網(wǎng)絡及路由器故障診斷基礎知識
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(guān)網(wǎng)絡技術(shù)理論;清楚網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)設計，包括網(wǎng)絡拓樸、設備連接、系統(tǒng)參數(shù)設置及軟件使用;了解網(wǎng)絡正常運行狀況、注意收集網(wǎng)絡正常運行時的各種狀態(tài)和報告輸出參數(shù);熟悉常用的診斷工具，準確的描述故障現(xiàn)象。
網(wǎng)絡診斷是一門綜合性技術(shù)，涉及網(wǎng)絡技術(shù)的各個面。為方便下面的討論，首先簡單回顧一下網(wǎng)絡和路由器的基本概念。
計算機網(wǎng)絡是由計算機集合加通信設施組成的系統(tǒng)，即利用各種通信手段，把地理上分散的計算機連在一起，達到相互通信而且共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)等資源的系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡按其計算機分布范圍通常被分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。局域網(wǎng)覆蓋地理范圍較小，一般在數(shù)米到數(shù)十公里之間。廣域網(wǎng)覆蓋地理范圍較大，如校園、城市之間、乃至全球。計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，導致網(wǎng)絡之間各種形式的連接。采用統(tǒng)一協(xié)議實現(xiàn)不同網(wǎng)絡的互連，使互聯(lián)網(wǎng)絡很容易得到擴展。因特網(wǎng)就是用這種方式完成網(wǎng)絡之間聯(lián)結(jié)的網(wǎng)絡。因特網(wǎng)采用TCP/IP協(xié)議作為通信協(xié)議，將世界范圍內(nèi)計算機網(wǎng)絡連接在一起，成為當今世界最大的和最流行的國際性網(wǎng)絡。
為了完成計算機間的通信，把每部計算機互連的功能劃分成定義明確的層次，規(guī)定了同層進程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口和服務，將這些層、同層進程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口統(tǒng)稱為網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)。國際標準化組織(ISO)提出的開放系統(tǒng)互連參考模型(OSI)是當代計算機網(wǎng)絡技術(shù)體系的核心。該模型將網(wǎng)絡功能劃分為7個層次:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
TCP/IP即傳輸控制協(xié)議和網(wǎng)間互聯(lián)協(xié)議是一組網(wǎng)絡協(xié)議。TCP/IP起源于美國ARPANET網(wǎng)，發(fā)展至今已成為因特網(wǎng)使用的標準通信協(xié)議。使用TCP/IP能夠使采用不同操作系統(tǒng)的計算機以有序的方式交換數(shù)據(jù)。
路由器是一種網(wǎng)絡設備，是用于網(wǎng)絡連接、執(zhí)行路由選擇任務的專用計算機。路由器工作于網(wǎng)絡層，對信包轉(zhuǎn)發(fā)，并具有過濾功能。路由器能夠?qū)⑹褂貌煌夹g(shù)的兩個網(wǎng)絡互連起來，能夠在多種類型的網(wǎng)絡之間(局域網(wǎng)或廣域網(wǎng))建立網(wǎng)絡連接。它將處在七層模型中的網(wǎng)絡層的信息，根據(jù)最快、最直接的路由原理從一個網(wǎng)絡的網(wǎng)絡層傳輸?shù)搅硪粋�網(wǎng)絡的網(wǎng)絡層，以達到最佳路由選擇。同時在內(nèi)部使用高檔微處理器，用高速的內(nèi)部總線連接適合各種網(wǎng)絡協(xié)議的接口卡。并具有多種網(wǎng)管功能，能監(jiān)視與路由器相連接的一些網(wǎng)絡設備和它們的配置運行情況。
CISCO路由器是目前網(wǎng)絡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系列路由器是固定接口的多協(xié)議路由器，支持CISCO IOS全部功能。根據(jù)特定的協(xié)議環(huán)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)和訪問服務器(2511)。它們結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、易于配置和管理，是一種用于小規(guī)模局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)網(wǎng)絡層中繼的路由設備。
