網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的五種故障診斷技術(shù)

1、交換機(jī)的五種故障診斷技術(shù)在一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)里， 您如何確定從哪里開(kāi)始動(dòng)手查找問(wèn)題？想深入 “透視” 一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)是非常 困難的。 首先， 在 2 層交換的時(shí)候還是橋接轉(zhuǎn)發(fā)方式， 但到了 3 層交換卻有了更高級(jí)的特性和轉(zhuǎn) 發(fā)規(guī)則，例如 VLAN。到了 4 層交換，就更加復(fù)雜了，出現(xiàn)了更高級(jí)的轉(zhuǎn)發(fā)和負(fù)載均衡技術(shù)，故 障診斷故障診斷和解決就需要更多的交換機(jī)配置知識(shí)。在安裝完一臺(tái)交換機(jī)后， 每個(gè)交換機(jī)的半雙工端口就構(gòu)成了一個(gè)沖突域。 如果該端口連接了一個(gè) 集線器，集線器下面連接若干站點(diǎn)，那么沖突域會(huì)擴(kuò)大。 但隨著交換產(chǎn)品的價(jià)格下跌， 現(xiàn)在大多 數(shù)新建的網(wǎng)絡(luò)每個(gè)交換端口都只連接一個(gè)站點(diǎn)。 因此， 在半雙工連

2、接情況下， 沖突域僅針對(duì)一個(gè) 單獨(dú)的電纜鏈路。交換機(jī)通常是一個(gè)獨(dú)立廣播域的一部分， 包括串連或者并連的任意數(shù)目的其他交換機(jī)。 如果使用 了 OSI 模型 3 層的功能， 就可以創(chuàng)建多廣播域， 廣播域的數(shù)目與 VLAN 數(shù)目相等。 最極限的情況， 如果交換機(jī)功能允許， 每個(gè)端口可以配置為一個(gè)獨(dú)立的廣播域。 可以把這種情況描述為路由到桌 面。為每個(gè)端口創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的廣播域后， 故障診斷就會(huì)嚴(yán)格受限。 但是如果我們把每個(gè)端口設(shè) 置為一個(gè)單獨(dú)的廣播域， 交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)流量的時(shí)候， 每個(gè)端口都需要路由服務(wù)， 這會(huì)占用交換機(jī) CPU的有限資源。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，對(duì)每個(gè)單獨(dú)的端口進(jìn)行路由請(qǐng)求和應(yīng)答是非常困難的，我

3、們應(yīng) 該避免這樣的配置。 不幸的是， 這種情況在實(shí)際情況中非常常見(jiàn)， 網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)服務(wù)器全部在 一個(gè)子網(wǎng)或者廣播域中， 所有的客戶在另外的子網(wǎng)或者廣播域中。 在這種情況下， 所有的請(qǐng)求都 必須路由。 如果維護(hù)行為限制在一個(gè)單獨(dú)的服務(wù)器群里，那么考慮把服務(wù)器放進(jìn)單獨(dú)的 VLAN里。然后把使用這臺(tái)服務(wù)器的用戶放到同一個(gè)VLAN。這樣就可以使用 2 層交換的橋接方式來(lái)交換流量，只有很少的請(qǐng)求需要路由。 如果服務(wù)器支撐多于一個(gè)用戶區(qū)， 可以在服務(wù)器上多裝一塊網(wǎng)卡 來(lái)實(shí)現(xiàn)到用戶的 2 層交換連接。對(duì)交換機(jī)進(jìn)行故障診斷的 5 種技術(shù)可以采取 5 種基本方式來(lái)透視交換機(jī)。 每一種方法都不同， 都有積極或者

