第八章网络工程设计实用教程

1、清华大学出版社网络工程设计实用教程编著：刘昭斌、曹钧尧、谭方勇编著：刘昭斌、曹钧尧、谭方勇清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 知识框架知识框架 识别故障现象、制定诊断方案、排除故障网络故障解析举例以太网故障排除排除网络故障的工具常见的网络故障举例故障的分析与检测方法（故障排除思路、以太网阻塞解决办法)专业测试工具(硬件故障、软件故障）排除法、对比法、替换法、检测法简易测试工具（设备故障、协议故障）清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 教学要点 教学提示：本章的知识框架是分析计算机网络工程建设中的常见故障表现，通过借助网络测试工具进行故障的分析、检测从而排除

2、故障，实现网络的稳定、可靠、高效的服务。 教学目标：培养学生透过现象分析网络故障的内在原因，从根本上消除故障的能力，学会使用网络测试工具、检测和处理网络工程建设中常见的故障。 重点知识：网络测试工具的使用，常见网络故障的识别，网络故障的检测、诊断、修复与排除。清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.1 常见的网络系统故障常见的网络系统故障 8.2 网络故障的分析与检测方法网络故障的分析与检测方法 8.3 排除网络故障的常用工具排除网络故障的常用工具 8.4 网络测试网络测试 8.5 以太网故障排除以太网故障排除 8.6 网络故障的解析举例网络故障的解析举例 8.7 网络系统

3、评估网络系统评估 8.8 实践项目实践项目清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.1 常见的网络系统故障常见的网络系统故障 常见的网络故障主要有以下几类：（1）通信媒介故障（2）计算机故障（3）通信设备故障（4）协议失配（5）网络堵塞（6）网络风暴清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.1.2 通信媒介故障通信媒介故障 主要故障表现：主要故障表现：连接处出现故障、信号衰减过大、线路断开、线路短路等。 最简便的检查方法：最简便的检查方法：整机替换法（即利用一台可正常连通网络的备用计算机替换当前的计算机，如果故障依旧，那么一般故障就出现在通信媒介上）清华大学

4、出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.1.2 通信媒介故障通信媒介故障（1）查看接口有没有松动，终结器有没有松动。（2）查看通信媒介的长度是否在规定长度的范围内，网络中的计算机数目是否在规定范围内。如果超过规定，可能会造成信号衰减。（3）利用数字万用表、时域反射仪等对网络通信媒介进行检查，判断线路是否断开或短路。故故障障查查找找步步骤骤清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.1.3 计算机故障计算机故障 由计算机故障引起网络系统故障的原因主要有：计算机本身硬件问题、网卡配置错误、网络协议配置错误等。 如果是计算机硬件故障，则需要判定故障源后再进行处理。如果这台

5、计算机本身作为服务器，还需考虑计算机的性能，如： （1）服务器处理数据能力（是否太慢）； （2）磁盘存储空间（是否太小）； （3）内存容量（是否不足）。 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.1.4 通信设备故障通信设备故障1 1、网卡故障、网卡故障：（1）硬故障 网卡的硬故障是指网卡的硬件本身是坏的或硬件部分的接触不良，例如可能是灰尘屏蔽了网卡上的部分元件造成网卡工作不正常。（2）软故障网卡的软故障，主要包括网卡被误禁用、驱动程序未正确安装、网卡与系统中其他设备在中断或I/O地址上有冲突、网卡所设中断与自身中断不同、网络协议未正确安装等。 清华大学出版社第8章 网络工程

6、建设中的故障检测及其处理 8.1.4 通信设备故障通信设备故障硬故障解决方法：1.用酒精棉球先擦拭一下，或重新换个插槽再试一次。2. 可以通过设备替换法来确认问题所在，即把该块网卡插在其他已能正常通信的机器上安装好驱动程序试一下。清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.1.4 通信设备故障通信设备故障软故障解决方法：用鼠标依次打开“我的电脑属性硬件设备管理器网络适配器”设置窗口。 如果网络适配器前有一个红色的叉号，说明网卡已经被禁用，点击相应的网络适配器，右键弹出菜单，然后选启用即可；如果网络适配器前方有一个黄色的“!”，原因主要有： （1）网卡驱动程序与网卡不匹配 （2）

7、检查一下有无中断号及I/O地址冲突（3）网络参数配置错误清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.1.4 通信设备故障通信设备故障2 2、路由器故障：、路由器故障：（1）硬件故障（2）错误的IOS（3）错误的配置（4）网络中路由器之间错误的相互作用清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.1.4 通信设备故障通信设备故障3 3、交换机故障：、交换机故障：（1）硬件故障（2）端口故障（3）交换机软件故障 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.1.5 协议失配协议失配 协议失配：是指两台计算机使用的协议不同而导致无法正常通信。协议失配故障通

