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世紀之交,全球因特網(wǎng)高速發(fā)展。抓住機遇,迎接挑戰(zhàn),我國的網(wǎng)絡建設方興未艾。政府上網(wǎng)工程拉開序幕,網(wǎng)絡建設的新已經(jīng)到來。網(wǎng)絡診斷是管好、用好網(wǎng)絡,使網(wǎng)絡發(fā)揮最大作用的重要技術工作之一。本文首先簡單介紹網(wǎng)絡及路由器的基本概念,簡述分層診斷技術,結(jié)合討論路由器各種接口的診斷,綜述互聯(lián)網(wǎng)絡連通性故障的排除。
二.網(wǎng)絡與路由器概述
網(wǎng)絡診斷是一門綜合性技術,涉及網(wǎng)絡技術的方方面面。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。
1.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。
2 .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。
3 .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)。
4 .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。
5 .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。
6.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的命令集、不同的操作權限和操作功能。基于安全目的,CISCO用戶界面中有兩級訪問權限:用戶級和特權級。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EXEC模式,又稱為配置模式。在特權級中,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。
三.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)羅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。
網(wǎng)絡故障以某種癥狀表現(xiàn)出來,故障癥狀包括一般性的(象用戶不能接入某個服務器)和較特殊的(如路由器不在路由表中)。對每一個癥狀使用特定的故障診斷工具和方法都能查找出一個或多個故障原因。一般故障排除模式如下:第一步,當分析網(wǎng)絡故障時,首先要清楚故障現(xiàn)象。應該詳細說明故障的癥侯和潛在的原因。為此,要確定故障的具體現(xiàn)象,然后確定造成這種故障現(xiàn)象的原因的類型。例如,主機不響應客戶請求服務??赡艿墓收显蚴侵鳈C配置問題、接口卡故障或路由器配置命令丟失等。第二步,收集需要的用于幫助隔離可能故障原因的信息。向用戶、網(wǎng)絡管理員、管理者和其他關鍵人物提一些和故障有關的問題。廣泛的從網(wǎng)絡管理系統(tǒng)、協(xié)議分析跟蹤、路由器診斷命令的輸出報告或軟件說明書中收集有用的信息。第三步,根據(jù)收集到的情況考慮可能的故障原因??梢愿鶕?jù)有關情況排除某些故障原因。例如,根據(jù)某些資料可以排除硬件故障,把注意力放軟件原因上。對于任何機會都應該設法減少可能的故障原因,以至于盡快的策劃出有效的故障診斷計劃。第四步,根據(jù)最后的可能的故障原因,建立一個診斷計劃。開始僅用一個最可能的故障原因進行診斷活動,這樣可以容易恢復到故障的原始狀態(tài)。如果一次同時考慮一個以上的故障原因,試圖返回故障原始狀態(tài)就困難的多了。第五步,執(zhí)行診斷計劃,認真做好每一步測試和觀察,直到故障癥狀消失。第六步,每改變一個參數(shù)都要確認其結(jié)果。分析結(jié)果確定問題是否解決,如果沒有解決,繼續(xù)下去,直到解決。
四.網(wǎng)絡故障分層診斷技術
1. 物理層及其診斷
物理層是OSI分層結(jié)構(gòu)體系中最基礎的一層,它建立在通信媒體的基礎上,實現(xiàn)系統(tǒng)和通信媒體的物理接口,為數(shù)據(jù)鏈路實體之間進行透明傳輸,為建立、保持和拆除計算機和網(wǎng)絡之間的物理連接提供服務。
物理層的故障主要表現(xiàn)在設備的物理連接方式是否恰當;連接電纜是否正確;MODEM、CSU/DSU等設備的配置及操作是否正確。
確定路由器端口物理連接是否完好的最佳方法是使用show interface命令,檢查每個端口的狀態(tài),解釋屏幕輸出信息,查看端口狀態(tài)、協(xié)議建立狀態(tài)和EIA狀態(tài)。
2. 數(shù)據(jù)鏈路層及其診斷
數(shù)據(jù)鏈路層的主要任務是使網(wǎng)絡層無須了解物理層的特征而獲得可靠的傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層為通過鏈路層的數(shù)據(jù)進行打包和解包、差錯檢測和一定的校正能力,并協(xié)調(diào)共享介質(zhì)。在數(shù)據(jù)鏈路層交換數(shù)據(jù)之前,協(xié)議關注的是形成幀和同步設備。
查找和排除數(shù)據(jù)鏈路層的故障,需要查看路由器的配置,檢查連接端口的共享同一數(shù)據(jù)鏈路層的封裝情況。每對接口要和與其通信的其他設備有相同的封裝。通過查看路由器的配置檢查其封裝,或者使用show命令查看相應接口的封裝情況。
3. 網(wǎng)絡層及其診斷
網(wǎng)絡層提供建立、保持和釋放網(wǎng)絡層連接的手段,包括路由選擇、流量控制、傳輸確認、中斷、差錯及故障恢復等。
排除網(wǎng)絡層故障的基本方法是:沿著從源到目標的路徑,查看路由器路由表,同時檢查路由器接口的IP地址。如果路由沒有在路由表中出現(xiàn),應該通過檢查來確定是否已經(jīng)輸入適當?shù)撵o態(tài)路由、默認路由或者動態(tài)路由。然后手工配置一些丟失的路由,或者排除一些動態(tài)路由選擇過程的故障,包括RIP或者IGRP路由協(xié)議出現(xiàn)的故障。例如,對于IGRP路由選擇信息只在同一自治系統(tǒng)號(AS)的系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù),查看路由器配置的自治系統(tǒng)號的匹配情況。
五.路由器接口故障排除
1. 串口故障排除
串口出現(xiàn)連通性問題時,為了排除串口故障,一般是從show interface serial命令開始,分析它的屏幕輸出報告內(nèi)容,找出問題之所在。串口報告的開始提供了該接口狀態(tài)和線路協(xié)議狀態(tài)。接口和線路協(xié)議的可能組合有以下幾種:1)串口運行、線路協(xié)議運行,這是完全的工作條件。該串口和線路協(xié)議已經(jīng)初始化,并正在交換協(xié)議的存活信息。2)串口運行、線路協(xié)議關閉,這個顯示說明路由器與提供載波檢測信號的設備連接,表明載波信號出現(xiàn)在本地和遠程的調(diào)制解調(diào)器之間,但沒有正確交換連接兩端的協(xié)議存活信息。可能的故障發(fā)生在路由器配置問題、調(diào)制解調(diào)器操作問題、租用線路干擾或遠程路由器故障,數(shù)字式調(diào)制解調(diào)器的時鐘問題,通過鏈路連接的兩個串口不在同一子網(wǎng)上,都會出現(xiàn)這個報告。3)串口和線路協(xié)議都關閉,可能是電信部門的線路故障、電纜故障或者是調(diào)制解調(diào)器故障。4)串口管理性關閉和線路協(xié)議關閉,這種情況是在接口配置中輸入了shutdown命令。通過輸入no shutdown命令,打開管理性關閉。
