计算机网络故障的诊断与解决方法

第一章绪论1.1课题背景及目的从世界范围来看，军事网的管理和故障诊断技术经过了一段时间的发展，目前由低至高，由低至高，由低至精。从中心向分散发展。如何使故障的科学、规范化成为制约网络持续、高速、健康发展的重要课题。美国陆军《2010年联合构想》第一次将通讯故障管理列为四大基本原则，即主宰机动、精确打击、全维防护。在民间，IBM是一个典型的科研组织。他在二零零一年四月，宣告执行利萨项目。这个计划的目的是要发展一种类似于“蜥蜴”一样灵敏、警觉、反应迅速、具有强大的自卫功能的电脑。IBM将会在今后几年内累积投资数百亿美元，在世界各地设立5个试验室，让数以百计的研究和研究专家和专家参与到服务器的自动操作中去。该智能的将来计算机拥有高度敏感的安全性警觉设计，高度平衡负载功能，易于管理，并能够积极地考虑和计划，以满足互联网和新世纪的发展趋势。微软，惠普，Sun,Oracle,Intel等公司都参与了这项技术的研发。1.2计算机网络概述计算机网络是由计算机集合加通信设施组成的系统，即利用各种通信手段，它通过不同的通讯方式，将分散的计算机连接起来，实现彼此之间的通讯，共享软件、硬件和数据。根据计算机的分布，计算机一般可划分成LAN和WAN。网络的覆盖面很窄，从几千米到几十千米不等。网络的地域分布广泛，如校园，城市之间，甚至全球。随着计算机的不断发展，不同的网络互联方式也越来越多。通过统一的协议，可以方便地进行多个网络互联。互联网正是通过这样的方法来实现各个网络的连接。互联网以TCP/IP为通讯协定，把全球计算机网联结起来，是目前全球最大、最受欢迎的国际互联网。1.3常见计算机网络故障分类及影响在互联网故障诊断中应当达到以下三个目标：确定了节点，使整个系统能够正常工作；找出网络计划与组态中的不足，并改进及最佳网络效能；实时监测系统的工作状态，对网络通讯品质进行实时预报。网络故障诊断是基于网络原理，网络配置和网络操作的。从故障的角度，通过网络的故障检测，得到了故障的诊断，找到了故障的原因。将故障故障清除，使整个系统重新工作。一般情况下，在网络故障中，存在着一些物理装置之间的互连故障，或是硬件和线自身的故障；介绍了一种基于数据链的网络装置的界面结构。网络层网络协定组态或运作的问题；在传送层中，存在着器件的特性或通讯阻塞问题；第三级的CISCOIOS或者是Web应用软件的一个bug。对一个故障进行故障诊断的流程应当从实体层面沿OSI7级模式进行。首先是对实体层面进行检测，再对资料链接进行检测，以此来找出通讯失效的故障节点。直至整个体系通讯都是正确的。1.4计算机网络故障类型1.4.1线路故障在日常的网络维修中，故障的频率很高，大约有70%的故障发生。故障线一般包含有电线受损和有较强的EMI。检查方式：在很短的距离上，最容易的办法就是将网线的一端连接到RJ45的插槽中，在RJ45的插槽中，再把其他的连接到指定的HUB接口上。通过连接和关闭来判定。若导线稍微较大，或是网线难以移动，则使用测力仪进行检测。若有较大的线路，例如邮政、电信等，则须告知供货商，以便确认线路中途中断。针对有无重大EMI的检查，我们可以使用具有较高屏蔽强度的屏蔽线来进行通讯试验，若通讯良好，说明有EMI。应避免接触具有强烈电磁场的物体，例如：高压线路。若仍不正确，应该将故障线剔除，并将其它因素考虑在内。1.4.2端口故障故障埠一般包含了一个松开的插座和它自身的一个实体故障。检查法：这种故障一般会对与它有联系的其它装置的信号产生干扰。由于信号很容易辨认，可以根据信号的情况来推断故障的情况，以及可能的成因。也可以试试其他的埠，看看是否可以正常的连线。