㈠ 網路故障排除的教案怎麼寫 單位要組織一個內部網路維護員的基礎知識培訓，我被選上教學者。
僅供參考！
一．引言
世紀之交，全球網際網路高速發展。抓住機遇，迎接挑戰，我國的網路建設方興未艾。政府上網工程拉開序幕，網路建設的新高潮已經到來。網路診斷是管好、用好網路，使網路發揮最大作用的重要技術工作之一。本文首先簡單介紹網路及路由器的基本概念，簡述分層診斷技術，結合討論路由器各種介面的診斷，綜述互聯網路連通性故障的排除。
二．網路與路由器概述
網路診斷是一門綜合性技術，涉及網路技術的方方面面。為方便下面的討論，首先簡單回顧一下網路和路由器的基本概念。
1．計算機網路是由計算機集合加通信設施組成的系統，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體、硬體和數據等資源的系統。計算機網路按其計算機分布范圍通常被分為區域網和廣域網。區域網覆蓋地理范圍較小，一般在數米到數十公里之間。廣域網覆蓋地理范圍較大，如校園、城市之間、乃至全球。計算機網路的發展，導致網路之間各種形式的連接。採用統一協議實現不同網路的互連，使互聯網路很容易得到擴展。網際網路就是用這種方式完成網路之間聯結的網路。網際網路採用TCP/IP協議作為通信協議，將世界范圍內計算機網路連接在一起，成為當今世界最大的和最流行的國際性網路。
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，規定了同層進程通信的協議及相鄰層之間的介面和服務，將這些層、同層進程通信的協議及相鄰層之間的介面統稱為網路體系結構。國際標准化組織（ISO）提出的開放系統互連參考模型（OSI）是當代計算機網路技術體系的核心。該模型將網路功能劃分為7個層次：物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
3 .TCP/IP即傳輸控制協議和網間互聯協議是一組網路協議。TCP/IP起源於美國ARPANET網，發展至今已成為網際網路使用的標准通信協議。使用TCP/IP能夠使採用不同操作系統的計算機以有序的方式交換數據。
4 .路由器是一種網路設備，是用於網路連接、執行路由選擇任務的專用計算機。路由器工作於網路層，對信包轉發，並具有過濾功能。路由器能夠將使用不同技術的兩個網路互連起來，能夠在多種類型的網路之間（區域網或廣域網）建立網路連接。它將處在七層模型中的網路層的信息，根據最快、最直接的路由原理從一個網路的網路層傳輸到另一個網路的網路層，以達到最佳路由選擇。同時在內部使用高檔微處理器，用高速的內部匯流排連接適合各種網路協議的介面卡。並具有多種網管功能，能監視與路由器相連接的一些網路設備和它們的配置運行情況。
5 .CISCO路由器是目前網路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系列路由器是固定介面的多協議路由器，支持CISCO IOS全部功能。根據特定的協議環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）和訪問伺服器（2511）。它們結構簡單、操作方便、易於配置和管理，是一種用於小規模區域網和廣域網網路層中繼的路由設備。
6．CISCO IOS是CISCO所特有的互連網操作系統，所有的CISCO產品都運行IOS，IOS將它們無縫連接在一起協同工作。給用戶提供一個可支持任意硬體界面、任意鏈路層、網路層協議的可擴展的開放型網路。IOS支持眾多的協議，包括各種網路通信協議和路由協議等。CISCO IOS已成為工業界網際網互聯的事實標准。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、不同的操作許可權和操作功能。基於安全目的，CISCO用戶界面中有兩級訪問許可權：用戶級和特權級。第一級訪問允許查看路由狀態，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，按不同的配置內容，可進入不同的配置模式，如全球配置模式、介面配置模式、線配置模式等。
三．網路故障診斷概述
網路故障診斷應該實現三方面的目的：確定網路的故障點，恢復網路的正常運行；發現網路規劃和配置中欠佳之處，改善和優化網路的性能；觀察網路的運行狀況，及時預測網路通信質量。
網路故障診斷以網路原理、網路配置和網路運行的知識為基礎。從故障現象出發，以網路診斷工具為手段獲取診斷信息，確定網路故障點，查找問題的根源，排除故障，恢復網路正常運行。
網路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體及線路本身的問題；數據鏈路層的網路設備的介面配置問題；網路層網路協議配置或操作錯誤；傳輸層的設備性能或通信擁塞問題；上三層CISCO IOS或網路應用程序錯誤。診斷網路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，然後檢查數據鏈路層，以此類推，設法確定通信失敗的故障點，直到系統通信正常為止。
