第10章：网络故障排除

1、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n10.1 网络故障排除模型及方法n10.2 网络故障排除工具n10.3 交换以太网故障排除n10.4 本章小结局域网技术与组网工程本章学习目标本章学习目标n网络故障排除模型与方法n常见网络故障排除工具n物理层故障排除n交换机故障排除n路由协议故障排除n无线局域网故障排除局域网技术与组网工程n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。n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。n网络故障的定位和排除，既需要长

2、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n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？n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。n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10.1.1 Cisco网络故障排除7步法局域网技术与组网工程n1、问题的界定n2、收集详细信息n3、考虑可能情况n4、

3、创建和执行行动计划n5、观察故障排除结果或重复上述过程n6、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n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。n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n频带宽、通信容

4、量大。n损耗低，中继距离长。n抗电磁干扰，适应恶劣环境。n无串音干扰，保密性好。n纤径细，便于铺设。n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n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。n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

5、、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.a159/24EIGRP 10fa0/10007.8580.a160/24EIGRP 10s0/0/0-/30OSPFs0/0/1-未连接R2，Cisco2611XMfa0/00007.8580.a161/24EIGRP 10局域网技术与组网工程网络配置表(c

6、ont.)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,/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n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。n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

7、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）UNIX54/24/24/24HTTPFTPSRV2（Web/TFTP服务器）UNIX0/27/27/27HTTPPC1(管理员终端)UNIX0/24/24192.1

8、68.10.1/24TelnetFTPVoIPPC2(用户PC-工程部)WindowsXPRroSP20/24/24/24HTTPFTPVoIPPC1(演示PC-营销部)WindowsXPRroSP20/24/24/24HTTP视频流VoIP局域网技术与组网工程3、网络拓扑图n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。 n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

9、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n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n建立网络性能基线的意义 n建立网络性能基线的步骤 n（1）确定需要收集哪些类型的数据）确定需要收集哪些类型的数据n（2）确定关键设备和端口）确定关键设备和端口n（3）确定基线持续时间）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n按手段划分n排除法、对比法、替换法n按网络协议层次划分n

10、OSI模型的上层（第5层至第7层） nOSI模型的第3层网络层 nOSI模型的第2层链路层 nOSI模型的第1层物理层 n其他划分局域网技术与组网工程10.2、网络故障排除工具n常用网络命令n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。n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n软件故障排除工具n网络管理系统工具网络管理系统工具 n知识库知识库 n基线建立工具基线建立工具n协议分析仪协议分析仪 局域网技术与组网工程常用故障排除工具(c

11、ont.)n硬件故障排除工具n网络分析模块网络分析模块 n数字万用表数字万用表 n电缆测试仪电缆测试仪 n电缆分析仪电缆分析仪 n便携式网络分析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n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。n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。 n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n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/D

12、SU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n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。n检查PCI侧的插针、物理接口（包括电缆）的插针是否有弯针。n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n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。n与其它设备有兼容性问题。n接口配置问题。n电源或接地不符合要求。n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

13、故障n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。n传输线受到干扰。如遭受噪声和衰减。n环境的温湿度、洁净度、静电等指标超出使用范围。nCPU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。n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n（1）检查有无电缆损坏或连接不良n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。n（2）检查是否整个

14、网络都遵循了正确的电缆连接标准n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。n（3）检查设备的电缆连接是否正确n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。n（4）检验接口配置是否正确n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。n（5）检查运行统计信息和数据错误率n利用Cisco show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

15、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） n故障现象n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.）n可能原因分析n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。n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。n故障排除n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。n更换路由器，电源线

16、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。 n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。 n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.35 DTE/DCE电缆问题 ）n故障现象nQuidway R2501路由器同帧中继交换机直连（路由器端采用V35 DTE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

17、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。n通过display interface s0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display interface s0命令查看发现链路层协议始终处于DOWN状态。n可能原因分析n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。n故障排除n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。n两端设备都更换了不同端口进行测试，故障依旧。n检查线缆，发现帧