1.4.3集线器或路由器故障这里的中心或路由器故障是指在实体上受到破坏，使网络瘫痪。检查方式：一般最简单的办法就是取代分选，用通讯良好的网络和主设备将中心(或路由器)与之相连，如果通讯良好，则中心或路由器都是正确的；不然重新切换中心埠检查是否为故障或中心(或路由器)的故障；通常，中心(或路由器)上的灯也会显示故障信号，通常的接口应该是绿色的。如果无法进行正确的通讯，可以认为是中心或故障。1.4.4主机物理故障而对于网络卡故障来说，作者也将其归入到了主设备的物理故障中，由于大多数的网络卡都是安装在主设备中，通过主设备来实现设备的组态和通讯。也就是说，它可以被视为一个网络的终端。这种故障一般包含了网络卡片的松弛、网络卡片的故障、主机的网卡插口故障以及主机自身故障。排除方式：主机自身故障就不多说了，在此仅谈到主机和网络不能兼容的问题。针对网卡松动、网卡卡的故障卡的最佳方案是换卡。如果在网络卡的物理故障状态下，如果上面的改变不了问题，那么就将它放到其它运行良好的主机上进行测试，如果仍然不能使用的话。可以认为是网络卡的实体损伤，只要把它替换掉就行了。第二章常见计算机网络故障的判断2.1解决计算机网络故障的意义世界互联网在本世纪初迅速发展。把握机会，应对新的挑战，我国的互联网发展正在蓬勃发展。互联网接入项目正式启动，新一轮的网络建设热潮已然来临。网络故障是管理和使用网络，充分利用网络，充分利用网络资源的关键技术。文章首先简要地阐述了网络与路由器的基本原理，并对分级诊断技术作了简要的阐述，并对不同类型的路由器的故障进行了探讨，并对互联网中连接的故障故障进行了总结。2.2计算机网络故障判断步骤每块网卡都带有LED指示灯，位通常位于主机后部，绿色代表连接正确，有些绿灯和红灯同时显示，红色代表故障，不亮代表无连接或线路不通。表示灯光会随着资料传输量的变化而变得忽明忽暗。一般不传输资料时，网络卡上的指示器会发光，传输资料时会比较缓慢。快速的闪动。②将计算机与其它网线装置的跳线，网线是否正常。一般情况下，网络连接线内部断裂、双绞线、RJ-45晶体头部的不佳触点。可以通过测量来探测。③检查两侧RJ-45接头的位置。④资讯输出端有无故障。2.2.1故障的性能连接故障一般有下列情形：计算机不能在伺服器上登陆；②计算机不能在网络上使用网络；③计算机在“网上邻居”里，除了自己以外，没有其它计算机，因此，计算机也就没有了共享的信息，也就没有了其它计算机的打印机；④计算机不能在网上进行其它计算机的访问；⑤某些计算机在网络上的运转非常迟钝。第三章常见计算机网络故障的解决方法3.1解决网络故障的理论基础基本原理3.1.1国际标准化组织iso的开放系统互连参考模型物理层：物理层面是基准模式中的最底层。这一层次是通过将多个节点与装置相连而形成的网络通讯的数据传送媒介。它的主要作用是：通过传送媒体实现对数据链的物理链接，完成对数据的传送和错误的监测，从而实现了数据的透明传递。它的主要作用是：利用物理层所提供的业务，在各实体之间进行数据链路的链接，以“帧”为单元进行数据的传送，并利用错误的数据和流量的控制技术，将错误的物理电路转换为没有错误的数据链路。layer)是第三层次的基准模式。其基本特征是：为节点间的数据传送建立一个逻辑链接，该方法利用路由算法对数据包进行优化，使数据包能够在通信子网络中找到最佳的传输通路，从而达到拥塞控制和网络互联等作用。layer)是第四层次的基准模式。它的首要作用是为使用者提供一个能够解决数据包错误、包顺序和其它重要的传送问题的终端到终端的服务。由于传送层将底层资料通讯的详细资料隐藏在上层，所以传送层是计算机通讯架构的核心。layer)是第五层次的基准模式。