接口和線路協(xié)議都運行的狀況下,雖然串口鏈路的基本通信建立起來了,但仍然可能由于信息包丟失和信息包錯誤時會出現(xiàn)許多潛在的故障問題。正常通信時接口輸入或輸出信息包不應該丟失,或者丟失的量非常小,而且不會增加。如果信息包丟失有規(guī)律性增加,表明通過該接口傳輸?shù)耐ㄐ帕砍^接口所能處理的通信量。解決的辦法是增加線路容量。查找其他原因發(fā)生的信息包丟失,查看show interface serial命令的輸出報告中的輸入輸出保持隊列的狀態(tài)。當發(fā)現(xiàn)保持隊列中信息包數(shù)量達到了信息的最大允許值,可以增加保持隊列設置的大小。
2.以太接口故障排除
以太接口的典型故障問題是:帶寬的過分利用;碰撞沖突次數(shù)頻繁;使用不兼容的幀類型。使用show interface ethernet命令可以查看該接口的吞吐量、碰橦沖突、信息包丟失、和幀類型的有關內(nèi)容等。
1)通過查看接口的吞吐量可以檢測網(wǎng)絡的利用。如果網(wǎng)絡廣播信息包的百分比很高,網(wǎng)絡性能開始下降。光纖網(wǎng)轉(zhuǎn)換到以太網(wǎng)段的信息包可能會淹沒以太口?;ヂ?lián)網(wǎng)發(fā)生這種情況可以采用優(yōu)化接口的措施,即在以太接口使用no ip route-cache命令,禁用快速轉(zhuǎn)換,并且調(diào)整緩沖區(qū)和保持隊列。
2)兩個接口試圖同時傳輸信息包到以太電纜上時,將發(fā)生碰橦。以太網(wǎng)要求沖突次數(shù)很少,不同的網(wǎng)絡要求是不同的,一般情況發(fā)現(xiàn)沖突每秒有3、5次就應該查找沖突的原因了。碰橦沖突產(chǎn)生擁塞,碰橦沖突的原因通常是由于敷設的電纜過長、過分利用、或者“聾”節(jié)點。以太網(wǎng)絡在物理設計和敷設電纜系統(tǒng)管理方面應有所考慮,超規(guī)范敷設電纜可能引起更多的沖突發(fā)生。
3)如果接口和線路協(xié)議報告運行狀態(tài),并且節(jié)點的物理連接都完好,可是不能通信。引起問題的原因也可能是兩個節(jié)點使用了不兼容的幀類型。解決問題的辦法是重新配置使用相同幀類型。如果要求使用不同幀類型的同一網(wǎng)絡的兩個設備互相通信,可以在路由器接口使用子接口,并為每個子接口指定不同的封裝類型。
3. 異步通信口故障排除
互連網(wǎng)絡的運行中,異步通信口的任務是為用戶提供可靠服務,但又是故障多發(fā)部位。主要的問題是,在通過異步鏈路傳輸基于LAN通信量時,將丟失的信息包的量降止最少。
異步通信口故障一般的外部因素是:撥號鏈路性能低劣;電話網(wǎng)交換機的連接質(zhì)量問題;調(diào)制解調(diào)器的設置。檢查鏈路兩端使用的調(diào)制解調(diào)器:連接到遠程PC機端口調(diào)制解調(diào)器的問題不太多,因為每次生成新的撥號時通常都初始化調(diào)制解調(diào)器,利用大多數(shù)通信程序都能在發(fā)出撥號命令之前發(fā)送適當?shù)脑O置字符串;連接路由器端口的問題較多,這個調(diào)制解調(diào)器通常等待來自遠程調(diào)制解調(diào)器的連接,連接之前,并不接收設置字符串。如果調(diào)制解調(diào)器丟失了它的設置,應采用一種方法來初始化遠程調(diào)制解調(diào)器。簡單的辦法是使用可通過前面板配置的調(diào)制解調(diào)器,另一種方法是將調(diào)制解調(diào)器接到路由器的異步接口,建立反向telnet,發(fā)送設置命令配置調(diào)制解調(diào)器。
show interface async 命令、show line命令是診斷異步通信口故障使用最多的工具。show interface async 命令輸出報告中,接口狀態(tài)報告關閉的唯一的情況是接口沒有設置封裝類型。線路協(xié)議狀態(tài)顯示與串口線路協(xié)議顯示相同。show line命令顯示接口接收和傳輸速度設置以及EIA狀態(tài)顯示。show line命令可以認為是接口命令(show interface async)的擴展。show line命令輸出的EIA信號及網(wǎng)絡狀態(tài):
noCTS noDSR DTR RTS:調(diào)制解調(diào)器未與異步接口連接。
CTS noDSR DTR RTS:調(diào)制解調(diào)器與異步接口連接正常,但未連接遠程調(diào)制解調(diào)器。
CTS DSR DTR RTS:遠程調(diào)制解調(diào)器撥號進入并建立連接。
確定異步通信口故障一般可用下列步驟:檢查電纜線路質(zhì)量;檢查調(diào)制解調(diào)器的參數(shù)設置;檢查調(diào)制解調(diào)器的連接速度;檢查rxspeed 和txspeed是否與調(diào)制解調(diào)器的配置匹配;通過show interface async 命令和 show line命令查看端口的通信狀況;從show line命令的報告檢查EIA狀態(tài)顯示;檢查接口封裝;檢查信息包丟失及緩沖區(qū)丟失情況。
關鍵詞:校園網(wǎng);結(jié)構(gòu);故障;診斷;排除
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)33-9181-03
Network Fault Diagnosis and Elimination in the Campus Network of College
WU Tao
(Information and Engineering Department,Lu'an Vocational and Technical College, Lu'an 237158,China)
Abstract: Based on the rapid development of college campus network,the paper introduces the concept of college campus network and its basic composition. Meanwhile, the diagnosis and elimination of its common fault were narrated in details. The paper also provides different methods for the campus network users and working staff in the field of campus network management and maintenance to solve practical problems.