18、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，现行组网中帧中继交换机作为DCE设备使用，而我们采用了DTE类型的转接线，故出现了如上故障。n把DTE类型转接电缆更换为DCE类型转接电缆。 局域网技术与组网工程10.3.2、交换机故障的排除n硬件故障n电源故障n端口故障n模块故障n背板故障n线缆故障n软件故障n系统错误n配置不当n密码丢失n外部因素局域网技术与组网工程交换机故障排除的原则n由远到近n由外而内n由软到硬n先易后难局域网技术与组网工程10.3.3、路由协议故障的排除nRIP协议协议nRIP是Routing Information Protocol（路由信息协议）

19、的简称。nRIP路由协议是距离矢量路由协议的一个具体实现。nRIP协议适用于中小型网络，有RIP1和RIP2两个版本。nRIP-2使用组播（）发送，支持验证和VLSM。nOSPF协议协议nOSPF是Open Shortest Path First Protocol（开放最短路径优先协议）的简称。n可适应大规模网络。n路由变化收敛速度快。n支持区域划分。n支持等值路由。n支持验证。n支持路由分级管理。n支持以组播地址发送协议报文 局域网技术与组网工程RIP常见故障n两台配置RIP协议的路由器间不能互通问题n可能是RIP没有启动, 也可能相应的网段没有使能。 n另一个可能原因是接

20、口上把RIP给关掉了。n还有一个可能原因是子网掩码的不匹配。n版本差异（如不同厂商路由器之间）。nRIP1和RIP2的差异引起的问题n配了验证，却没有起作用。n聚合问题。nRIP性能问题n仅以跳数hops作为metric的问题。n广播更新问题。n其他问题n帧中继中的水平分割问题。n地址借用问题。局域网技术与组网工程RIP相关命令n以华为公司设备为例nDisplay rip：显示rip当前运行状态及配置信息。nDebug rip packet：打开rip报文调试信息开关。局域网技术与组网工程RIP故障排除案例n故障现象n从RT3上无法ping通/24网段；在RT3上用Tra

21、cert命令发现去往/24网段的数据包被送到了RT1。 局域网技术与组网工程RIP故障排除案例（cont.） RT3路由器路由表序号Destination/MarkProtoPrefMetricNexthopInterface1/8Direct00LoopBack02/32Direct00LoopBack03/16RIP1001Serial04/24Direct00Serial05/32

22、Direct00Serial06/32Direct00LoopBack07/24Direct00Serial08/32Direct00LoopBack0从路由表序号3的路由表条目可以看出，是不连续子网问题。原因：RIP1按类发布路由。解决方法：配置RIP2并取消汇总。 局域网技术与组网工程OSPF常见故障nOSPF邻居路由器无法互相学习路由n检查物理连接及下层协议是否正常运行。n是否已经配置了Router ID。n检查OSPF协议是否已成功

23、地被激活。n检查需要运行OSPF的接口是否已配置属于特定的区域。nhello-interval与dead-interval之间的关系。n若网络的类型为广播或NBMA，至少有一台路由器的优先级应大于零。n区域的STUB属性必须一致。n接口的网络类型必须一致。n在NBMA类型的网络中是否手工配置了邻居。n检查是否已正确地引入了所需要的外部路由 n其他故障问题n路由表不稳定，时通时断：物理线路问题；Router ID问题。n无法引入自治系统外部路由：STUB区域问题。n区域间路由聚合的问题。n路由表中丢失部分路由：路由过滤问题。局域网技术与组网工程OSPF相关命令n以华为公司设备为例nDisplay

24、 ospf：ospf路由选择进程的主要信息。nDisplay ospf interface：ospf相关的接口信息。nDisplay osppf peer：显示ospf邻居信息。局域网技术与组网工程OSPF故障排除案例n故障现象：RTC向RTD（）发送流量的过程中，当RTB和RTD之间链路突然断掉时，RTC到RTB之间出现路由环路。 局域网技术与组网工程OSPF故障排除案例（cont.）n在RTB和RTD之间的链路断掉之后，分别在RTB和RTC上查看路由表。RTC上的路由表。局域网技术与组网工程OSPF故障排除案例（cont.）nRTB上的路由表 。当RTC向RTD（11.1.

