思科认证：网络互通故障解决大法

会计考友

企业网络管理，很大方面是关于对网络互通性的维护与管理。平时注重对网络的维护，当遇到网络连通问题时采取合理的办法，快速而准确的解决，是企业网络管理员的一项必备技能。本文即是对较为常见的一些网络故障作分析与解决介绍。
/ R7 M0 M/ K: Y8 p! t    一、广播风暴的成因、预防
    广播风暴指过多的广播包消耗了大量的网络带宽，导致正常的数据包无法正常在网络中传送，通常指一个广播包引起了多个的响应，而每个响应又引起了多个得响应，就像滚雪球一样，把网络的所有带宽都消耗殆尽。该现象通常是由于网络环路、故障网卡、病毒等引起。
( q! K5 U& l6 v- Y4 j& w    下面就来看看此类现象的预防与故障排除过程。
0 A' u& {0 e: ^* S- j" r' g    1．预防（以CISCO catalyst switch为例）
    具体步骤可从如下方面进行：
& [  }$ H5 e/ g: Q' Q3 o   （1）首先使用网管分析你网络的baseline，这样可以明确你的网络当中正常情况下的广播包比例是多少。
8 ?1 o$ [2 _$ i- C, x' G6 p   （2）目前绝大多数交换机都支持广播风暴抑制特性，配置了这个特性以后，你可以控制每个端口的广播包维持在特定的比例之下，这样可以保留带宽给必须的应用。
    配置举例：（以CISCO catalyst switch为例）
+ B* V" W. {5 d  {5 Q- U    Int XX
    storm-control broadcast level 20.00
1 n5 p  K% ^4 p, y: K    switch#sh storm
3 S' a6 `: l+ t! n  ]7 n( s    Interface Filter State Level Current
    --------- ------------- ------- -------
    Fa1/0/1 Forwarding 20.00% 0.00%
   （3）针对缺省STP配置无法排除的网络环路问题，利用STP的BPDUguard特性来预防广播风暴。此种环路情况示意如下：
/ y8 \2 [0 \  B9 U    switch------hub(portA---portB)
" _% f) h. y) ?% B    Switch启用了STP，而hub则被人有意无意的用一根网线联起来，导致引起了环路。SWITCH的端口不会收到其他交换机或本交换机其他端口的BPDU，不会触发该端口的STP决策过程，也就不可能blocking该端口，这样就会引起广播风暴。我们可以利用CISCO STP的BPDUguard 特性来预防这一点。
    int xxx
    spanning-tree bpduguard enable
% b2 ?3 @4 \$ A, W" O! y, I    值得注意的是bpduguard可以在全局下配置，也可以在每端口的基础上配置。如果在全局下配置，则只对配置了portfast的端口起作用，如果在端口下配置，则不用配置portfast。 2．广播风暴排障（以CISCO catalyst switch为例）
    如果网络中已经产生了网络风暴（现象通常为网络丢包、响应迟缓、时断时通等），则可以利用如下的方法来排障：
; E9 i8 B. B# |, E. M/ s   （1）首先确认是否是网络风暴或其他异常流量引起的网络异常，在核心交换机上配置如下：
1 a6 o) S/ N2 ^3 s4 h" R    Switch>sh proc cpu | e 0.00
    CPU utilization for five seconds: 19%/0%; one minute: 19%; five
- G% e+ `% u7 T    minutes: 19%
4 E* }+ q) f) |' h& w1 ]    PID Runtime(ms) Invoked uSecs 5Sec 1Min 5Min TTY Process
. P$ E9 _6 O) {4 c8 e    15 20170516 76615501 263 0.31% 0.13% 0.12% 0 ARP Input
8 P4 w! R6 R, _; R    26 7383266801839439482 401 5.03% 4.70% 5.08% 0 Cat4k Mgmt HiPri
    27 8870781921122570949 790 5.67% 7.50% 6.81% 0 Cat4k Mgmt LoPri
    43 730060152 341404109 2138 6.15% 5.29% 5.28% 0 Spanning Tree
/ k# U4 E, w, f0 O8 ]$ y- @    50 59141788 401057972 147 0.47% 0.37% 0.39% 0 IP Input
0 i- j/ F6 f2 E5 c1 o) P  ]2 c8 L    56 2832760 3795155 746 0.07% 0.03% 0.01% 0 Adj Manager
    58 4525900 28130423 160 0.31% 0.25% 0.18% 0 CEF process
2 @7 ]4 G' p) W0 M. Y' o9 Q' s    96 20789148 344043382 60 0.23% 0.09% 0.08% 0 Standby (HSRP)
    如果交换机的CPU利用率较高，且大部分的资源都被“IP Input”进程占用，则基本可以确定网络中有大流量的数据。
   （2）查找异常流量是从交换机的哪一个端口来，配置如下：
5 @* [+ k- t* D1 s( r2 v5 F    switch #sh int | i protocol|rate|broadcasts
* y& F; a; |& \) P7 t+ f    FastEthernet1/0/1 is up, line protocol is up (connected)
    Queueing strategy: fifo
% `; M' I. y, e* ^    5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
    5 minute output rate 2000 bits/sec, 3 packets/sec
% f3 p" z, z4 c, `  i9 }/ ]    Received 241676 broadcasts (0 multicast)
    如果找到一个端口的input rate非常高，且接收到的广播包也非常多，则基本可以找到来源，如果该端口下联的也是可管理的交换机，则再次执行此过程，直到找到一个连接PC或者交换机的端口为止。
   （3）shutdown该端口
5 ?% o- O) y; }9 _    int xx
& n7 u) Q' k& j( m$ t    shutdown
% G% t/ g- J4 q" e% ?/ j   （4）查找产生异常流量的根源
    如果是交换机环路，则拆掉环；如果是病毒，则做杀毒处理；如果是网卡异常，则更换网卡。此部分不详述。
8 f( m' O8 [* h7 P
! H5 {$ |' v' |- X   （5）确认交换机的CEF功能是否启用，如果没有，则需要启用，可以加速流量的转发，配置命令如下：
    switch>sh ip cef
    配置CEF时，只需在全局模式下输入ip cef即可。

