第八章 网络故障检测与排除 《计算机网络技术》（北京理工大学出版社）同步教学 课件

计算机网络技术 项目8 网络故障检测与排除 +互联网 学 习 内 容 常见网络故障排除工具 1 故障排除工具使用 2 3 综合案例 +互联网 8.1 识别网络故障 任务1：识别网络故障 网络故障诊断是从故障现象出发，以网络诊断工具为手段获取诊断信息，确定网络故障点，查找问题的根源，排除故障，恢复网络的正常运行。网络故障诊断应该实现三方面的目的：确定网络的故障点，恢复网络的正常运行；发现网络规划和配置中欠佳之处，改善和优化网络的性能；观察网络的运行状况，及时预测网络通信质量。 +互联网 1. 连通性故障 连通性故障的表现形式主要有以下几种。 （1） 硬件、介质、电源故障：硬件故障是引起连通性故障的最常见原因。 （2） 配置错误：设备的正常运行离不开软件的正确配置。 （3） 设备间兼容性问题：计算机网络的构建需要许多网络设备，从终端PC到 网络核心的路由器、交换机，同时网络也很可能是由多个厂商的网络设备 组成的，这时，网络设备的互操作性显得十分必要。 任务1：识别网络故障 +互联网 任务1：识别网络故障 8.1.1 网络故障排除综述 前面基本了解了计算机网络故障的大致种类，那么，如何排除网络故障呢？ （1） 故障现象观察。 （2） 故障相关信息收集。 （3） 经验判断和理论分析。 （4） 各种可能原因列表。 （5） 对每一原因实施排错方案 （6） 观察故障排除结果。 （7） 循环进行故障排除过程。 +互联网 任务1：识别网络故障 现有的网络技术模型基本都是分层设计的。当网络模型的所有底层结构工作正常时，它的高层结构才能正常工作。层次化的网络故障分析法有利于快速及准确进行故障定位。 1.物理层 : （1） 线路方面故障。 （2） 端口设置方面的故障。 （3） 集线器故障。 （4） 电源故障。 （5） 网卡故障。 8.1.2 网络故障排除方法 +互联网 任务1：识别网络故障 2.数据链路层 （1） 数据链路层数据帧的问题，包括帧错发、帧重发、丢帧和帧碰撞； （2） 流量控制问题； （3） 数据链路层地址的设置问题； （4） 链路协议的建立问题，在连接端口应该使用同一数据链路层协议封装； （5） 同步通信的时钟问题，表现在端口上设置了不正确的时钟； （6） 数据终端设备的数据链路层驱动程序的加载问题。 +互联网 任务1：识别网络故障 3.网络层 网络层负责实现数据的分段封装与重组以及差错报告，更重要的是它负责信息通过网络的最佳路径的选择。 其主要故障有： （1）地址错误和子网掩码错误； （2）网络地址重复； （3）路由协议配置错误。 排除网络层故障的基本方法是：沿着从源到目的地的路径查看到路由器上的路由表，同时检查那些路由器接口的IP地址是否正确。如果所需路由没有在路由表中出现，就应该检查路由器上的相关配置，然后手动添加静态路由或排除动态路由协议的故障以使路由表更新。 +互联网 任务1：识别网络故障 4.传输层、应用层 传输层传输层负责端到端的数据传输；应用层是各种网络应用软件工作的地方。其主要故障有： （1） 数据包差错检查； （2） 操作系统的系统资源（如CPU、内存、输入输出系统、核心进程等）的运行状况； （3） 应用程序对系统资源的占用和调度； （4） 管理方面问题，如安全管理、用户管理等。 排除传输层、应用层故障的基本方法是：检查网络中的计算机、服务器等网络终端，确保应用程序正常工作。 +互联网 8.1.3 任务实战：在Cisco Packet Tracer中进行故障检测与排除 任务目的：训练Cisco交换机基本故障的排错能力；强化Cisco交换机的基本命令 配置能力。 任务内容：通过检查、分析和排除网络故障，实现设备互相通信。 任务环境： Cisco Packet Tracer 6.0。 任务步骤： 步骤1：问题描述：某办公网络拓扑结构，计算机与交换机之间丢包严重，致使相互之间不能正常通信。 任务1：识别网络故障 +互联网 任务1：识别网络故障 步骤2：原因分析。 （1） 网线问题，需检查网线的好坏； （2） 检查PC网卡和Switch f0/1模块的好坏； （3） 从警告可以估计到与双工模式有关，需进行配置分析。因为Switch 以太网口默认速率情况是100 MB的，而PC的网卡速率也是100 MB 的，两者很可能因为双工模式不匹配，造成网络的物理连接不通。 +互联网 任务1：识别网络故障 步骤3：查找故障。 （1） 监测网线，测试结果正常； （2） 监测PC网卡，测试结果正常； （3） 通过show interfaces 命令查看Switch的f0/1端口状态，发现该端口工作在半双工 模式下. +互联网 任务1：识别网络故障 步骤4：排除故障。 通过Switch（config-if）#duplex full 命令配置Switch f0/1端口为全双工模式，重新激活该端口并进行连通性测试. +互联网 网络故障的定位和排除，既需要长期的知识和经验积累，也需要一系列的软件和硬件工具，更需要维护者的智慧。 8.2任务 2：故障排除工具使用 8.2.1 常见网络故障排除工具 +互联网 步骤 5：建议与总结。 