Key words: campus network; composition; fault; diagnosis; elimination
在21世紀的今天,大學校園作為培養(yǎng)世紀人才的搖籃,數(shù)字化進程日新月異,緊跟時代潮流。校園網(wǎng)給高校宣傳教育工作開辟了新的空間和渠道,同時也帶來了新的挑戰(zhàn),它是當代世界高新技術運用與大眾傳媒相結(jié)合的產(chǎn)物。網(wǎng)絡的規(guī)模不斷擴大、網(wǎng)絡的復雜性不斷增長,網(wǎng)絡管理的研究和應用已成為當今國際上網(wǎng)絡領域的一個重要課題。
1 校園網(wǎng)簡介
校園網(wǎng)是在學校區(qū)域內(nèi)為學校教育提供資源共享、信息交流和協(xié)同工作的計算機網(wǎng)絡信息系統(tǒng)。這里說的校園網(wǎng)是針對學校內(nèi)部的計算機網(wǎng)絡,不是一般的企業(yè)網(wǎng);它有自己的特點和規(guī)律,它要為學校的教育教學實現(xiàn)資源共享、信息交流、引導或輔助教學及協(xié)同工作等功能。校園網(wǎng)是利用現(xiàn)代網(wǎng)絡技術、多媒體技術及Internet技術等為基礎建立起來的計算機網(wǎng)絡,一方面連接學校內(nèi)部子網(wǎng)和分散于校園各處的計算機,另一方面作為勾通學校校園內(nèi)部網(wǎng)絡的橋梁。校園網(wǎng)是為學校的教學、管理、辦公、消息交流和通訊等服務的。
2 校園網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
校園網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與學校的層次結(jié)構(gòu)、校園網(wǎng)的規(guī)模和主干網(wǎng)的選擇關系密切。
2.1 校園網(wǎng)各層次構(gòu)成
1) 校園網(wǎng)層次的構(gòu)成
校園網(wǎng)建設依賴于校園網(wǎng)的大小和規(guī)模。根據(jù)校園網(wǎng)的大小和規(guī)模,可提供多種主干網(wǎng)絡及支干網(wǎng)絡的選配方式,然后根據(jù)自身網(wǎng)絡的情形進行搭配。
校園網(wǎng)層次化設計,使其網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)也就是主干和支干設備的選擇與相應的組織邏輯結(jié)構(gòu)相統(tǒng)一,這種設計的特點主要表現(xiàn)在:
(1) 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與實際的組織結(jié)構(gòu)相對應,數(shù)據(jù)流量相一致;
(2) 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的層次性對應于網(wǎng)絡功能的層次性:
學校級(Campus)――高速網(wǎng)絡數(shù)據(jù)連接;
部門級(Department)――傳送部門間的數(shù)據(jù):
工作組級(Workgroup)――連接用戶,傳送工作組間的數(shù)據(jù);
(3) 根據(jù)網(wǎng)絡功能的不同選擇相應的網(wǎng)絡設備:
(4) 網(wǎng)絡易于升級擴展。
2) 校園網(wǎng)絡規(guī)模
劃分校園網(wǎng)絡的大小主要依據(jù)以下三個方面的內(nèi)容,一是校園網(wǎng)網(wǎng)絡站點的多少;二是校園網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量大小;三是校園網(wǎng)的分散程度。按照這種劃分可以將校園網(wǎng)分為三個級別的網(wǎng)絡:小型、中型和大型。如表1所示。
2.2 主干網(wǎng)絡
1) 光纖分布數(shù)據(jù)接口(FDDI)
光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDI是目前成熟的LAN技術中傳輸速率最高的一種,可以提供100Mbps帶寬的高可靠性主干。但是價格高、網(wǎng)絡延遲大,帶寬難以擴展,技術上已顯得較為落后?,F(xiàn)在校園網(wǎng)很少采用FDDI組建主干網(wǎng)。
2) 異步傳輸模式(ATM)
異步傳輸模式ATM是作為下一代多媒體通信的主要高速網(wǎng)絡技術出現(xiàn)的,從其開發(fā)的一開始,ATM就被設計成能提供聲音、視頻和數(shù)據(jù)傳輸。它為寬帶綜合業(yè)務數(shù)字信號提供了一種傳輸、復用和交換的方法,使語音、數(shù)據(jù)、圖形和影視以固定的信元長度在一個網(wǎng)中傳輸,提高了傳輸速率。
ATM作為校園網(wǎng)主干有以下優(yōu)勢:
(1) ATM的容錯功能很強;
(2) ATM易于擴展至極高的速率;
(3) ATM的VLAN功能,可以提供設備間很高的傳輸速率;
(4) ATM對實時的語音和圖像傳輸延時較小;
(5) 校園網(wǎng)主干采用ATM技術易于與采用ATM設備的廣域網(wǎng)實現(xiàn)無縫連接。
3) 千兆以太網(wǎng)