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</p> 二、网速太慢的分析与解决
, ^  B* N+ V+ j' l% x/ n& L; f% U    企业网络中的网速太慢，通常可从以下几方面去分析解决。
    1．网络自身问题
    即是说想要连接的目标网站所在的服务器带宽不足或负载过大。处理办法很简单，换个时间段再上或者换个目标网站即可。
    2．网线问题导致网速变慢
: h! G  c) _9 O0 z! r1 ~    我们知道，双绞线是由四对线按严格的规定紧密地绞和在一起的，用来减少串扰和背景噪音的影响。同时，在T568A标准和T568B标准中仅使用了双绞线的1、2和3、6四条线，其中1、2用于发送，3、6用于接收，而且1、2必须来自一个绕对，3、6必须来自一个绕对。只有这样，才能最大限度地避免串扰，保证数据传输。
; G) N/ y% Y& x0 q" M    但不少用户在实践中发现不按正确标准（T586A、T586B）制作的网线，存在很大的隐患。表现为：一种情况是刚开始使用时网速就很慢；另一种情况则是开始网速正常，但过了一段时间后，网速变慢。后一种情况在台式电脑上表现非常明显，但用笔记本电脑检查时网速却表现为正常。
    因不按正确标准制作的网线引起的网速变慢还同时与网卡的质量有关。一般台式计算机的网卡的性能不如笔记本电脑的，因此，在用交换法排除故障时，使用笔记本电脑检测网速正常并不能排除网线不按标准制作这一问题的存在。我们现在要求一律按T586A、T586B标准来压制网线，在检测故障时不能一律用笔记本电脑来代替台式电脑。
+ L2 u, e+ ~# Z) s" X6 P    3．网络中存在回路导致网速变慢
" _( z! R0 T5 p8 x6 q    当网络涉及的节点数不是很多、结构不是很复杂时，这种现象一般很少发生。但在一些比较复杂的网络中，经常有多余的备用线路，如无意间连上时会构成回路。
    比如网线从网络中心接到计算机一室，再从计算机一室接到计算机二室。同时从网络中心又有一条备用线路直接连到计算机二室，若这几条线同时接通，则构成回路，数据包会不断发送和校验数据，从而影响整体网速。这种情况查找比较困难。
& r7 S. t. h, M% _! E% E( [    为避免这种情况发生，要求我们在铺设网线时一定养成良好的习惯：网线打上明显的标签，有备用线路的地方要做好记载。当怀疑有此类故障发生时，一般采用分区分段逐步排除的方法。
    4．网络设备硬件故障引起的广播风暴而导致网速变慢
6 v1 p/ a% e, Y( M    作为发现未知设备的主要手段，广播在网络中起着非常重要的作用。然而，随着网络中计算机数量的增多，广播包的数量会急剧增加。当广播包的数量达到30%时，网络的传输效率将会明显下降。当网卡或网络设备损坏后，会不停地发送广播包，从而导致广播风暴，使网络通信陷于瘫痪。
3 M5 h& w" k1 ~    当怀疑有此类故障时，首先可采用置换法替换集线器或交换机来排除集线设备故障。如果这些设备没有故障，关掉集线器或交换机的电源后，DOS下用 “Ping” 命令对所涉及计算机逐一测试，找到有故障网卡的计算机，更换新的网卡即可恢复网速正常。网卡、集线器以及交换机是最容易出现故障引起网速变慢的设备。
    5．网络中某个端口形成了瓶颈导致网速变慢
    路由器广域网端口和局域网端口、交换机端口、服务器网卡等都可能成为网络瓶颈。当网速变慢时，我们可在网络使用高峰时段，利用网管软件查看路由器、交换机、服务器端口的数据流量；也可用 Netstat命令统计各个端口的数据流量。据此确认网络数据流通瓶颈的位置，设法增加其带宽。
    具体方法很多，如更换服务器网卡为100M或1000M、安装多个网卡、划分多个VLAN、改变路由器配置来增加带宽等，都可以有效地缓解网络瓶颈，可以最大限度地提高数据传输速度。
8 k8 z" o( r9 ]' p: q% s7 M    6、蠕虫病毒的影响导致网速变慢
3 g' E4 m# A) @4 S8 k, O+ ~2 r6 s    通过E-mail 散发的蠕虫病毒对网络速度的影响越来越严重，危害性极大。这种病毒导致被感染的用户只要一上网就不停地往外发邮件，病毒选择用户个人电脑中的随机文档附加在用户机子的通讯簿的随机地址上进行邮件发送。成百上千的这种垃圾邮件有的排着队往外发送，有的又成批成批地被退回来堆在服务器上。造成个别骨干互联网出现明显拥塞，网速明显变慢，使局域网近于瘫痪。
    因此，我们必须及时升级所用杀毒软件；计算机也要及时升级、安装系统补丁程序，同时卸载不必要的服务、关闭不必要的端口，以提高系统的安全性和可靠性。