它的主要作用是：承担维扩节点与节点的通信连接，保证节点对节点的通信不会被打断，并实现对节点的数据交换。显示层次：代表层是参照模式的第六层次。其主要作用有：对两种通讯系统进行数据格式转换、加密解密、数据压缩和还原等方面进行处理。申请层次：应用程序层次是参照模式的顶层。它的主要作用是：为各种应用程序提供大量的服务，例如：文件服务器，数据库服务，电子邮件和其它的网络软件服务。3.1.2网络通信协议常用的三个网络协议在网络中，各个工作站能够进行数据传送，都是因为有了这个协定。在互联网发展过程中，各种通讯手段层出不穷。要保证通讯顺利、稳定，各主机之间应采用统一的语言，不得有任何方言。很多协定都被发展出来了，但仍然保持着。这些协定被取消的因素很多，比如设计很差，实现很差，或者缺少支撑。这些被保存的协定经过了岁月的检验，变成了一种高效的交流方式。目前LAN中最常用的三种是MICROSOFT的NETBEUI、NOVELLIPX/SPX以及TCP/IP等。3.1.3CISCO路由器和交换机计算机辅助诊断是一项综合技术，它涵盖了多个领域。为了便于下文的论述，我们将从一个简单的介绍互联网和路由器的基础知识开始。计算机网是一个以计算机为基础的集和通讯设备构成的体系，它通过多种通讯方式，将分散在不同地域的基站连接起来，以实现彼此之间的通讯，并共享软件、硬件和数据。根据计算机的分布，计算机一般可以划分成LAN和WAN。网络的覆盖面很窄，从几千米到几十千米不等。网络的地域分布广泛，如校园，城市之间，甚至全球。随着计算机的不断发展，不同的网络互联方式也越来越多。通过统一的协议，可以方便地进行多个网络互联。互联网正是通过这样的方法来实现各个网络的连接。互联网以TCP/IP为通讯协定，把全球计算机网联结起来，是目前全球最大、最受欢迎的国际互联网。2.为实现计算机间的通讯，每个计算机互联的函数被分为一个确定的层级，指定同层进程的通讯协定以及邻近层间的接口与业务，将这些层、层进程通讯的协定以及邻近层间的介面称为网络架构。在现代计算机网络技术体系中，以OSI为代表的开放式系统互联基准模式(OSI)为中心。网络的物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、展示层、应用层。3.TCP/IP(TCP/IP)是一种由TCP/IP组成的网际连接协定。IP是由美国ARPANET网络发展而来，目前已经是国际互联网上通用的通讯协定。TCP/IP可以让计算机在不同的OS下进行有序的数据交互。3.2网络故障分层诊断技术实体层面和它的诊断。作为OSI层次结构的底层，物理层基于通讯介质，通过物理连接来完成系统与通讯介质的物理连接，并使各数据链接的实体能够进行透明的传送。为建立，维护和拆除计算机和web的实体联系提供一个业务。物理层面故障的重点在于设备的物理接线方法和线路的接线是否合适；仪器的结构和运行情况是否符合要求.判断路由器端口的实际连线状态的最好方式就是用显示interface指令来查看各个端口状态、说明画面的输出、端口状态、协议建立状态以及EIA状态。DatabaseLine层次和它的诊断。在不需要理解实体结构特性的情况下，就可以实现数据链路的可靠传递。在链路层次上，对经过链接的资料进行封装和解包，错误检测和纠正，以及协同媒体。在资料链路层次进行资料传送前，协定著重于构架与同步装置。在进行数据链接的查询与清除时，必须先查看路由器的组态，并检查共用的共用资料链路图。每个界面都要和其它与之通讯的装置一样包装。请检查它的包装，并看看它的组态，或是用show指令来看看对应介面的包装。3.2.1硬件诊断串口故障排除。