¡Solo como referencia!
1. Introducción
A principios de siglo, Internet global se desarrolló rápidamente. Aprovechando la oportunidad y enfrentando el desafío, la construcción de redes en mi país está en ascenso. El proyecto de acceso a Internet del gobierno ha comenzado y ha llegado un nuevo impulso en la construcción de redes. El diagnóstico de red es una de las tareas técnicas importantes para administrar y utilizar bien la red para que pueda desempeñar su máximo papel. Este artículo primero presenta brevemente los conceptos básicos de redes y enrutadores, describe brevemente la tecnología de diagnóstico jerárquico, analiza el diagnóstico de varias interfaces de enrutador y revisa la solución de problemas de fallas de conectividad a Internet.
2. Descripción general de redes y enrutadores
El diagnóstico de red es una tecnología integral que involucra todos los aspectos de la tecnología de red. Para facilitar la siguiente discusión, primero revise brevemente los conceptos básicos de redes y enrutadores.
1． Una red informática es un sistema compuesto por un conjunto de computadoras e instalaciones de comunicación, es decir, un sistema que utiliza varios métodos de comunicación para conectar computadoras geográficamente dispersas para comunicarse entre sí y compartir recursos como software, hardware y datos. Las redes informáticas suelen dividirse en redes de área local y redes de área amplia según su rango de distribución informática. La cobertura geográfica de LAN es pequeña y generalmente oscila entre varios metros y decenas de kilómetros. La WAN cubre una amplia gama geográfica, como campus, ciudades e incluso el mundo. El desarrollo de las redes informáticas ha dado lugar a diversas formas de conexión entre redes. El uso de un protocolo unificado para interconectar diferentes redes facilita la expansión de Internet. Internet es una red que completa la conexión entre redes de esta forma. Internet utiliza el protocolo TCP/IP como protocolo de comunicación para conectar redes informáticas de todo el mundo, convirtiéndose en la red internacional más grande y popular del mundo en la actualidad.
2. Para completar la comunicación entre computadoras, las funciones de interconexión de cada computadora se dividen en capas bien definidas, y los protocolos de comunicación entre procesos en una misma capa y las interfaces y servicios entre capas adyacentes. Se estipulan estas capas, los protocolos para la comunicación entre procesos en la misma capa y las interfaces entre capas adyacentes se denominan colectivamente arquitectura de red. El Modelo de Referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) propuesto por la Organización Internacional de Normalización (ISO) es el núcleo del sistema de tecnología de redes informáticas contemporáneo. Este modelo divide las funciones de red en siete capas: capa física, capa de enlace de datos, capa de red, capa de transporte, capa de sesión, capa de presentación y capa de aplicación.
3.TCP/IP, es decir, Protocolo de control de transmisión y Protocolo de Internet, es un conjunto de protocolos de red. TCP/IP se originó en la red estadounidense ARPANET y se ha convertido en el protocolo de comunicación estándar utilizado en Internet. El uso de TCP/IP permite que computadoras con diferentes sistemas operativos intercambien datos de manera ordenada.
4. Un enrutador es un dispositivo de red y una computadora especial que se utiliza para tareas de enrutamiento y conexión de red. Los enrutadores funcionan en la capa de red, reenvían paquetes y tienen funciones de filtrado. Los enrutadores pueden interconectar dos redes utilizando diferentes tecnologías y pueden establecer conexiones de red entre muchos tipos de redes (LAN o WAN). Transmite información en la capa de red en el modelo de siete capas desde la capa de red de una red a la capa de red de otra red según el principio de enrutamiento más rápido y directo para lograr la mejor selección de enrutamiento. Al mismo tiempo, se utiliza internamente un microprocesador de alta gama y un bus interno de alta velocidad para conectar tarjetas de interfaz adecuadas para varios protocolos de red. También tiene una variedad de funciones de administración de red y puede monitorear algunos dispositivos de red conectados al enrutador y su configuración y funcionamiento.
5. El enrutador CISCO es actualmente el enrutador más utilizado en la construcción de redes. Tiene muchos grados y series. La serie 2500 se utiliza actualmente. Los enrutadores de la serie 2500 son enrutadores multiprotocolo de interfaz fija que admiten todas las funciones de CISCO IOS. Según el entorno de protocolo específico, se divide en los siguientes cuatro tipos: enrutador de configuración fija (2501), enrutador con puerto HUB (2507), enrutador modular (2514) y servidor de acceso (2511). Tienen una estructura simple, fáciles de operar, fáciles de configurar y administrar, y son dispositivos de enrutamiento utilizados para retransmisiones de capa de red en LAN y WAN de pequeña escala.