以太網(wǎng)的快速發(fā)展先后經(jīng)歷了快速以太網(wǎng),交換式以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)。目前,千兆以太網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成為主流網(wǎng)絡技術。同其他高速網(wǎng)絡技術相比,千兆以太網(wǎng)最大的優(yōu)點在于它對現(xiàn)有以太網(wǎng)具有良好的兼容性。廣大的以太網(wǎng)用戶(特別是校園網(wǎng))可以對現(xiàn)有以太網(wǎng)進行平滑的升級,千兆以太網(wǎng)已成為校園網(wǎng)首選的主干網(wǎng)。千兆以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)和以太網(wǎng)的主要技術特性的比較,如表2所示。
4) 虛擬網(wǎng)(VLAN)
虛擬網(wǎng)VLAN在邏輯上類似于廣播域。或者說,可以將虛擬網(wǎng)VLAN類比成一組終端用戶的集合。它是一種通過將局域網(wǎng)內(nèi)的設備邏輯地劃分成一個個網(wǎng)段從而實現(xiàn)虛擬工作組的新興技術。網(wǎng)絡管理員可以根據(jù)需要的不同,通過網(wǎng)絡軟件靈活地建立和配置相應的虛擬網(wǎng),并為每個虛擬網(wǎng)分配所需的網(wǎng)絡帶寬。
合理地劃分VLAN對于校園網(wǎng)來說是十分關鍵的。VLAN的設計是系統(tǒng)集成的重點之一,由于劃分VLAN必須參照網(wǎng)絡安全原則及網(wǎng)絡流量分析,因此,VLAN的劃分要按照“事先設計,運行調(diào)整”的思路進行。
一般情況下,校園網(wǎng)從物理位置和邏輯功能上可劃分為教學網(wǎng)、辦公網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)等,由于各網(wǎng)段內(nèi)對具體資源及數(shù)據(jù)安全要求都不相同,所以從內(nèi)部網(wǎng)絡的安全角度考慮,對于各部門之間應該劃分VLAN,以便于采用基于策略的訪問控制。VLAN技術將整個網(wǎng)絡終端根據(jù)安全和流量均衡原則劃分為多個子網(wǎng),大大降低了廣播包對整個網(wǎng)絡帶寬的消耗,提高了網(wǎng)絡的運行效率。
2.3 校園網(wǎng)的結(jié)構(gòu)描述
根據(jù)防火墻和Internet接入方式的不同,一般將整個校園網(wǎng)以防火墻為中心分為三個部分:內(nèi)網(wǎng)區(qū)、外網(wǎng)區(qū)和服務區(qū)。內(nèi)網(wǎng)區(qū)主要是校園網(wǎng)內(nèi)部用戶的集合,具體為學校辦公用戶、移動用戶、內(nèi)網(wǎng)學生上機等;外網(wǎng)區(qū)主要是指整個校園網(wǎng)的Internet接入;服務區(qū)提供整個校園網(wǎng)的網(wǎng)絡功能,它是整個校園網(wǎng)的中心。
一、一次只進行一次修改
這可能一條是最重要的法則。如果你時間比較緊張的話,這條法則可能是最難遵守的一條。你可以考慮問題的多個來源,但不要進行多個修改。否則,在你結(jié)束故障診斷的時候,就不能確切地知道自己是怎樣修復該問題的。更壞的情況是,可能由于多個修改導致出現(xiàn)別的問題,以至于新問題的出現(xiàn)掩蓋了用于解決原問題的方法。
例如,在對防火墻進行估值診斷的時候,我們將客戶在外部位置與內(nèi)部位置之間進行移動;而同時,在我們分析防火墻配置的時候,不對防火墻配置進行修改。結(jié)果,我們知道該問題依賴于客戶位置。如果我們同時修改了防火墻規(guī)則,那么在移動客戶位置時并不一定能證明問題與移動客戶有關;我們可能已經(jīng)錯誤地將注意力集中在防火墻規(guī)則集的變更上了。
二、開放思維
在解決一個困難的問題是,開放思維顯得十分重要。大多數(shù)人,尤其是有經(jīng)驗的同志,傾向于在一個幾乎非意識的層面思考問題的許多方面。當你向希望了解結(jié)論又來的人進行解釋時,是否遇到過麻煩呢?或者是不是不知如何向他進行解釋呢?有時候,這些結(jié)論看起來是可靠的,它們來源于以前的經(jīng)驗,但已經(jīng)融入到了自己的經(jīng)驗法則中。然而,有時候,這些結(jié)論受到不準確的感受、錯誤的假定、個人動機一級其他人為因素的影響。如果你認為在配置防火墻時沒有出現(xiàn)錯誤――一種很自然的假定――你也許不會認真分析防火墻配置。如果可行的話,與另一個同志一同工作,這樣有助于彼此客觀地開展工作。
三、換個角度考慮
有時候,當你不能看出問題的解決方法時,就需要換一個角度進行思考。當對問題進行故障診斷時,如果出現(xiàn)了死角,則反過來進行思考,這樣或許能夠提供很大的幫助。有系統(tǒng)地將你已經(jīng)經(jīng)歷的步驟向某個人解釋,這樣,你會發(fā)現(xiàn)自己的故障診斷方法中存在的漏洞。在任何情況下,靈感是一種強大的故障診斷手段,當難于找到一種解決方法時,靈感是必不可少的。
四、將重點一直放在問題修復上
我們認為,在你不清楚問題的起因之前,該問題是不會得到真正修復的。如果你不了解問題的真正起因,那么,即使這次修復了該問題,該問題也有可能在以后再次出現(xiàn)。當然,這時應當考慮具體的上下文。修復問題通常要比解釋問題發(fā)生的原因容易。如果該問題目前亟待解決,否則會直接影響到用戶的感受,則先修復它,然后再在以后調(diào)查問題的起因。
例如,我們可能很容易修復防火墻的問題――只需將備用的防火墻掛上去就行了。如果當時是上級部門緊急情況,我們當然會采取這種方法。那么一旦下次,備用的防火墻也出了問題,還會怎么辦呢?