25、3.2）发送流量时，通过分析故障后RTC和RTB的路由表发现，数据包从RTC匹配路由/16发往RTB，但在RTB比对路由表时因为直连的S1口故障，/24的路由条目从路由表中消失，数据包只能又通过/13的汇总路由从S0发回RTC，所以形成环路。局域网技术与组网工程OSPF故障排除案例（cont.）n处理方法：将聚合路由引至null0接口 在RTC和RTB上增加到null0接口的汇总路由后，因为静态路由的优先级高于OSPF的汇总路由，所以即使链路故障后导致汇总路由不精确，数据包也会先匹配静态路由丢弃数据包，从而避免出现路由环路。局域网技术与组网工程1

26、0.3.3、路由协议故障的排除nRIP协议协议nRIP是Routing Information Protocol（路由信息协议）的简称。nRIP路由协议是距离矢量路由协议的一个具体实现。nRIP协议适用于中小型网络，有RIP1和RIP2两个版本。nRIP-2使用组播（）发送，支持验证和VLSM。nOSPF协议协议nOSPF是Open Shortest Path First Protocol（开放最短路径优先协议）的简称。n可适应大规模网络。n路由变化收敛速度快。n支持区域划分。n支持等值路由。n支持验证。n支持路由分级管理。n支持以组播地址发送协议报文 局域网技术与组网工程1

27、0.3.4、无线局域网故障的排除n软件故障排除n无线网络出现无法建立连接可以先检查操作系统。n（1）查看网络参数配置是否正确。查看网卡是否正确设置IP地址、网关、DNS等参数n（2）有没有正确设置SSID。无论是无线对等网络，还是接入点无线网络，都必须设置正确的SSID，否则，客户端将无法加入。n（3）有没有正确安装迅驰等芯片的驱动程序。如果无法从笔记本原始制造商处获得软件或驱动程序更新，也可以使用英特尔参考驱动程序。n（4）操作系统是否中病毒。有时候操作系统中病毒会不断向无线路由器发送大量无用数据包，导致网络中断。n以上4点是比较常见无线网络由于软件方面导致的故障。这些故障发生不容易引起用户

28、注意，所以排除起来需要足够耐心，一步步去排除。局域网技术与组网工程硬件故障排除n无线AP故障排除n无线AP在无线网络中有着至关重要的作用，常见故障现象可分为：连接速率下降、传输速率不稳定、机器无法获得IP地址。这三类故障现象都有相应的解决方法。n1）连接速率下降可以查看无线AP与无线网卡是否有遮挡物、无线AP附近是否有干扰、是否增加了无线客户端、笔记本是否开启省电模式。前三个故障的原因都比较好理解，而笔记本采用节电模式时候，无线网卡的发射功率会大大下降，导致无线信号减弱，从而影响无线网络的传输速率。n2）传输速率不稳定可以查看无线AP位置放置是否合适。一般无线设备可以自动根据环境调整速度，距离

29、远了，传输速度就会降低。一般要将无线AP放置在无线局域网设备群的中央。n3）机器无法获取IP地址可以查看无线AP是否关闭DHCP服务、是否设置了MAC地址过滤、是否设置了WEP加密。 局域网技术与组网工程硬件故障排除（cont.）n无线路由故障排除n无线路由器和平时以太网使用的路由器没有太大的区别，常见故障现象可分为：无线路由器登录设置失败、无线路由器无法自动拨号、无线路由器经常掉线。n1）登录设置失败可以从内网是否存在广播风暴、网络是否有病毒、局端线路是否有故障等三个方面去排查。n2）无法自动拨号一般是无线路由器硬件故障或参数设置不当、线路连接有问题、浏览器参数设置有问题。n3）经常掉线可以