8、常表现为以下几种情况：（1）电脑无法登录到服务器；（2）电脑在网上邻居中既看不到自己，也无法在网络中访问其他电脑；（3）电脑在“网上邻居”中能看到自己和其他成 员，但无法访问其他电脑；（4）电脑无法通过局域网接入Internet。 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.1.6 网络堵塞网络堵塞 网络堵塞是指网络的一部分或整个网络性能低下，主要表现为网络的速度特别的慢。 网络阻塞的原因主要有：（1）网络中有回路；（2）网络带宽被占用太多，原因可能是大量用户同时使用网络或某一个用户占用了网络中的大部分的带宽。 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.1.7

9、 网络风暴网络风暴 网络风暴：是指过多的广播数据帧几乎占满了网络的整个带宽而导致网络速度极慢的一种故障。网络风暴的主要原因有：（1）网卡故障（2）集线器故障（3）NetBEUI网络过多的广播信息。 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.2 网络故障的分析与检测方法网络故障的分析与检测方法常见的网络排障思路如下： 第一步：识别并描述故障现象。 第二步：根据故障现象制定诊断方案。 第三步：排除故障。常用的网络故障排除方法： 排除法 对比法 替换法 系统命令检测法 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.3 排除网络故障的常用工具排除网络故障的常用工具 物理

10、层测试工具主要有线缆测试仪、万用表、示波器、频谱分析仪等。 普通线缆测试仪：如能手测线器 专业线缆测试仪：如FLUKE设备清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.3 排除网络故障的常用工具排除网络故障的常用工具 （1）正常测试现象： 平行线的测试：测试平行线时，主测试仪的指示灯应该从1到8逐个依次闪亮，而远程测试端的指示灯也应该从1到8依次闪亮。如果是这种现象，说明平行线的连通性没问题。清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.3 排除网络故障的常用工具排除网络故障的常用工具 （1）正常测试现象： 交叉线的测试：测试交叉线时，主测试仪的指示灯也应该从1到8

11、逐个依次闪亮，而远程测试端的指示灯应该是按着3、6、1、4、5、2、7、8的顺序逐个闪亮。如果是这样，说明交叉线连通性没问题。 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.3 排除网络故障的常用工具排除网络故障的常用工具 （1）正常测试现象： 若网线两端的线序不正确时，主测试仪的指示灯仍然从1到8逐个闪亮，只是远程测试端的指示灯将按着与主测试端连通的线号的顺序逐个闪亮。清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.3 排除网络故障的常用工具排除网络故障的常用工具 （2）导线断路测试的现象： 当有6根以内导线断路时，则主测试仪和远程测试端的对应线号的指示灯都不亮，其

12、它的灯仍然可以逐个闪亮。 当有7根或8根导线断路时，则主测试仪和远程测试端的指示灯全都不亮。 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.3 排除网络故障的常用工具排除网络故障的常用工具 （3）导线短路测试的现象： 当有两根导线短路时，主测试仪的指示灯仍然按着从1到8的顺序逐个闪亮，而远程测试端两根短路线所对应的指示灯将被同时点亮，其它的指示灯仍按正常的顺序逐个闪亮。 当有三根或三根以上的导线短路时，主测试仪的指示灯仍然从1到8逐个顺序闪亮，而远程测试端的所有短路线对应的指示灯都不亮。 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.3 排除网络故障的常用工具排除网

13、络故障的常用工具 专业测试仪不仅能测试网络的连通性、接线的正误，还可以测试双绞线的阻抗、近端串扰、衰减、回返损耗、线缆长度等参数。 测试连接如图如下： 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.3 排除网络故障的常用工具排除网络故障的常用工具 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.3 排除网络故障的常用工具排除网络故障的常用工具 万用表分为数字式和指针式两种，如下图所示。 万用表的三个基本功能是测量电阻、电压、电流，所以又称为三用表。 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.3 排除网络故障的常用工具排除网络故障的常用工具 V是用来测

14、交流电压的。A测交流电流；欧姆档测电阻，对于指针式万用表，每换一次电阻档还要做一次调零（调零就是把万用表的红表笔和黑表笔搭在一起，然后转动调零钮，使指针指向零的位置） 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.3 排除网络故障的常用工具排除网络故障的常用工具 万用表使用注意事项： 万用表使用时应该水平放置，红表笔插在+孔内，黑表笔插入-孔内。 测试电流就用电压档，而不能误用电流档、电阻挡，其他同理。否则轻则烧坏万用表内的保险丝，重则损坏表头。 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.3 排除网络故障的常用工具排除网络故障的常用工具 万用表使用注意事项： 如

15、果事先不知道量程，就选用最大量程尝试着测量，然后断开测量电路再换档，切不可在线的情况下转换量程。有表针迅速偏转到底的情况，应该立即断开电路，进行检查。 用完后要把万用表量程开关拨到交流电压最高档，以防其他用户不慎测量220V市电电压而损坏万用表。如果长期不使用，还应将万用表内部的电池取出来，以免电池腐蚀表内其它器件。清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.4 网络测试网络测试1.1.延误时间的测量分析延误时间的测量分析 影响延误时间的因素不仅仅与用户负载有关，也与交换机的帧转发率、路由的报文交换率有关。 测量响应时间最简单的方法就是使用ICMP（Internet控制报文协议