CISCO IOS是CISCO所特有的互連網(wǎng)操作系統(tǒng)，所有的CISCO產(chǎn)品都運行IOS，IOS將它們無縫連接在一起協(xié)同工作。給用戶提供一個可支持任意硬件界面、任意鏈路層、網(wǎng)絡層協(xié)議的可擴展的開放型網(wǎng)絡。IOS支持眾多的協(xié)議，包括各種網(wǎng)絡通信協(xié)議和路由協(xié)議等。CISCO IOS已成為工業(yè)界網(wǎng)際網(wǎng)互聯(lián)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(guān)的命令集、不同的操作權(quán)限和操作功能。基于安全目的，CISCO用戶界面中有兩級訪問權(quán)限:用戶級和特權(quán)級。第一級訪問允許查看路由狀態(tài)，叫做用戶EXEC模式，又稱為查看模式;第二級訪問允許查看路由器配置、修改配置和運行調(diào)試命令，叫做特權(quán) EXEC模式，又稱為配置模式。在特權(quán)級中，按不同的配置內(nèi)容，可進入不同的配置模式，如全球配置模式、接口配置模式、線配置模式等。
網(wǎng)絡故障診斷概述
網(wǎng)絡故障診斷應該實現(xiàn)三方面的目的:確定網(wǎng)絡的故障點，恢復網(wǎng)絡的正常運行;發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡規(guī)劃和配置中欠佳之處，改善和優(yōu)化網(wǎng)絡的性能;觀察網(wǎng)絡的運行狀況，及時預測網(wǎng)絡通信質(zhì)量。
網(wǎng)絡故障診斷以網(wǎng)絡原理、網(wǎng)絡配置和網(wǎng)絡運行的知識為基礎。從故障現(xiàn)象出發(fā)，以網(wǎng)絡診斷工具為手段獲取診斷信息，確定網(wǎng)絡故障點，查找問題的根源，排除故障，恢復網(wǎng)絡正常運行。
網(wǎng)絡故障通常有以下幾種可能:物理層中物理設備相互連接失敗或者硬件及線路本身的問題;數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡設備的接口配置問題;網(wǎng)絡層網(wǎng)絡協(xié)議配置或操作錯誤;傳輸層的設備性能或通信擁塞問題;上三層CISCO IOS或網(wǎng)絡應用程序錯誤。診斷網(wǎng)絡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，然后檢查數(shù)據(jù)鏈路層，以此類推，設法確定通信失敗的故障點，直到系統(tǒng)通信正常為止。
網(wǎng)絡診斷可以使用包括局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)分析儀在內(nèi)的多種工具:
路由器診斷命令;網(wǎng)絡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(shù)網(wǎng)絡故障。查看路由表，是解決網(wǎng)絡故障開始的好地方。
ICMP的ping、trace命令和Cisco的show命令、debug命令是獲取故障診斷有用信息的網(wǎng)絡工具。我們通常使用一個或多個命令收集相應的信息，在給定情況下，確定使用什么命令獲取所需要的信息。譬如，通過IP協(xié)議來測定設備是否可達到的常用方法是使用ping命令。ping從源點向目標發(fā)出ICMP信息包，如果成功的話，返回的ping信息包就證實從源點到目標之間所有物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層的功能都運行正常。
如何在互聯(lián)網(wǎng)絡運行后了解它的信息，了解網(wǎng)絡是否正常運行，監(jiān)視和了解網(wǎng)絡在正常條件下運行細節(jié)，了解出現(xiàn)故障的情況。監(jiān)視那些內(nèi)容呢?利用show interface命令可以非常容易地獲得待檢查的每個接口的信息。另外show buffer命令提供定期顯示緩沖區(qū)大小、用途及使用狀況等。Show proc命令和 show proc mem命令可用于跟蹤處理器和內(nèi)存的使用情況，可以定期收集這些數(shù)據(jù)，在故障出現(xiàn)時，用于診斷參考。
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