30、查看无线路由器内部参数设置、仔细检查路由器是否本身存在故障。例如：输入电压不稳、内部温度过高或者遭遇雷击等等。 局域网技术与组网工程硬件故障排除（cont.）n无线天线故障排除n无线天线在无线网络中作用不容忽视，无线信号强弱、覆盖范围大小、距离远近都和它相关。常见故障一般有：n1）安装位置不正确。n2）针对不同网络类型使用了错误的无线天线。n3）覆盖范围没有达到要求。n4）不同的使用环境用错天线类型。n上述故障只要发现就很容易排除，例如：室外天线要注意防水和防雷处理、远距离的数据传输时，应当选择大增益的天线。而作为无线网卡而言，由于只是需要与无线AP或无线路由器进行通讯，所以应当选择定向天线。

31、对于无线漫游网络而言，无线AP和无线网卡都应当采用全向天线。局域网技术与组网工程硬件故障排除（cont.）n无线网卡故障排除n无线网卡在无线网络中是一个很容易出现问题的设备，它的常见故障现象可以分为：无线网卡拔插导致系统死机、无线网卡无法正常工作、无线网卡导致系统蓝屏。这三类故障解决方法是：n1）拔插无线网卡按照正确的步骤进行操作。例如插拔无线网卡时，一定不要进行与网络通信或信息传输相关的工作，先将网卡设备暂时禁用，在拔除无线网卡就会安全了。n2）无线网卡无法正常工作可以检查网卡的驱动程序是否安装正确或者网卡的参数配置是否正确或者网卡的参数配置是否正确。n3）无线网卡导致蓝屏一般都是网卡的驱动

32、程序与操作系统不匹配、网卡松动或者网卡没有完全插入插槽引起的。n以上介绍了无线网络故障排除的一般方法，如果条件允许还可以借助专业的工具进行无线网络故障排除、例如Fluke公司的ES网络通是功能强大的网络故障排除工具，可用于无线局域网的故障排除。局域网技术与组网工程无线局域网故障排除流程及案例n某无线终端无法连接到无线网络。任何网络问题的故障排查都应遵循系统化的方法，从物理层逐层往上，直至到达TCP/IP协议栈的应用层。WLAN的故障排除方法与此相同，可以系统化分三步进行。 局域网技术与组网工程无线局域网故障排除流程及案例n步骤1：排除用户PC导致故障的可能性。n步骤2：确认设备的物理状态。n步

33、骤3：检查链路。 局域网技术与组网工程10.4 本章小结本章小结nCisco网络故障排除模型介绍了网络故障排除的详细步骤，总共分7步，包括问题的界定、收集详细的信息、考虑可能情况、创建一份行动计划、执行行动计划、观察行动计划的结果、重复上述过程。n网络文档在排除故障时发挥重要作用。网络配置文档提供网络的逻辑图以及各组件的详细信息，主要包括网络配置表、终端系统配置表、网络拓扑图。n建立网络基线对网络文档和网络故障排除有重要意义，可以分三步建立网络基线：确定需要收集哪些类型的数据、确定关键设备和端口、确定基线持续时间。n常见的网络故障排除方法：排除法、对比法、替换法、按OSI协议层次方法、分块法、

34、分段法等。n可以利用常见的网络命令Ipconfig、Ping、Tracert进行网络故障定位和排除，可以利用各种软硬件工具进行网络故障排除，如协议分析仪Sniffer。n重点介绍了交换以太网的故障排除，主要包括物理层故障排除、交换机故障排除、路由协议故障排除、无线局域网故障排除等方法。局域网技术与组网工程10.5 习题与实践习题与实践1.填空题填空题n（1）Cisco网络故障排除法有网络故障排除法有7步，其中前两步是：步，其中前两步是： 和和 。n（2）网络故障排除常使用的网络文档有）网络故障排除常使用的网络文档有 、 、 。n（3）常用的网络故障排除方法有：）常用的网络故障排除方法有： 和和 。n（4）常见的软件故障排除工具有：）常见的软件故障排除工具有： 、 和和 。n（5）常见的硬件故障排除工具有：）常见的硬件故障排除工具有： 、 和和 。局域网技术与组网