網路診斷可以使用包括區域網或廣域網分析儀在內的多種工具：路由器診斷命令；網路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網路故障。查看路由表，是解決網路故障開始的好地方。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路工具。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，確定使用什麼命令獲取所需要的信息。譬如，通過IP協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、數據鏈路層和網羅層的功能都運行正常。如何在互聯網路運行後了解它的信息，了解網路是否正常運行，監視和了解網路在正常條件下運行細節，了解出現故障的情況。監視那些內容呢？利用show interface命令可以非常容易地獲得待檢查的每個介面的信息。另外show buffer命令提供定期顯示緩沖區大小、用途及使用狀況等。Show proc命令和 show proc mem命令可用於跟蹤處理器和內存的使用情況，可以定期收集這些數據，在故障出現時，用於診斷參考。
網路故障以某種症狀表現出來，故障症狀包括一般性的（象用戶不能接入某個伺服器）和較特殊的（如路由器不在路由表中）。對每一個症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，當分析網路故障時，首先要清楚故障現象。應該詳細說明故障的症侯和潛在的原因。為此，要確定故障的具體現象，然後確定造成這種故障現象的原因的類型。例如，主機不響應客戶請求服務。可能的故障原因是主機配置問題、介面卡故障或路由器配置命令丟失等。第二步，收集需要的用於幫助隔離可能故障原因的信息。向用戶、網路管理員、管理者和其他關鍵人物提一些和故障有關的問題。廣泛的從網路管理系統、協議分析跟蹤、路由器診斷命令的輸出報告或軟體說明書中收集有用的信息。第三步，根據收集到的情況考慮可能的故障原因。可以根據有關情況排除某些故障原因。例如，根據某些資料可以排除硬體故障，把注意力放軟體原因上。對於任何機會都應該設法減少可能的故障原因，以至於盡快的策劃出有效的故障診斷計劃。第四步，根據最後的可能的故障原因，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。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就困難的多了。第五步，執行診斷計劃，認真做好每一步測試和觀察，直到故障症狀消失。第六步，每改變一個參數都要確認其結果。分析結果確定問題是否解決，如果沒有解決，繼續下去，直到解決。
四．網路故障分層診斷技術
1． 物理層及其診斷
物理層是OSI分層結構體系中最基礎的一層，它建立在通信媒體的基礎上，實現系統和通信媒體的物理介面，為數據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路之間的物理連接提供服務。
物理層的故障主要表現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。
確定路由器埠物理連接是否完好的最佳方法是使用show interface命令，檢查每個埠的狀態，解釋屏幕輸出信息，查看埠狀態、協議建立狀態和EIA狀態。
2． 數據鏈路層及其診斷
數據鏈路層的主要任務是使網路層無須了解物理層的特徵而獲得可靠的傳輸。數據鏈路層為通過鏈路層的數據進行打包和解包、差錯檢測和一定的校正能力，並協調共享介質。在數據鏈路層交換數據之前，協議關注的是形成幀和同步設備。
查找和排除數據鏈路層的故障，需要查看路由器的配置，檢查連接埠的共享同一數據鏈路層的封裝情況。每對介面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命令查看相應介面的封裝情況。
3． 網路層及其診斷
網路層提供建立、保持和釋放網路層連接的手段，包括路由選擇、流量控制、傳輸確認、中斷、差錯及故障恢復等。
排除網路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，同時檢查路由器介面的IP地址。如果路由沒有在路由表中出現，應該通過檢查來確定是否已經輸入適當的靜態路由、默認路由或者動態路由。然後手工配置一些丟失的路由，或者排除一些動態路由選擇過程的故障，包括RIP或者IGRP路由協議出現的故障。例如，對於IGRP路由選擇信息只在同一自治系統號（AS）的系統之間交換數據，查看路由器配置的自治系統號的匹配情況。
五．路由器介面故障排除
1． 串口故障排除