4、消極的一面。 類(lèi)似在網(wǎng) 絡(luò)中遇到的其他問(wèn)題一樣， 沒(méi)有一個(gè)最好的答案。 最合適的方案往往取決于您手中可以利用到的 資源（ 什么工具可以使用或者以前安裝過(guò)什么工具 ） ，而且使用這些技術(shù)有可能造成服務(wù)中斷。 即使把這些方式組合起來(lái)， 也不能監(jiān)測(cè)到所連接的網(wǎng)絡(luò)， 在交換的環(huán)境里面， 也不像集線器那樣 方便監(jiān)測(cè)。 我們幾乎不可能看到通過(guò)一個(gè)交換機(jī)的全部流量。 大多數(shù)的故障診斷會(huì)假設(shè)流量會(huì)在 站點(diǎn)和所連接的服務(wù)器之間或經(jīng)過(guò)故障診斷交換機(jī) uplink 口通過(guò)。而實(shí)際上 1 口或者任何其他的端口來(lái)交 uplink 如果 2 臺(tái)主機(jī)直接傳輸信息的話， 就不會(huì)使用交換機(jī)的 換流 量。除非你知道具體用到哪個(gè)端

5、口， 否則是監(jiān)測(cè)不到的。 一部分是直接與這臺(tái)在反映有問(wèn)題的用 戶中，舉個(gè)例子，一臺(tái)服務(wù)器接入一臺(tái)交換機(jī)?？趶钠渌酚善骰蛘呓粨Q機(jī)連接 uplink 交換機(jī) 相連，另外的一部分用戶是由這臺(tái)交換機(jī)的“慢” ，這樣的故障報(bào)告對(duì)技術(shù)支持工程師來(lái)說(shuō)基本 上沒(méi)有上來(lái)的。故障報(bào)告是訪問(wèn)服務(wù)器 任何價(jià)值。 或者串行口接入服務(wù)器 ：通過(guò) TELNET方法 1 高級(jí)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持工程師或其他知道交換機(jī)密碼的人在進(jìn)行故障診斷時(shí)可以選擇通 或者交 換機(jī)的串口登陸， 來(lái)檢查交換機(jī)的配置。 過(guò) TELENET不管問(wèn)種方法查看， 雖然問(wèn)題不一定是配置 引起的。 2 交換機(jī)配置可以通過(guò)上面提到的配置信息在定位還是配置不完善，

6、都不能從配置列表 中輕易的查看出。 題是操作系統(tǒng)有 BUG為了驗(yàn)證交換機(jī)的配交換機(jī)是否像預(yù)期的那樣運(yùn)行上比較 有用，但針對(duì)故障診斷就不是了。 置，往往需要使用多種的交換機(jī)故障診斷方法配合。這些故障很多交換機(jī)都帶有實(shí)時(shí)的故障診斷工具，因?yàn)榻粨Q機(jī)生產(chǎn)廠家和型號(hào)的不同，必須依靠一定的理論知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。解決工具的特征也各不相同。但是要使用好這些工具，：連接到一個(gè)空閑端口 方法 2 最簡(jiǎn)單的故障診斷方法是在交換機(jī)的空閑端口接入一個(gè)監(jiān)測(cè)工具，例如協(xié)議分 析儀。該監(jiān)測(cè)不用中斷服務(wù)就可以查看所屬?gòu)V播域。 把監(jiān)測(cè)工具接入交換機(jī)的一個(gè)空閑端口， 工 具與廣播域里的其他站點(diǎn)一樣有相同的權(quán)限。 因?yàn)闃蚪?） 幾乎不

7、轉(zhuǎn)發(fā)流量到監(jiān)測(cè)端口。 不幸的是， 交換機(jī) （ 做為一個(gè)多端口的橋接設(shè)備協(xié)議分析儀因此不會(huì)去其他的端口。流量直轉(zhuǎn)發(fā)到所屬的目 的端口，設(shè)備就是這樣設(shè)計(jì)的， 幾乎監(jiān)測(cè)不到流量。但是監(jiān)站點(diǎn)和服務(wù)器之間可能每秒鐘會(huì)轉(zhuǎn) 發(fā)幾千個(gè)幀，非常少的流量會(huì)轉(zhuǎn)到其他端口。 測(cè)端口每分鐘只能看到幾個(gè)幀。這些零轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān) 測(cè)端口的流量幾乎全部都是廣播， 包含一些零星的目的地址不明的幀。 一些經(jīng)驗(yàn)不夠的技術(shù)人員 經(jīng)常是目的端口不明的幀。星的幀是由于路由轉(zhuǎn)發(fā)表老化的結(jié)果， ，卻沒(méi)有注意到端口利用率很 低，就誤判網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了廣播風(fēng) 100%）接近看到這么高的廣播 （ 暴，其實(shí)不是。 2獲得的流量或者對(duì)廣播域這樣查看交換網(wǎng)絡(luò)幾乎沒(méi)