16、）的ping数据包，ping利用ICMP的Echo命令向目的地发送一个数据包并令其返回。 C:windowsping Pinging with 32 bytes of data:Reply from : bytes=32 time=84ms TTL=250Reply from : bytes=32 time=100ms TTL=250Reply from : bytes=32 time=65ms TTL=250Reply from : bytes=32 time=94ms

17、TTL=250Ping statistics for :Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),Approximate round trip times in milli-seconds:Minimum = 15ms, Maximum = 100ms, Average = 73ms清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.4 网络测试网络测试1.1.延误时间的测量分析延误时间的测量分析 为了确定网络链路中各个网段的传输延时值，可以使用tracert命令。由tracert命令执行一系列ICMP

18、Echo请求，TTL的初值为“1”，每个Echo请求都重复三次，而且每次TTL的初值都加“1”，直至数据包到达目的地为止。 1 1 ms 1 ms 1 ms 00 2 * * * Request timed out. 3 109 ms 84 ms 127 ms 21 4 14 ms 66 ms 81 ms 58 5 189 ms 150 ms 165 ms 6 33 ms 15 ms 16 ms c.center- 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.4 网

19、络测试网络测试1.1.延误时间的测量分析延误时间的测量分析 使用两台Fluke测试仪测量响应时间时，可以将两台Fluke测试仪放在网络的两侧，然后发送一个ping数据包。当ping数据包通过Fluke测试仪A时，由Fluke测试仪A记下到达时间A1，当ping数据包穿越网络并通过Fluke测试仪B时，由Fluke测试仪B记下到达时间B1；在Echo响应数据包返回并通过Fluke测试仪B时，由Fluke测试仪B记下到达时间B2，接着由Fluke测试仪A记下到达时间A2。则网络的单向延时为：(B1-A1)+(A2-B2)/2，服务器延时为：B2-B1。 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检

20、测及其处理 8.4 网络测试网络测试2.2.吞吐量的测量分析吞吐量的测量分析 (1)计算理想条件下理论上的吞吐量。如果用的是10Mbps以太网，将带宽除以8位。 (2)工作站和服务器两端放上Fluke测试仪。 (3) FTP或SMB等在工作站和服务器之间进行文件传输，并用Fluke测试仪记录相应的数据流量，所传送的数据包大小应接近于传输网络的最大尺寸（最大传输单元），这样就可以测出4050个连续数据包的平均吞吐量，并获得某段时间内被测网络的吞吐量分布情况。清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.5 以太网故障排除以太网故障排除以太网的故障查找基本次序可分为以下5个步骤: （

21、1）收集所有可以收集到的有价值的信息,分析故障的现象。 （2）将故障定位到某一特定的网段上,或者是单一独立功能组(模块),也可以是某一用户。 （3）将故障确认是特定的硬件故障还是软件故障。 （4）定位与修复故障。 （5）验证故障的排除，总结经验。 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.5 以太网故障排除以太网故障排除网络阻塞主要表现为以下几种情况:(1)如果在主干或网段上采用的是共享式集线器,因为所有节点共享唯一的通信信道,所以各网点难以同时上网;(2) 文件传输的时间增加;(3) 随着用户数的增加,网络响应速度不断下降,响应时间过长;(4) 服务器联系中断,用户数据丢失

22、。清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.5 以太网故障排除以太网故障排除以太网阻塞的原因:(1)网络上工作站点过多(2)高速网络设备的影响(3)网络中有加重网络流量的应用(4)线缆质量和性能较差引起的阻塞(5)服务器中CPU的个数和速度 (6)总线I/O和并行处理能力 (7)服务器的容错能力以及网卡清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.5 以太网故障排除以太网故障排除以太网阻塞的解决方案:(1)使用网桥分隔网段 (2)路由器技术 (3)升级到快速以太网(100Mbps) (4)采用以太网交换技术 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理

23、 8.6 网络故障的解析举例网络故障的解析举例1.1.服务器与局域网交换故障的检测与排除举例服务器与局域网交换故障的检测与排除举例 故障现象一：工作站无法访问服务器 故障现象二：文件服务器的响应速度变慢 故障现象三：服务器经常出现莫名其妙地重新启动或者死机现象，严重的时候还出现CMOS信息发生丢失 详见书本P291清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.6 网络故障的解析举例网络故障的解析举例2.2.路由器故障的检测与排除举例路由器故障的检测与排除举例 1）物理层的故障2）数据链路层的故障 3）网络层的故障 详见书本P291-P292 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的

24、故障检测及其处理 8.6 网络故障的解析举例网络故障的解析举例3.TCP3.TCPIPIP故障的检测与排除举例故障的检测与排除举例1）无法访问IP地址2）故障现象二：无法访问主机名或NetBIOS名称3）IP路由故障 4）网关故障 详见书本P292-P293 清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.7 网络系统评估网络系统评估1 1、评估目标、评估目标 针对一个已建成的网络系统工程，提供全面的现有网络状态的信息，保护现有的资源；提出改善网络性能建议，提供降低风险、改善网络运行效率建议；提供全面的评估总结，为投资决策提供科学依据。清华大学出版社第8章 网络工程建设中的故障检测及其处理 8.7 网络系统评估网络系统评估 2 2、评估原则、评估原则(