五、不要實現(xiàn)一種比原問題帶來更多麻煩的修復方法
通常,這條準則值得考慮。你很可能不會通過查看線纜的某端來診斷光纖的問題。同時,與修復有關的麻煩不總是立刻就能察覺到,當你正在修復安全問題時,尤其如此。通常,為了讓某個服務或設備工作,安全問題往往不是很受重視。從長時間的角度來看,相對于原來的問題而言,新出現(xiàn)的問題會更加麻煩。例如,你不應當通過在規(guī)則集的頂上設置一條“允許任何東西”規(guī)則來修復防火墻問題。
六、應當記?。鹤铍y于診斷的問題往往是最容易忽略的問題
關鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡;故障診斷;分布式;累積和控制圖;中值絕對偏差
中圖分類號:TP393
文獻標志碼:A
文章編號:1001-9081(2016)11-3016-05
0 引言
無線傳感網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network,WSN)是由無數(shù)成本低廉、體積微小的傳感器節(jié)點組成,通常被隨機放置在監(jiān)測區(qū)域中,節(jié)點之間以多跳的形式對采集數(shù)據(jù)進行傳輸,最后將這些數(shù)據(jù)以無線通信的方式傳送給觀測者[1]。如今,無線傳感器網(wǎng)絡已經(jīng)廣泛應用于許多領域,如交通監(jiān)控、工業(yè)控制、氣象觀測[2-4]。由于無線氣象傳感網(wǎng)的節(jié)點計算能力和能量有限,氣象信息具有復雜性、數(shù)據(jù)突發(fā)性等特點,自節(jié)點部署開始,經(jīng)過較長時間運行后可能會發(fā)生故障,但是由于氣象傳感網(wǎng)處在無人監(jiān)控和檢查的位置,節(jié)點本身運行的狀態(tài)無從得知,為了更好地了解節(jié)點狀態(tài),就需要對節(jié)點進行故障檢測。
現(xiàn)階段,無線傳感器網(wǎng)絡的故障檢測根據(jù)任務執(zhí)行主體可分為集中式檢測和分布式檢測[5]。集中式檢測算法中,文獻[6]首先將感知數(shù)據(jù)變換為故障特征空間中的向量,然后依據(jù)已知故障數(shù)據(jù)庫向用戶指示需要采取的相關措施(如校準、驗證讀數(shù)等),最后用戶根據(jù)傳感器的實際情況對故障數(shù)據(jù)庫進行更新,從而改進與優(yōu)化故障檢測系統(tǒng)。對于大規(guī)模無線傳感網(wǎng)絡來說,目前基于匯聚節(jié)點的診斷方法存在許多缺點。首先,主動信息收集會導致通信方面的巨大開銷,大幅縮短了網(wǎng)絡系統(tǒng)的壽命;其次,由于網(wǎng)絡規(guī)模不斷擴大和不可靠的無線通信,后端上的故障推理機常常獲得不完整和不確定的信息,明顯降低了檢測精度; 最后,在匯聚節(jié)點上故障診斷方法的診斷延遲非常高[7]。
文獻[8]提出了一種分布式無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點故障診斷(Distributed Fault Detection,DFD)算法,事先設定固定閾值,將節(jié)點自身的傳感器測量值與鄰居節(jié)點相比較來判斷節(jié)點自身是否發(fā)生故障。但是該算法在節(jié)點的鄰居數(shù)較少或者整個網(wǎng)絡中節(jié)點發(fā)生故障概率較大時,故障診斷精度會大幅下降。文獻[9]通過融合鄰居節(jié)點的測量數(shù)據(jù)并對鄰居節(jié)點測量數(shù)據(jù)進行加權,衡量測量節(jié)點與節(jié)點的數(shù)據(jù)之間差異的方法最終判斷節(jié)點故障狀態(tài)。針對WSN中節(jié)點故障原因復雜,文獻[10]提出了一個WSN節(jié)點故障診斷方法,可以實現(xiàn)對具體故障進行診斷和判定,但是算法復雜性比較大,不適合節(jié)點數(shù)量較大的網(wǎng)絡。文獻[11]提出一種通過觀察節(jié)點采樣值數(shù)據(jù)變化率與時間特性相似度,判斷是事件發(fā)生還是節(jié)點故障的事件檢測方法。由于引入了節(jié)點可信度自適應調(diào)整機制,通過不斷排除故障節(jié)點,該方法能夠獲得較高的故障識別率。
現(xiàn)有的分布式故障診斷算法沒有充分利用傳感器節(jié)點采集數(shù)據(jù)的特點,使得算法的復雜度較高;僅僅利用傳感器網(wǎng)絡具有空間相關性的特點來實現(xiàn)故障檢測,消耗大量的能量,尤其是對于大規(guī)模無線傳感網(wǎng)絡而言?;谏鲜龇治觯疚牟捎梅植际焦?jié)點故障診斷算法,通過無線氣象傳感網(wǎng)內(nèi)節(jié)點上搭載的氣象傳感器,對氣象要素進行采集,利用節(jié)點之間的氣象要素值存在時空相關性的特點,改進分布式節(jié)點故障診斷方法。通過節(jié)點自身歷史數(shù)據(jù)和鄰居協(xié)作方法融合進而提高無線氣象傳感器網(wǎng)絡的故障診斷精度,同時降低故障診斷的誤報率,節(jié)省節(jié)點間頻繁交互產(chǎn)生的開銷,使算法更加適用于節(jié)點資源有限的大規(guī)模無線氣象傳感網(wǎng)絡。