8、有用， 因?yàn)楸O(jiān)測(cè)工具必須獲取流量。 但對(duì)解決 用戶連接慢的問(wèn)題并沒(méi)有的查詢對(duì)網(wǎng)絡(luò)搜索和發(fā)現(xiàn)其他類(lèi)型問(wèn)題是有很有幫助的，多大的幫助。可以把需要監(jiān)測(cè)的端口流量備份到一個(gè)專都有一個(gè)更好的選擇，對(duì)大多數(shù)交換機(jī)來(lái)說(shuō)， 門(mén)的空 閑口。 這種技術(shù)通常稱為端口鏡像。 可以把監(jiān)測(cè)工具接入交換機(jī)一個(gè)專門(mén)大多數(shù)交換機(jī)廠家都提 供備份或鏡像流量的功能， 但現(xiàn)在大多數(shù)新的交換老的交換機(jī)必須指定一個(gè)專門(mén)的監(jiān)測(cè)口做為鏡 像口，配置過(guò)的端口。 機(jī)可以指定任何一個(gè)端口做為鏡像口。值得注意但是有一些基本相同的 監(jiān)測(cè)選項(xiàng)。雖然交換機(jī)廠家實(shí)現(xiàn)鏡像的方式各不相同，的是，幾乎在所有的情況下， 交換機(jī)在轉(zhuǎn) 發(fā)流量到鏡像口的時(shí)候，同時(shí)把錯(cuò)誤

9、都過(guò)濾掉了。 對(duì)于故障診斷來(lái)說(shuō)，這意味著同時(shí)過(guò)濾掉了 有用的信息。進(jìn)程來(lái) Telnet） ，或者 （ 交換機(jī)的 RS232 端口此外，實(shí)際操作當(dāng)中需要我們通過(guò)控 制口我們通常還需要帶一臺(tái)電腦或者終端來(lái)對(duì)交換機(jī)進(jìn)配置鏡像。這意味著除了監(jiān)測(cè)工具之外， 行配置。不過(guò)很多交換機(jī)廠家允許把該端口配置成全雙工“監(jiān)聽(tīng)”端口，鏡像端口經(jīng)常只是一個(gè)監(jiān)測(cè)工具就可以查看報(bào)告連接慢的主機(jī)和服務(wù)器之間的實(shí)際流量的備份。 的。配置了鏡像口， 口， 也可以同時(shí)監(jiān)測(cè)交換機(jī)鏡像口可以只監(jiān)測(cè)交換機(jī)的任意一個(gè)端口，甚至可以是 Uplink 過(guò)高的流量就有可能會(huì)超過(guò)鏡像口的接收能力。 的多個(gè)端口。 但是同時(shí)監(jiān)測(cè)的端口很多的話， 監(jiān)測(cè)

10、端口的 輸出能力是一個(gè)很重要的問(wèn)題。鏡像口可以收，也可以發(fā)。 在配置的時(shí)候，不管鏡像口是全雙工 或者（ 經(jīng)常關(guān)掉了鏡像口發(fā)的功能。但不管有沒(méi)有關(guān)掉鏡像口發(fā)的功能，鏡像口的接收能力都是 有限制的。 如果被監(jiān)測(cè)的全雙工端口的速率和鏡像口是一樣 ） 不是 的話，交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)流量的時(shí) 候很容易就會(huì)丟包， 但是交換機(jī)不會(huì)通知您。 那么服務(wù)器在全雙全雙工速率連接到交換機(jī)的服務(wù) 器的話， 假設(shè)您在監(jiān)測(cè)一個(gè)以 100MB100MB。然而交換機(jī)的 100MB，那么總共就有了 200MB工工作 的時(shí)候，服務(wù)器的收發(fā)速率都是的時(shí)利用率超過(guò)50%）的流量。鏡像口最多只能接收100MB所以任何交換機(jī)的端口 （ 全雙工的

