据时，可能需要直接从路由器和交换机收集信息。局域网技术与组网工程10.1.3、网络性能基线建立网络性能基线的意义建立网络性能基线的步骤（1）确定需要收集哪些类型的数据（2）确定关键设备和端口（3）确定基线持续时间局域网技术与组网工程10.1.4、网络故障排除方法按手段划分排除法、对比法、替换法按网络协议层次划分OSI模型的上层（第5层至第7层）OSI模型的第3层网络层OSI模型的第2层链路层OSI模型的第1层物理层其他划分局域网技术与组网工程10.2、网络故障排除工具常用网络命令常用的网络命令有很多，如IP网络连通性测试命令ping，路径信息提示命令pathping、测试路由路径命令tracert、网络故障诊断命令netdiag。熟练掌握这些命令，对网络故障的定位和排除有很好的帮助。局域网技术与组网工程常用故障排除工具软件故障排除工具网络管理系统工具知识库基线建立工具协议分析仪局域网技术与组网工程常用故障排除工具(cont.)硬件故障排除工具网络分析模块数字万用表电缆测试仪电缆分析仪便携式网络分析局域网技术与组网工程常用故障排除工具(cont.)局域网技术与组网工程10.3、交换以太网故障排除交换机作为网络设备和网络终端之间的纽带，是组建各种类型局域网都不可或缺的最为重要的设备。交换机还最终决定着网络的传输速率、网络的稳定性、网络的安全性以及网络的可用性。工作于OSI参考模型的链路层。局域网技术与组网工程10.3.1、物理层故障排除物理层的故障主要表现在设备的物理连接方式是否恰当；连接电缆是否正确；MODEM、CSU/DSU等设备的配置及操作是否正确。局域网技术与组网工程开箱无法使用故障检查接口卡或主板上的器件，查看是否器件脱落或被压变形，以及BOOTROM或内存条的插座有无插针无法弹起。检查PCI侧的插针、物理接口（包括电缆）的插针是否有弯针。当没有查到上述硬件故障后，可更换或升级BOOTROM、内存条或主机驱动程序的版本。局域网技术与组网工程安装后无法正常使用故障线路连接问题，如线路阻抗不匹配、线序连接错误、中间传输设备故障。与其它设备有兼容性问题。接口配置问题。电源或接地不符合要求。在安装过程也要考虑模块接口电缆所支持的最大传输长度、最大速率等因素。局域网技术与组网工程使用过程中发生故障电源、接地和防护方面不符合要求，在有电压漂移或雷击时造成器件损坏。传输线受到干扰。如遭受噪声和衰减。环境的温湿度、洁净度、静电等指标超出使用范围。CPU过载。进程CPU利用率高、输入队列丢弃、性能下降、Telnet和ping等操作无法响应。超过设计极限。设备资源是在以极限或接近极限能力运行，并且接口错误数增加。局域网技术与组网工程物理层故障排除流程（1）检查有无电缆损坏或连接不良可以通过电缆测试仪检测有无断线或信息插座有误故障。怀疑电缆受损时，可以用已知能够正常工作的电缆替换可疑电缆。如果怀疑连接不良，拔出电缆，对电缆和接口都进行物理检查，然后重装电缆。（2）检查是否整个网络都遵循了正确的电缆连接标准检验是否使用了正确的电缆，某些设备间的直接连接可能需要使用交叉电缆。确保电缆连线正确。（3）检查设备的电缆连接是否正确确认所有电缆都已连接到正确的端口或接口，并确保所有交叉连接都正确地配线至正确的位置。如果设置一个整洁、条理化的配线间，便可以节省大量时间。（4）检验接口配置是否正确确认在正确的VLAN中设置了所有交换机端口，并且生成树设置、速度设置和双工设置的配置均正确。确认所有活动的端口或接口都未关闭。（5）检查运行统计信息和数据错误率利用Ciscoshow命令来检查有无冲突以及输入错误和输出错误之类的统计信息，这些统计信息的特征随网络上使用的协议而变化。局域网技术与组网工程案例分析1（路由器相连设备故障导致路由器无法启动）故障现象同轴电缆通过一个转接头连接到RouteB的串口。在路由器的启动过程中，通过Console口与RouteB相连接的PC的超级终端上没有任何显示。路由器各面板灯显示正常。局域网技术与组网工程案例分析1（cont.）可能原因分析路由器没有正常起动：路由器本身是故障的；所提供的电源不符合要求；电源线有问题。路由器正常起动但是没有在超级终端上显示：超级终端各参数设置错误；配置电缆故障。故障排除用同一根配置电缆连接到另一台路由器上，超级终端上正常显示。至此定位为路由器没有正常起动。更换路由器，电源线不换，超级终端上正常显示，至此排除电源和电源线的问题，定位为路由器本身或与之相连的设备故障。把与路由器相连的所有不必要的设备拔掉，再起动路由器，发现路由器能够正常起动，超级终端输出正常。定位为路由器相连设备故障导致路由器无法正常起动。一个一个地插上其他设备，发现插上转接头后路由器无法正常起动，更换转接头，路由器正常起动。局域网技术与组网工程案例分析2（V.35DTE/DCE电缆问题）故障现象QuidwayR2501路由器同帧中继交换机直连（路由器端采用V35DTE电缆），因帧中继交换机侧的端口类型为15针串口，故需采用一段转接线才能同2501路由器互连，之后采用了一段两端物理接口都符合对接要求的电缆线（设备自带的V35DTE电缆），完成了两台设备的物理对接。通过displayinterfaces0命令查看，发现物理层已经UP。配置了链路层帧中继协议后，通过displayinterfaces0命令查看发现链路层协议始终处于DOWN状态。可能原因分析双方链路层数据配置有误。此时，需要路由器端设置为DTE，帧中继交换机端设为DCE；设备端口故障；两类设备的互通性存在问题；物理连线有问题。故障排除首先怀疑双方的有关链路层数据配置有误，是否双方各设置为DTE或DCE模式，经检查无错误之处。两端设备都更换了不同端口进行测试，故障依旧。检查线缆，发现帧中继交换机提供的转换电缆，虽物理接口相同，但存在DTE和DCE之分，现