当串行连接问题发生时，要想消除串行故障，通常先从显示interfaceserial命令入手，然后对其显示的报表进行解析，从而发现问题的根源。这个界面和线协定的状况由串行报表的开头所示。各种界面和线路协议可以采用如下方式：1)串口运行，线路协议运行，这是一个完整的运行状态。这个串行和线协定被初始化，并且有一个协定的生存资讯被进行了交流。2)串口操作，线路协议关闭，该显示器指示该路由器与一个装置相连，该装置具有一个载波探测讯号，表示该载波讯号存在于该本地及该遥控器之间，但该通讯装置并未适当地将该连接上的协议生存资讯进行交换。当路由器配置问题，调制解调器操作问题，租用线路干扰或者远端路由器故障问题，以及数字调制解调器的时钟问题，当两条数据链连在不同的子网中时，就会产生这种情况。3)断开串行和线规约，可以是通信系统的故障，电缆故障，或modem故障。4)当界面组态中的shutdown指令被键入时，串端口管理断开和线协定断开。键入“非”指令来开启“控制”。当一个界面和一个线协议同时工作时，尽管串口链路已经有了基础的通讯，但是，由于包的缺失和数据包的问题，还是有很多的故障问题。在一般的通讯中，界面的输入包和输出封不会遗失，或损失很少，并且没有增大。当数据包的损失规律地增大时，说明这个界面上的通讯流量超出了它所能承受的范围。要想得到更大的功率，就必须提高电力系统的能力。寻找其它原因造成的数据包遗失，检查显示interfaceserial指令的输出报表中的输入和输出维持排队的状况。如果在保留排队时，可以将数据分组的数目提高到最大的容许范围。3.2.2以太接口故障排除以太界面常见的故障问题包括：过度地占用带宽、经常发生的冲突和不相容的帧。通过showinterfaceethernet指令，您可以看到接口的吞吐量，冲突，包丢失，以及相关的帧类型，等等。1)网络的使用可以由观察该界面的吞吐量来探测。在较高比例的网络中，网络的传输能力会出现恶化。光纤网向以太网区的数据包将会导致以太端口被吞噬。在因特网出现这样的状况时，可以采取一些方法来最优界面，也就是在以太界面上使用非IP缓存指令，禁止快速变换，以及调节缓冲和维持排队。2)当两个界面都尝试向以太线发送数据分组时，会出现碰撞。在以太网上，需要的冲突数量非常小，而对于不同的网络需求也会有差异，通常会有3-5次的冲突发生时，需要找到冲突的根源。碰撞会导致拥挤，碰撞往往是因为电缆铺设过长，过度使用或者“聋”。以太网络的物理结构和布线方式应该充分考虑，如果采用过多的布线会导致更多的矛盾。第四章网络安全技术4.1包过滤技术分组过滤技术是一种以路由为基础的技术，它是通过对分组的目标地址、源地址和端口号码等进行筛选，然后再对分组进行分组筛选。在此基础上，封包过滤技术无法对报文中的用户及档案进行鉴别，仅对整个网络起到一定的防护作用。通常情况下，数据包的筛选需要两张网络卡片，其中一张是公共网络，另一张是内部网络。从而达到了在线通讯的双向、即时的双重监控。包过滤技术的优势在于其运算速率高，且与实际应用无关，但是它仅能够根据已有的信息包筛选的安全性准则来执行，而对特定的特定协议中所需要的服务的各个部分进行单独的处理，也就是说，它只是对特定的业务进行了机械的许可或者否决。并且无法对特定的业务进行管理。所以，当某些服务从非安全性的服务器上发出时，仅仅依赖数据包的过滤是无法有效地保护局域网的。4.2代理服务技术代理服务器也被称作是一个程序级防火墙，代理防火墙或者是一个程序入口，它通常用于一个特殊的程序。它既可以了解数据包头，也可以了解其自身的内容。在一个远距离使用者与一个执行Agent服务的网络连结时，该网络上的Agent伺服器会立即建