11、 候，鏡像口接收到的包就會(huì)有丟失。 因?yàn)榇蠖鄶?shù)交換機(jī)都工丟包的 問(wèn)題就會(huì)更加的嚴(yán)重。 如果把多個(gè)端口鏡像到一個(gè)端口， 只是偶大多數(shù)用戶連接的平均利用率都 很低。這個(gè)問(wèn)題并不會(huì)被立刻注意到。作在低容量， 爾會(huì)有流量的突發(fā)。 3鏡像口換中的 100MB如果選擇一個(gè)高速的鏡像口，就可以減少丟包的問(wèn)題。例如把圖6 200MB的監(jiān)測(cè)流量。成 1000MB，那么就可以很容易的接收3：在鏈路上接入集線器方法 大多數(shù)發(fā)送和接收的流量都來(lái)源于文件使用集線器很具有戰(zhàn)略意義。 對(duì)很多網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)， 再把分析儀接入在交換 機(jī)端口和文件服務(wù)器中間接入一個(gè)集線器，服務(wù)器之類(lèi)的共享設(shè)備。技術(shù)支持人使用這種方法， 集線器， 實(shí)際

12、上就把分析儀和文件服務(wù)器接入了同一個(gè)廣播域。 包括用戶幫助技術(shù)支持人員解決 一系列的問(wèn)題， 員就可以看到文件服務(wù)器所有進(jìn)出的流量， 登陸失敗、 性能低效、 連接丟失等。 在哪里接特別是在需要監(jiān)測(cè)多個(gè)服務(wù)器的時(shí)候。 接入集線器的方法很多時(shí)候都不實(shí)用， 您一換來(lái) 換去連接的話， 入集線器合適？所有的服務(wù)器都要連接嗎？如果是用一個(gè)集線器， 定不希望您的網(wǎng)絡(luò)這樣頻繁地被干擾。連接集線器所帶來(lái)的時(shí)延，經(jīng)常會(huì)帶來(lái)連接的丟失。 另外，很多時(shí)候 監(jiān)測(cè)工具并不支持服務(wù)器所采用的技術(shù)或者連接速率。 這幾乎是唯使用共享集線器監(jiān)測(cè)一條鏈路 上的所有流量和錯(cuò)誤仍然是一個(gè)有效的方法。 來(lái)發(fā)現(xiàn)這些錯(cuò) SNMPMA層C 錯(cuò)誤

13、的方法。 使用一一種 可以在交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)際查看和分析 誤也可以。但是，為了更好地進(jìn)行錯(cuò)誤分析，還是用監(jiān) 測(cè)工具直接查看最直接?；蛘吆图€器的種主要缺陷。 2 服務(wù)器鏈路有可能不是全雙工的，接入 集線器的方法有而且使用這種方法時(shí)， 端口雙工狀態(tài)不匹配， 這會(huì)給監(jiān)測(cè)帶來(lái)更多的不愿意看到 的錯(cuò)誤結(jié)果。 而不是共享的轉(zhuǎn)發(fā)手頭必須要有一個(gè)共享集線器。 現(xiàn)在很多新型的集線器都類(lèi)似于 交換機(jī)，您會(huì)看不到想要查看的流量，接入這種新型的集線器，相當(dāng)于接入了一個(gè)新的交換機(jī)， 設(shè)備。 雙速率對(duì)監(jiān)測(cè)起不到什么作用。 安恒公司如果接入的是雙速率的集線器， 例如 10MB/100MB 兩個(gè)速率之間再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。在這種情