在与路由器或以太网交换机连接时，如果发现网络连接不通，排除网线问题后，很可能就是双工模式不匹配的问题，不妨在某一方修改双工模式，一般都能解决此问题。 8.2任务 2：故障排除工具使用 +互联网 8.2.1常见网络故障排除工具 在日常维护网络的过程中出现的问题一般有两类，即硬件设备问题和软件问题，这两类问题产生的对象不同，因此解决时使用的工具、采取的方法也有所不同。 TCP/IP体系结构 OSI 模型 网络故障组件 故障诊断工具 测试重点 应用层 应用层 应用程序、操作系统 浏览器、各类网络软件、网络性能测试软件、NSLOOKUP 命令 网络性能、计算机系统 会话层 表示层 传输层 传输层 各类网络服务器 网络协议分析软件、网络协议分析硬件、网络流量监控工具 服务器端口设置、网络攻击与病毒 网络层 网络层 路由器、计算机网络配置 路由及协议设置、计算机的本地连接、PING 命令、ROUTE 命令、TRACERT 命令、PATHPING命令、NETSTAT 命令 计算机IP 设置、路由设置 网络接入层 数据链路层 交换机、网卡 设备指示灯、网络测试仪、交换机配置命、ARP 命令 网卡及交换机硬件、交换机设置、网络环路、广播风暴 物理层 双绞线、光缆、无线传输、电源 电缆测线仪、网络万用表、光纤测试仪、电源指示灯 双绞线、光缆接口及传输特性 8.2任务 2：故障排除工具使用 +互联网 8.2.2 常见网络故障实例及解决办法 排除网络故障时一般应先排除本地主机故障，再检查局域网故障。 1. 本地主机故障排除步骤 ① 确定是否是网络线缆问题。 首先，在开机状态下观察网卡指示灯颜色：如果为绿色，表明线路畅通；若为黄色，表明线路不通（不同型号网卡指示灯的状态显示不一样，平时要注意观察）。若显示不通，要用测线仪测试网线，同时检查网卡是否有问题。一般情况下网线不通的概率很高，网卡坏的概率较小。 8.2任务 2：故障排除工具使用 +互联网 ② 确定是网卡故障还是IP参数配置不当。 查看网卡指示灯和系统设备表中网卡状态，确定网卡是否出现故障以及网卡驱动程序是否正确安装。使用Ping和ipconfig命令来查看和测试IP参数配置是否正确，主要包括：IP地址与子网掩码、网关地址、DNS服务器地址。 ③ 检查本机软件配置诊断故障。 检查是否存在系统安全设置与应用程序之间存在冲突，检查应用程序所依赖的系统服务是否正常，检查应用程序是否与其他程序存在冲突，检查应用程序本身配置是否存在问题， ④ 确定是否计算机安全问题引起故障。 检查是否存在感染病毒、黑客入侵、安全漏洞，局域网内部的“交叉感染”，甚至恶意攻击等问题。 8.2任务 2：故障排除工具使用 +互联网 2. 局域网故障排除步骤 ① 查看主机和路由器的局域网连接是否正确。 ② 考虑速率匹配问题。 ③ 查看主机和路由器的以太网接口的IP地址是否位于同一子网内。 ④ 查看链路层协议是否匹配。 ⑤ 查看以太网接口的工作方式是否正确。 8.2任务 2：故障排除工具使用 +互联网 8.2.3 某小型局域网故障排除案例 1. 问题描述： 某企业内部网络分为工程部、技术部、财务部网络，如图8−18所示。工程部部分计算机经常掉线甚至无法登录网络，某天技术部网络开始出现不稳定，用户上网困难，随后整个公司各办公室均不能上网。 8.2任务 2：故障排除工具使用 +互联网 2. 原因分析 工程部部分计算机经常掉线甚至无法登录网络，网络管理员在故障计算机发 现丢包现象严重。 3. 解决方法 需要按照如下顺序测试网络： （1） 测试电信端； （2） 测试企业内部网络 （3） 测试交换机功能，观测交换机数据指示示 （4） 测试网线 8.2任务 2：故障排除工具使用 +互联网 某企业网络拓扑结构和IP地址规划表： 8.3 项目实战：综合案例 +互联网 设备 接口 IP 地址 网关 router Eth1/0 192.168.0.33/28 Fa0/0 192.168.0.17/28 Fa0/1 192.168.0.1/28 PC1 Fa/0 192.168.0.11/28 192.168.0.1/28 PC2 Fa/0 192.168.0.12/28 192.168.0.1/28 PC3 Fa/0 192.168.0.13/28 192.168.0.1/28 PC4 Fa/0 192.168.0.18/28 192.168.0.17/28 PC5 Fa/0 自动获取 网络故障：企业内部 PC1 可以和 router 可以相互通信，PC2、PC3 和其他设备都不通，PC4 和 router 不能通信，PC5 和 AP 之间无线连接不上。项目要求：请分析故障原因，并给出排错方法。 8.3 项目实战：综合案例 +互联网 习题 （1）常见的网络故障有哪些类型？ （2）网络发生故障的原因有哪几种? （3）造成连接性故障的原因有哪些？ （4）物理层一般会产生哪些故障？ （5）经常使用的硬件检测工具有哪些？各有什么作用？ （6）检测和排除网络故障的一般方法是怎样的？ （7）简述分层网络结构对网络故障诊断的意义。 （8）结合你遇到的网络故障案例，分析网络故障诊断步骤及方法的应用。 +互联网 $$