網(wǎng)絡(luò)和路由器的基本概念知識全解

　　網(wǎng)絡(luò)診斷是一門綜合性技術(shù)，涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的各個面。為方便下面的討論，首先簡單回顧一下網(wǎng)絡(luò)和路由器的基本概念。

　　計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由計算機(jī)集合加通信設(shè)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(jī)連在一起，達(dá)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(jī)網(wǎng)絡(luò)按其計算機(jī)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(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)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(luò)的互連，使互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)很容易得到擴(kuò)展。因特網(wǎng)就是用這種方式完成網(wǎng)絡(luò)之間聯(lián)結(jié)的網(wǎng)絡(luò)。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(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，成為當(dāng)今世界最大的和最流行的國際性網(wǎng)絡(luò)。

　　為了完成計算機(jī)間的通信，把每部計算機(jī)互連的功能劃分成定義明確的層次，規(guī)定了同層進(jìn)程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口和服務(wù)，將這些層、同層進(jìn)程通信的協(xié)議及相鄰層之間的接口統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)提出的開放系統(tǒng)互連參考模型(OSI)是當(dāng)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系的核心。該模型將網(wǎng)絡(luò)功能劃分為7個層次：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。

　　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(luò)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)以有序的方式交換數(shù)據(jù)。

　　路由器是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，是用于網(wǎng)絡(luò)連接、執(zhí)行路由選擇任務(wù)的專用計算機(jī)。路由器工作于網(wǎng)絡(luò)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(shù)的兩個網(wǎng)絡(luò)互連起來，能夠在多種類型的網(wǎng)絡(luò)之間(局域網(wǎng)或廣域網(wǎng))建立網(wǎng)絡(luò)連接。它將處在七層模型中的網(wǎng)絡(luò)層的信息，根據(jù)最快、最直接的路由原理從一個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)搅硪粋€網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層，以達(dá)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(luò)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(luò)設(shè)備和它們的配置運行情況。

　　CISCO路由器是目前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(dāng)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(wù)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(luò)層中繼的路由設(shè)備。

　　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(luò)層協(xié)議的可擴(kuò)展的開放型網(wǎng)絡(luò)。IOS支持眾多的協(xié)議，包括各種網(wǎng)絡(luò)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(biāo)準(zhǔn)。CISCO IOS提供幾種不同的操作模式，每一種模式提供一組相關(guān)的命令集、不同的操作權(quán)限和操作功能?；诎踩康?，CISCO用戶界面中有兩級訪問權(quán)限：用戶級和特權(quán)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(quán)EXEC模式，又稱為配置模式。在特權(quán)級中，按不同的配置內(nèi)容，可進(jìn)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。 網(wǎng)絡(luò)故障診斷概述

　　網(wǎng)絡(luò)故障診斷應(yīng)該實現(xiàn)三方面的目的：確定網(wǎng)絡(luò)的故障點，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的正常運行;發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和配置中欠佳之處，改善和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的性能;觀察網(wǎng)絡(luò)的運行狀況，及時預(yù)測網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。

　　網(wǎng)絡(luò)故障診斷以網(wǎng)絡(luò)原理、網(wǎng)絡(luò)配置和網(wǎng)絡(luò)運行的知識為基礎(chǔ)。從故障現(xiàn)象出發(fā)，以網(wǎng)絡(luò)診斷工具為手段獲取診斷信息，確定網(wǎng)絡(luò)故障點，查找問題的根源，排除故障，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)正常運行。

　　網(wǎng)絡(luò)故障通常有以下幾種可能：物理層中物理設(shè)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(luò)設(shè)備的接口配置問題;網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議配置或操作錯誤;傳輸層的設(shè)備性能或通信擁塞問題;上三層CISCO IOS或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序錯誤。診斷網(wǎng)絡(luò)故障的過程應(yīng)該沿著OSI七層模型從物理層開始向上進(jìn)行。首先檢查物理層，然后檢查數(shù)據(jù)鏈路層，以此類推，設(shè)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(luò)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(luò)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(luò)故障。查看路由表，是解決網(wǎng)絡(luò)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(luò)工具。我們通常使用一個或多個命令收集相應(yīng)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(shè)備是否可達(dá)到的常用方法是使用ping命令。ping從源點向目標(biāo)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(biāo)之間所有物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的功能都運行正常。

　　如何在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)運行后了解它的信息，了解網(wǎng)絡(luò)是否正常運行，監(jiān)視和了解網(wǎng)絡(luò)在正常條件下運行細(xì)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(luò)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(wù)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(dāng)分析網(wǎng)絡(luò)故障時，首先要清楚故障現(xiàn)象。應(yīng)該詳細(xì)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(jī)不響應(yīng)客戶請求服務(wù)?？赡艿墓收显蚴侵鳈C(jī)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(luò)管理員、管理者和其他關(guān)鍵人物提一些和故障有關(guān)的問題。廣泛的從網(wǎng)絡(luò)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。可以根據(jù)有關(guān)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(jī)會都應(yīng)該設(shè)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(jìn)行診斷活動，這樣可以容易恢復(fù)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(rèn)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(rèn)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。

　　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(chǔ)的一層，它建立在通信媒體的基礎(chǔ)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(jìn)行透明傳輸，為建立、保持和拆除計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間的物理連接提供服務(wù)。

　　物理層的故障主要表現(xiàn)在設(shè)備的物理連接方式是否恰當(dāng);連接電纜是否正確;MODEM、CSU/DSU等設(shè)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)。