網(wǎng)絡(luò)和路由器的基本概念知識(shí)全解
網(wǎng)絡(luò)和路由器的基本概念知識(shí)全解
網(wǎng)絡(luò)診斷是一門(mén)綜合性技術(shù)，涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的各個(gè)面。為方便下面的討論，首先簡(jiǎn)單回顧一下網(wǎng)絡(luò)和路由器的基本概念。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由計(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按其計(jì)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(jì)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(shí)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(jì)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(guó)際性網(wǎng)絡(luò)。
為了完成計(jì)算機(jī)間的通信，把每部計(jì)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(chēng)為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)提出的開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型(OSI)是當(dāng)代計(jì)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(gè)層次：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)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(guó)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(jì)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(zhuān)用計(jì)算機(jī)。路由器工作于網(wǎng)絡(luò)層，對(duì)信包轉(zhuǎn)發(fā)，并具有過(guò)濾功能。路由器能夠?qū)⑹褂貌煌夹g(shù)的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)互連起來(lái)，能夠在多種類(lèi)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(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)搅硪粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層，以達(dá)到最佳路由選擇。同時(shí)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(yùn)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(lèi)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(wèn)服務(wù)器(2511)。它們結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yùn)行IOS，IOS將它們無(wú)縫連接在一起協(xié)同工作。給用戶提供一個(gè)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(kāi)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(shí)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?；诎踩康模珻ISCO用戶界面中有兩級(jí)訪問(wèn)權(quán)限：用戶級(jí)和特權(quán)級(jí)。第一級(jí)訪問(wèn)允許查看路由狀態(tài)，叫做用戶EXEC模式，又稱(chēng)為查看模式;第二級(jí)訪問(wèn)允許查看路由器配置、修改配置和運(yùn)行調(diào)試命令，叫做特權(quán)EXEC模式，又稱(chēng)為配置模式。在特權(quán)級(jí)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(shí)現(xiàn)三方面的目的：確定網(wǎng)絡(luò)的故障點(diǎn)，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)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(yùn)行狀況，及時(shí)預(yù)測(cè)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(yùn)行的知識(shí)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(diǎn)，查找問(wèn)題的根源，排除故障，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)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(wèn)題;數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口配置問(wèn)題;網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議配置或操作錯(cuò)誤;傳輸層的設(shè)備性能或通信擁塞問(wèn)題;上三層CISCO IOS或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序錯(cuò)誤。診斷網(wǎng)絡(luò)故障的過(guò)程應(yīng)該沿著OSI七層模型從物理層開(kāi)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(lèi)推，設(shè)法確定通信失敗的故障點(diǎn)，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(kāi)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(gè)或多個(gè)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(guò)IP協(xié)議來(lái)測(cè)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(diǎn)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(shí)從源點(diǎn)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(yùn)行正常。
如何在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行后了解它的信息，了解網(wǎng)絡(luò)是否正常運(yùn)行，監(jiān)視和了解網(wǎng)絡(luò)在正常條件下運(yùn)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(gè)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(shí)，用于診斷參考。
網(wǎng)絡(luò)故障以某種癥狀表現(xiàn)出來(lái)，故障癥狀包括一般性的(象用戶不能接入某個(gè)服務(wù)器)和較特殊的(如路由器不在路由表中)。對(duì)每一個(gè)癥狀使用特定的故障診斷工具和方法都能查找出一個(gè)或多個(gè)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(shí)，首先要清楚故障現(xiàn)象。應(yīng)該詳細(xì)說(shuō)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(lèi)型。例如，主機(jī)不響應(yīng)客戶請(qǐng)求服務(wù)。可能的故障原因是主機(jī)配置問(wèn)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(wèn)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(bào)告或軟件說(shuō)明書(shū)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(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(duì)于任何機(jī)會(huì)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(jì)劃。
第四步，根據(jù)最后的可能的故障原因，建立一個(gè)診斷計(jì)劃。開(kāi)始僅用一個(gè)最可能的故障原因進(jìn)行診斷活動(dòng)，這樣可以容易恢復(fù)到故障的原始狀態(tài)。如果一次同時(shí)考慮一個(gè)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(jì)劃，認(rèn)真做好每一步測(cè)試和觀察，直到故障癥狀消失。
第六步，每改變一個(gè)參數(shù)都要確認(rèn)其結(jié)果。分析結(jié)果確定問(wèn)題是否解決，如果沒(méi)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和通信媒體的物理接口，為數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間進(jìn)行透明傳輸，為建立、保持和拆除計(jì)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(gè)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)。