串口出現連通性問題時，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容，找出問題之所在。串口報告的開始提供了該介面狀態和線路協議狀態。介面和線路協議的可能組合有以下幾種：1）串口運行、線路協議運行，這是完全的工作條件。該串口和線路協議已經初始化，並正在交換協議的存活信息。2）串口運行、線路協議關閉，這個顯示說明路由器與提供載波檢測信號的設備連接，表明載波信號出現在本地和遠程的數據機之間，但沒有正確交換連接兩端的協議存活信息。可能的故障發生在路由器配置問題、數據機操作問題、租用線路干擾或遠程路由器故障，數字式數據機的時鍾問題，通過鏈路連接的兩個串口不在同一子網上，都會出現這個報告。3)串口和線路協議都關閉，可能是電信部門的線路故障、電纜故障或者是數據機故障。4）串口管理性關閉和線路協議關閉，這種情況是在介面配置中輸入了shutdown命令。通過輸入no shutdown命令，打開管理性關閉。
介面和線路協議都運行的狀況下，雖然串口鏈路的基本通信建立起來了，但仍然可能由於信息包丟失和信息包錯誤時會出現許多潛在的故障問題。正常通信時介面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律性增加，表明通過該介面傳輸的通信量超過介面所能處理的通信量。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。當發現保持隊列中信息包數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．以太介面故障排除
以太介面的典型故障問題是：帶寬的過分利用；碰撞沖突次數頻繁；使用不兼容的幀類型。使用show interface ethernet命令可以查看該介面的吞吐量、碰幢沖突、信息包丟失、和幀類型的有關內容等。
1）通過查看介面的吞吐量可以檢測網路的利用。如果網路廣播信息包的百分比很高，網路性能開始下降。光纖網轉換到乙太網段的信息包可能會淹沒以太口。互聯網發生這種情況可以採用優化介面的措施，即在以太介面使用no ip route-cache命令，禁用快速轉換，並且調整緩沖區和保持隊列。
2）兩個介面試圖同時傳輸信息包到以太電纜上時，將發生碰幢。乙太網要求沖突次數很少，不同的網路要求是不同的，一般情況發現沖突每秒有3、5次就應該查找沖突的原因了。碰幢沖突產生擁塞，碰幢沖突的原因通常是由於敷設的電纜過長、過分利用、或者「聾」節點。乙太網絡在物理設計和敷設電纜系統管理方面應有所考慮，超規范敷設電纜可能引起更多的沖突發生。
3）如果介面和線路協議報告運行狀態，並且節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路的兩個設備互相通信，可以在路由器介面使用子介面，並為每個子介面指定不同的封裝類型。
3． 非同步通信口故障排除
互連網路的運行中，非同步通信口的任務是為用戶提供可靠服務，但又是故障多發部位。主要的問題是，在通過非同步鏈路傳輸基於LAN通信量時，將丟失的信息包的量降止最少。
非同步通信口故障一般的外部因素是：撥號鏈路性能低劣；電話網交換機的連接質量問題；數據機的設置。檢查鏈路兩端使用的數據機：連接到遠程PC機埠數據機的問題不太多，因為每次生成新的撥號時通常都初始化數據機，利用大多數通信程序都能在發出撥號命令之前發送適當的設置字元串；連接路由器埠的問題較多，這個數據機通常等待來自遠程數據機的連接，連接之前，並不接收設置字元串。如果數據機丟失了它的設置，應採用一種方法來初始化遠程數據機。簡單的辦法是使用可通過前面板配置的數據機，另一種方法是將數據機接到路由器的非同步介面，建立反向telnet,發送設置命令配置數據機。
show interface async 命令、show line命令是診斷非同步通信口故障使用最多的工具。show interface async 命令輸出報告中，介面狀態報告關閉的唯一的情況是介面沒有設置封裝類型。線路協議狀態顯示與串口線路協議顯示相同。show line命令顯示介面接收和傳輸速度設置以及EIA狀態顯示。show line命令可以認為是介面命令（show interface async）的擴展。show line命令輸出的EIA信號及網路狀態：
noCTS noDSR DTR RTS：數據機未與非同步介面連接。
CTS noDSR DTR RTS：數據機與非同步介面連接正常，但未連接遠程數據機。
CTS DSR DTR RTS：遠程數據機撥號進入並建立連接。
確定非同步通信口故障一般可用下列步驟：檢查電纜線路質量；檢查數據機的參數設置；檢查數據機的連接速度；檢查rxspeed 和txspeed是否與數據機的配置匹配；通過show interface async 命令和 show line命令查看埠的通信狀況；從show line命令的報告檢查EIA狀態顯示；檢查介面封裝；檢查信息包丟失及緩沖區丟失情況。
六．結語
網路發生故障是不可避免的。網路建成運行後，網路故障診斷是網路管理的重要技術工作。搞好網路的運行管理和故障診斷工作，提高故障診斷水平需要注意以下幾方面的問題：認真學習有關網路技術理論；清楚網路的結構設計，包括網路拓樸、設備連接、系統參數設置及軟體使用；了解網路正常運行狀況、注意收集網路正常運行時的各種狀態和報告輸出參數；熟悉常用的診斷工具，准確的描述故障現象。