為了檢測錯誤的測量值,每個節(jié)點發(fā)生故障的概率相互獨立。無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點故障分為兩類:硬故障和軟故障。當傳感器節(jié)點的某一模塊發(fā)生損壞而造成無法通信,稱之為硬故障;當傳感器節(jié)點雖然發(fā)生故障,但是仍然具有接收、發(fā)送、采集及處理數(shù)據(jù)的能力,只是節(jié)點采集的數(shù)據(jù)是錯誤的,稱之為軟故障。圖1中為節(jié)點s6發(fā)生軟故障的節(jié)點。在分布式傳感器網(wǎng)絡故障診斷算法里,針對的主要是節(jié)點軟故障的檢測;若周圍的鄰居節(jié)點都檢測不到某個節(jié)點,則可以判定該節(jié)點發(fā)生硬故障。
2 故障診斷算法
2.1 符號說明
相關符號說明如表1所示。
2.2 異常時間點的定位
由于傳感器節(jié)點有限的計算和存儲資源,使用一個輕量級的方法,將累積和控制圖和引導相結(jié)合來檢測觀測節(jié)點在滑動窗口下歷史數(shù)據(jù)的變化。本文采用累積和控制圖(Cumulative Sum Control Chart, CUSUM)結(jié)合引導方案來確定參數(shù)值是否發(fā)生了顯著變化[12]。
2.2.1 累積和控制圖的計算
累積和控制圖(CUSUM)主要依據(jù)序貫分析原理,對歷史采樣數(shù)據(jù)的偏差進行持續(xù)累積,更加靈敏地判斷出節(jié)點的失控或者受控狀態(tài),有效地提高了發(fā)現(xiàn)節(jié)點異常的靈敏度。CUSUM是基于原始的時間序列構(gòu)成。本文使用基于滑動窗口的策略來緩存最新的參數(shù)測量值。如圖2(a)所示,假設時間窗口的大小w為30,某個傳感器節(jié)點儲存最新的30個感知數(shù)據(jù)。
首先計算這組數(shù)據(jù)序列的累積和控制圖。設節(jié)點采樣時間間隔為T,T的選擇和系統(tǒng)響應時間相關,T應足夠大,以保證節(jié)點可以在采樣間隔時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)處理和發(fā)送[13]。設在t時刻節(jié)點si采集的數(shù)據(jù)Xti。對于數(shù)據(jù){Xj*Ti}(1≤j≤w)表示為該數(shù)據(jù)序列上的數(shù)據(jù)點集合。累積和用{Cj}表示。這里定義C0=0,其他的累積和通過當前測量值與所有累積和的均值加上前一個累積和得出。具體計算公式如下:
累積和控制圖如圖2(b)所示。在累積和控制圖里,直線表明原始的值是相對穩(wěn)定,波動的線是由原始測量值的變化量引起。累積和趨勢在圖中向上傾斜表明,這一時期的值高于總體的平均值;反之則低于總體的平均值。并且測定結(jié)果和預期值之間的差異愈大,累積和圖的傾斜愈陡。CUSUM算法優(yōu)勢在于將整個過程小偏移累加起來,起到放大作用,提高小偏移的靈敏度。并且,通過觀察傾斜程度的變化,可找到過程出現(xiàn)變化的點。在每個時間窗口結(jié)束時,算法計算數(shù)據(jù)是否有任何突變:如果有,作為一個傳感器的異常時間點被標記。
圖2(b)中CUSUM曲線在C13變化,可以推斷這里是一個突變。由于無線氣象傳感網(wǎng)絡是一個以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡,氣息要素具有實時更新和數(shù)據(jù)量大等特點,這里我們使用引導分析方案來對決策設置一個置信度來進一步提高檢測的精度和效率。如果沒有異常時間點,那么隨機重新排序的數(shù)據(jù)序列會模仿原始的累積和控制圖。
3 實驗與分析
本文使用Matlab軟件進行了一些實驗來評估所提算法的性能。所模擬的WSN監(jiān)測區(qū)域為一個32×32單元的區(qū)域。假定1024個節(jié)點隨機部署且不可移動,不失一般性,我們假設每個節(jié)點的位置可以通過GPS或者其他定位技術得到,并且具有相同的通信半徑。實驗中節(jié)點上的感知數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布,并且設θ1=90%,θ2=3。實驗分別從故障檢測精度和誤報率兩個方面對分布式故障檢測(Distributed Fault Detection,DFD)[8]與本文算法(Self-Distributed Fault Detection,SDFD)方法進行仿真與比較。為了使實驗結(jié)果更為客觀并消除隨機性因素,本文將每項實驗進行100次后計算平均值從而得出最終的實驗結(jié)果。
3.1 檢測精度
所謂檢測精度(Detection Accuracy,DA)指檢測出的故障數(shù)與所有故障數(shù)量的比值即:
DA=(|F∩Q|)/|Q|(15)
其中:F表示算法檢測到故障節(jié)點總數(shù),Q表示實際故障節(jié)點數(shù)。