14、況下，需要確的，可能每個(gè)速率都提供了一個(gè)廣播域， 還有一些集線器才能夠使用這種雙速率集線器。認(rèn)被監(jiān)測(cè)鏈路和監(jiān)測(cè)工具運(yùn)行在相同速率， 提供在所有端口之間轉(zhuǎn)發(fā)的功能，更因此把自己標(biāo)榜為價(jià)格便宜的交換機(jī)，給人造成誤解。 他們都不能 用在這種監(jiān)測(cè)方法上。 （監(jiān)測(cè)接口盒）或者分流器：使用一個(gè)TAP方法 4 不允許監(jiān)測(cè)工 TAP 不同點(diǎn)是鏈路只是接收流量，這種方法類(lèi)似于加了一個(gè)共享集線器， 具發(fā)出流量。分流器會(huì)把光 雖然分流器通常應(yīng)用于光纖鏈路。 在光纖鏈路上， 個(gè)詞有時(shí)候可以互換， 。：5030 、 70 ：以及 502080 在初始路徑和監(jiān)測(cè)路徑上進(jìn)行分光。 典型的分光比率包括： 的光轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)測(cè)路徑。

15、 如果的光通過(guò) 分光器繼續(xù)傳送到原始路徑，為例， ：以 802080%20%4光丟失，很容易造成鏈光纖本來(lái)就有問(wèn)題，或者傳輸?shù)木嚯x很長(zhǎng)的話，光分流器帶來(lái)的20%的衰減。有些分流器要耐用一些，路出現(xiàn)問(wèn)題。分流器在光纖鏈路上很容易就會(huì)帶來(lái)3 dB 讓鏈路正因此即使在鏈路的一端安裝分流器造成鏈路中斷， 還可以將其換到另一端去安裝， ）監(jiān)測(cè)常工作。 光分流器不需要電源就可以工作。需要注意的是，分流器是帶內(nèi)（ Inbound 設(shè)備， 所以分流器的 線纜正確連接就非常重要。 對(duì)電纜來(lái)需要信號(hào)來(lái)識(shí)別通過(guò)的流量。 也會(huì)帶來(lái)信號(hào)丟失的問(wèn)題， 因 為 TAP電口的 TAP 的引入有 TAP 說(shuō)，這相當(dāng)于增加了衰減

16、， 如果鏈路本身已經(jīng)有一定問(wèn)題或者鏈 路很長(zhǎng)的話， 如果設(shè)計(jì)信號(hào)被恢復(fù)并重傳到監(jiān)測(cè)端口。 電口的 TAP工作需要電源， 可能會(huì)造成連 接中斷。 掉電的時(shí)候，鏈路應(yīng)該也不會(huì)中斷。的好，在TAPTAP一旦安裝成功， TAP 進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方式是一個(gè)很好的查看鏈路流量的方法。 對(duì)鏈路使用在接不幸的是， 對(duì)被監(jiān)測(cè)的設(shè)備來(lái)說(shuō)就是透 明的，可以隨時(shí)使用，而且不會(huì)帶來(lái)更多干擾。個(gè)獨(dú)立的方向提供流量?；蛘叻至髌鲿?huì)按照 2 的時(shí)候，鏈路必須暫時(shí)中斷。此外， TAP 入 TAP 也就是說(shuō)，發(fā)送和接收是分開(kāi)的。雙端口鏈路的 請(qǐng)求及響應(yīng)， 需要一個(gè)帶兩個(gè)輸入口的監(jiān)測(cè)工具。 為了同時(shí)監(jiān)測(cè)通過(guò) TAP您也可以選也可以把兩 個(gè)

17、方向的鏈路集中在一起分析。 的監(jiān)測(cè)工具可以分別監(jiān)測(cè)每個(gè)方向， 監(jiān)測(cè)全雙工鏈路來(lái)說(shuō)， 但這 樣分析起來(lái)會(huì)比較困難。 對(duì) TAP擇每次只監(jiān)測(cè)一個(gè)方向的流量， 操作上沒(méi)有什么區(qū)別， 都可以監(jiān) 測(cè)。您可以選擇一個(gè)單端口的監(jiān)測(cè)工具，監(jiān)和半雙工鏈路， 測(cè)單一的方向，或者選擇一個(gè)雙端 口的監(jiān)測(cè)工具，同時(shí)的監(jiān)測(cè)兩個(gè)方向。SNMP查詢交換機(jī) ：用方法 5 應(yīng)該是通過(guò)直接詢問(wèn)交換機(jī)來(lái)查看網(wǎng)絡(luò)的對(duì)一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷的最有效辦法， 或者連接到交換機(jī)的控制口實(shí)現(xiàn)。 顯 然，直接連接到交換機(jī)的控制狀況。這可以通過(guò)SNMP稍微理想一點(diǎn)因?yàn)檫@就需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)交換機(jī)都有物理上的連接?？诓皇抢硐氲霓k法，是一個(gè)更好的選擇

18、，SNMP的替代方法是搭建連接到交換機(jī)控制口的終端服務(wù)器。 安恒公司它可以在交換網(wǎng)絡(luò)帶內(nèi)的任何地方進(jìn)行查詢， 不需 要附加的硬件。如果您部署了網(wǎng)管系統(tǒng)，陷阱。還可以配置當(dāng)利用率、錯(cuò)誤、或者其他參數(shù)超過(guò) 門(mén)限的時(shí)候，交換機(jī)主動(dòng)發(fā)出 SNMP然 后利用網(wǎng)管或者監(jiān)測(cè)工具，研究是什么原因造成了門(mén)限超 出。功能，哪怕是最便宜的交換機(jī)。 它們之間主要的 SNMP事實(shí)上幾乎所有的交換機(jī)都提供信息， 且是針對(duì)整個(gè)區(qū)別就是提供的信息多少。一些價(jià)格便宜的交換機(jī)只提供簡(jiǎn)單的SNMP ;交換機(jī)的而那些價(jià)格貴一些的交換機(jī)，還可以提供交換機(jī)每個(gè)端口的詳細(xì)信息。 5控制臺(tái)不需要非?？拷槐O(jiān) SNMPSNM可P能是監(jiān)測(cè)交換網(wǎng)

19、絡(luò)最常用和干擾最少的辦法。同時(shí)交換 機(jī)的安全配置允許控制臺(tái)與交換機(jī)的代理只要求有路由可達(dá)就可以了，測(cè)的設(shè)備， 進(jìn)行通信。 查詢 SNMP雖然交換機(jī)可以識(shí)別到錯(cuò)誤， 但交換機(jī)本身并不定時(shí)地報(bào)告錯(cuò)誤， 所以使用 或許是最 好的辦法。 都不同。 除了某些對(duì)自。 每一種 MIB 庫(kù)(管理信息庫(kù) ) 支持 SNMP的交換機(jī)有不同的 MIB 下面是對(duì) MIB 庫(kù)對(duì)交換網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)也非常有用。 己的交換機(jī)提供支持的私有 MIB 庫(kù)，標(biāo)準(zhǔn)的 MIB 庫(kù)。故障診斷非常有用的一些 MIB IIRFC 1213 Ethernet-Like Interface MIB RFC 1643 RMON Ethernet RF

20、C 2819 RMON 2 RFC 2021SMON RFC 2613。例如 RFC很多 RFC生成之后就不斷地在更新和增強(qiáng)。因此我們要檢查最近更新的。2665)2358和，2012，2013，5RFC1213，至少更新和增強(qiáng)了五次， 生成了個(gè)新的 RFC(2011 也是非常有用的。 之外，有關(guān)橋接的 MIB(RFC1493) 除了定義利用率和錯(cuò)誤的 RFC那么潛在的任 SNMP代理沒(méi)有限制， SNMP監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，必須注意安全性。如果使用交換機(jī)售出的時(shí)候默認(rèn)打開(kāi)何地方的任何人 都可以監(jiān)測(cè)到您的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)或修改交換機(jī)配置。密碼叫做通信字符串，使用明文傳播， ，并且使 用的是一個(gè)非常通用的密碼。 SNMP了 SNMPSNMVP3 提供對(duì)通信字符串的加密， 減少了這種危險(xiǎn)， 但是這帶來(lái)了潛在的危險(xiǎn)。 SNMPV 3 上的 Internet ，很多現(xiàn)在，