圖4分別表示在節(jié)點平均鄰居節(jié)點數(shù)為10、15、20時節(jié)點故障診斷精度隨節(jié)點故障率變化的趨勢。從圖4中可以看出,在相同的平均鄰居節(jié)點數(shù)下,兩種算法的故障診斷精度都隨節(jié)點故障率的增大而下降;當故障率大于15%時,在相同的平均鄰居節(jié)點數(shù)和節(jié)點故障率下,本文算法的故障診斷精度明顯優(yōu)于DFD算法的故障診斷精度。由此可見,SDFD算法解決了隨著節(jié)點故障率增大而造成傳統(tǒng)鄰居協(xié)作方法失效的問題,當節(jié)點故障率較高、平均鄰居節(jié)點數(shù)較少時,也能達到較高的故障診斷精度。以圖4(b)為例,當節(jié)點故障率大于35%時,DFD算法的故障診斷精度迅速降低,而本文算法仍能達到90%以上的故障診斷精度。
3.2 誤報率
故障誤報率(False Alarm Ratio,F(xiàn)AR)指把正常節(jié)點誤判為故障節(jié)點的數(shù)目與正常節(jié)點總數(shù)的比值即:
其中:N為無線傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)點總數(shù),F(xiàn)表示算法檢測到故障節(jié)點總數(shù),Q表示實際故障節(jié)點數(shù)。
圖5分別表示在節(jié)點平均鄰居節(jié)點數(shù)為10、15、20時節(jié)點誤報率隨節(jié)點故障率變化的趨勢。隨著節(jié)點的故障率增大,算法的誤報率隨之增加。從誤報率來看,DFD算法隨著節(jié)點故障率的增大而增大,但本文中算法的誤報率幾乎為0。圖5(b)中,在節(jié)點故障率為50%時,本文算法的誤報率仍然低于3%,相對于DFD算法降低了22%。這是由于在DFD算法中,要利用鄰居節(jié)點的感知數(shù)據(jù)進行比較,對所有分布在目標區(qū)域的節(jié)點與多個采樣時間進行故障診斷,尤其是在節(jié)點故障率較高時,耗費巨大能量的同時產(chǎn)生了大量的冗余計算,較多故障的鄰居節(jié)點的感知數(shù)據(jù)造成了算法的誤判;而SDFD算法,只需定位出發(fā)生異常的時刻,排除了數(shù)據(jù)正常的時刻,并且利用中值絕對偏差的方法進而降低了大量的計算與通信開銷,同時避免了很多冗余信息所造成的誤判。
4 結(jié)語
針對故障檢測算法計算冗余量大、誤報率高的缺點,本文討論了無線氣象傳感網(wǎng)絡下一種分布式的輕量級的故障診斷算法,該方法充分利用傳感器節(jié)點所采集氣象要素的時空相關性特點,引入 CUSUM方法分析單個節(jié)點上的歷史數(shù)據(jù),結(jié)合網(wǎng)絡內(nèi)鄰居節(jié)點間的數(shù)據(jù)交換和相互測試,對網(wǎng)絡中節(jié)點故障與否作出判斷,提高了診斷精度的同時降低了誤報率,尤其在大量冗余信息和節(jié)點故障率較高的情況下,仍能有效準確地進行故障診斷。實驗結(jié)果表明,在相同情況下,本文算法相比DFD算法能夠獲得較低的誤報率以及較高的故障檢測精度。下一步工作中,將深入研究本文提出的算法在復雜實際環(huán)境下的適用性,需要進一步優(yōu)化算法,減少實際物理環(huán)境對算法性能所造成的干擾。
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【關鍵詞】 網(wǎng)絡故障 快速 診斷
1 網(wǎng)絡故障診斷原則
網(wǎng)絡診斷是一門綜合性技術,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。
2 網(wǎng)絡故障診斷目的
確定故障點,恢復網(wǎng)絡的正常運行;發(fā)現(xiàn)規(guī)劃和配置中欠佳之處,改善和優(yōu)化網(wǎng)絡性能;觀察運行狀況,及時預測網(wǎng)絡通信質(zhì)量。
3 網(wǎng)絡故障分類
3.1 物理故障:主要指設備或線路損壞、插頭松動、嚴重電磁干擾等情況
①線路故障。首先用ping或fping來檢查線路的連通性。ping一般一次只能檢測到一端到另一端的連通性,fping一次可ping多個ip地址,能一次檢測一端到多端的連通性。如果連續(xù)幾次ping都出現(xiàn)“request time out”信息,表明網(wǎng)絡不通,這時就要檢查端口插頭。
②路由器故障。檢測這種故障,需要利用mib變量瀏覽器,用它收集路由器的路由表端口流量數(shù)據(jù)、計費數(shù)據(jù)、路由器cpu的溫度、負載以及路由器的內(nèi)存余量等數(shù)據(jù),通常情況下網(wǎng)絡管理系統(tǒng)有專門的管理進程不斷檢測路由器的關鍵數(shù)據(jù),并及時給出報警。路由器cpu利用率過高和路由器內(nèi)存余量太小都直接影響到網(wǎng)絡服務的質(zhì)量。
③主機故障。該故障常見現(xiàn)象就是主機配置不當。如ip地址配置與其它主機沖突,或ip地址根本不存在,由此導致主機無法連通。另一故障就是安全故障。如,主機沒有控制其上的finger、rpc、rlogin等服務,攻擊者可以通過這些多余進程的正常服務或bug攻擊該主機,甚至得到管理員權限。發(fā)現(xiàn)主機故障一般比較困難,特別遇到黑客,一般可以通過監(jiān)視主機的流量或掃描主機端口和服務來防止可能的漏洞,日常使用過程中,一定要安裝防火墻。
3.2 邏輯故障
邏輯故障一般是配置錯誤,也就是網(wǎng)絡設備的配置原因?qū)е碌木W(wǎng)絡異?;蚬收稀E渲缅e誤可能是路由器端口參數(shù)設定有誤,或路由器配置錯誤以至于路由器循環(huán)或找不到遠端地址,或者路由器掩碼錯誤等。
邏輯故障的另一類就是一些重要進程或者端口關閉,以及系統(tǒng)的負載過高。比如也是線路中斷,沒有流量,用ping發(fā)現(xiàn)線路端口不通,檢查發(fā)現(xiàn)該端口處于down的狀態(tài),這就表明該端口已經(jīng)關閉,導致故障,這時只需重新啟動該端口就可以了。還有一種情況是路由器的負載過高,表現(xiàn)為路由器cpu溫度、利用率太高,內(nèi)存剩余太少等,如果因此影響網(wǎng)絡服務之來能夠,就直接的方法就是:更換更好的路由器。
4 網(wǎng)絡故障診斷的步驟
(1)分析故障時,要清楚故障現(xiàn)象,然后確定造成這種故障的原因。如,主機不響應客戶請求服務,可能是主機配置不當、接口卡故障或路由器配置命令丟失等。
(2)收集需要的用語幫助隔離可能故障原因的信息。向用戶提一些和故障有關的問題并從網(wǎng)絡管理系統(tǒng)、協(xié)議分析跟蹤、路由器診斷命令的輸出報告或軟件說明書中收集有用信息。
(3)根據(jù)收集到的情況考慮可能的故障原因、排除某些原因。如,根據(jù)某些資料可以排除硬件故障,就把注意力放在軟件上,對于任何機會都應該設法減少可能的故障原因,以至于盡快給出有效的診斷。
(4)根據(jù)最后的可能原因,建立診斷計劃,開始僅用一個最可能的故障原因進行診斷活動,最好不要一次考慮多個故障原因來處理。
(5)執(zhí)行診斷計劃,認真做好每步測試和觀察,直到故障現(xiàn)象消失。
(6)每改變一個參數(shù)都要確認其結(jié)果,分析結(jié)果確定問題是否解決,如果沒有解決,繼續(xù)下去,直到解決。
5 網(wǎng)絡故障排除常用的網(wǎng)絡命令
(1)Ping:ping某個地址或者主機名,執(zhí)行顯示響應時間,表明ping成功,當前主機與目的主機存在一條連通的物理路徑。ping成功,網(wǎng)絡不通,問題在網(wǎng)絡系統(tǒng)的軟件配置方面;若ping不成功,則線路不通,網(wǎng)絡適配器配置不正確,網(wǎng)絡連接被禁用或ip地址配置不正確等。
(2)Ipconfig:當主機系統(tǒng)能到達遠程主機但不能到達本地子網(wǎng)中的其他主機時,表示子網(wǎng)掩碼設置有問題,進行修改后故障便不會再出現(xiàn),鍵入ipconfig/?可獲得使用幫助。
(3)Netstat:該命令列出本機和外部開放的端口及相應協(xié)議,也能看與本機聯(lián)機的IP。但最主要是用來看端口,通過顯示出的端口,我們能注意到哪些可能有問題,可以發(fā)現(xiàn)可疑程序打開了某個可疑端口,從而解決問題。
(4)Tracert:主要用于追蹤本地網(wǎng)絡到目的網(wǎng)絡之間經(jīng)過了多少臺路由器。通過此信息我們可以檢查網(wǎng)絡故障的發(fā)生點。
(5)還有Route、Net、arp、nbtstat、ftp等等命令可能幫助我們處理網(wǎng)絡故障。
6 常見網(wǎng)絡故障排出工具:
萬用表、時域反射儀、高級電纜測試器、示波器、協(xié)議分析器等,了解這些工具的特性用途,熟悉操作方法對我們快速診斷網(wǎng)絡故障提供幫助。
附:日常網(wǎng)絡故障解決案例:
故障一:交換機堆疊在一起,網(wǎng)絡就變得非常慢,拆散交換機堆疊,網(wǎng)絡就重新快起來。
解決方案:問題在于一個有缺陷的堆疊矩陣模塊或堆疊接口模塊或堆疊表,改變堆疊模塊后將解決這類問題。
故障二:交換機變得比10m集線器還要慢,將交換機端口設置成10m,那么網(wǎng)絡速率將恢復到10m交換機應有的狀態(tài),但是當端口被設置自適應或100m時,傳輸速率將變得非常低,甚至遠遠低于10m集線器,通過用戶操控臺電纜或設備視圖檢查受影響端口的情況,會發(fā)現(xiàn)該端口上有許多“短路”現(xiàn)象。
解決方案;這種情況是電磁干擾導致的,主要是設備室與電源電纜或電源開關機柜非常接近,而電源開關機柜的屏蔽效果不太好,解決方法是屏蔽電磁干擾。
故障三:交換機的一個端口變得非常緩慢,最后使整個交換機或整個堆疊都慢下來,通過控制臺檢查交換機的狀態(tài),發(fā)現(xiàn)交換機的緩沖池增長的非??欤_到了90%或更多。
解決方案:不可預見的環(huán)境干擾也可能減慢交換機的速率,因為環(huán)境干擾會終止一個端口的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā),并占滿交換機的緩沖池,最好解決方法就是重新設置出錯的端口。
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