6. CISCO IOS es el sistema operativo de Internet exclusivo de CISCO. Todos los productos CISCO ejecutan IOS, y IOS los conecta sin problemas para que funcionen juntos.
Proporcione a los usuarios una red abierta escalable que pueda admitir cualquier interfaz de hardware, cualquier capa de enlace y protocolos de capa de red. IOS admite numerosos protocolos, incluidos varios protocolos de comunicación de red y protocolos de enrutamiento. CISCO IOS se ha convertido en el estándar de facto para la interconexión a Internet en el mundo industrial. CISCO IOS proporciona varios modos operativos diferentes. Cada modo proporciona un conjunto de conjuntos de comandos relacionados, diferentes permisos operativos y funciones operativas. Por motivos de seguridad, existen dos niveles de derechos de acceso en la interfaz de usuario de CISCO: nivel de usuario y nivel de privilegio. El primer nivel de acceso le permite ver el estado del enrutamiento, que se denomina modo EXEC de usuario, también conocido como modo de visualización. El segundo nivel de acceso le permite ver las configuraciones del enrutador, modificar configuraciones y ejecutar comandos de depuración, que se denomina EXEC privilegiado; modo, también conocido como modo de configuración. En el nivel de privilegio, se pueden ingresar diferentes modos de configuración según los diferentes contenidos de configuración, como el modo de configuración global, el modo de configuración de interfaz, el modo de configuración de línea, etc.
3. Descripción general del diagnóstico de fallas de la red
El diagnóstico de fallas de la red debe lograr tres propósitos: determinar el punto de falla de la red y restaurar el funcionamiento normal de la red; descubrir deficiencias en la planificación y configuración de la red, y mejorar y optimizar el rendimiento de la red; ; Observar el estado operativo de la red y predecir la calidad de la comunicación de la red de manera oportuna.
El diagnóstico de fallas de red se basa en el conocimiento de los principios de la red, la configuración de la red y el funcionamiento de la red. A partir del fenómeno de la falla, utilice herramientas de diagnóstico de red como medio para obtener información de diagnóstico, determinar el punto de falla de la red, encontrar la causa raíz del problema, eliminar la falla y restaurar el funcionamiento normal de la red.
Las fallas de red generalmente tienen las siguientes posibilidades: falla al conectar dispositivos físicos entre sí en la capa física o problemas con el hardware y las líneas mismas; problemas de configuración de la interfaz con los dispositivos de red en la capa de enlace de datos; configuración o problemas en la capa de red Errores de operación; rendimiento del equipo o problemas de congestión de comunicación en la capa superior CISCO IOS o errores de aplicación de red. El proceso de diagnóstico de fallas de red debe avanzar desde la capa física a lo largo del modelo OSI de siete capas. Primero verifique la capa física, luego la capa de enlace de datos, y así sucesivamente, tratando de determinar el punto de falla de la comunicación hasta que el sistema se comunique normalmente.
El diagnóstico de red puede utilizar una variedad de herramientas que incluyen analizadores de LAN o WAN: comandos de diagnóstico de enrutadores; herramientas de administración de redes y otras herramientas de diagnóstico de fallas. Las herramientas proporcionadas por CISCO son suficientes para solucionar la mayoría de los problemas de red. Mirar la tabla de enrutamiento es un buen lugar para comenzar a solucionar problemas de red. Los comandos ping y trace de ICMP y los comandos show y debug de Cisco son herramientas de red para obtener información útil para la resolución de problemas. Generalmente usamos uno o más comandos para recopilar la información correspondiente y, en una situación determinada, determinamos qué comando usar para obtener la información requerida. Por ejemplo, un método común para determinar si se puede acceder a un dispositivo a través del protocolo IP es utilizar el comando ping. Ping envía un paquete ICMP desde el origen al destino. Si tiene éxito, el paquete de ping devuelto confirma que todas las funciones de la capa física, de enlace de datos y de red desde el origen al destino están funcionando correctamente. Cómo comprender la información de Internet después de que se está ejecutando, comprender si la red está funcionando normalmente, monitorear y comprender los detalles del funcionamiento de la red en condiciones normales y comprender la situación de falla. ¿Qué pasa con el seguimiento de ese contenido? Puede utilizar el comando show interface para obtener fácilmente información sobre cada interfaz que se va a verificar. Además, el comando show buffer proporciona una visualización regular del tamaño del búfer, el propósito y el estado de uso. El comando show proc y el comando show proc mem se pueden usar para rastrear el uso del procesador y la memoria. Estos datos se pueden recopilar periódicamente y usarse como referencia de diagnóstico cuando ocurre una falla.
Las fallas de red se manifiestan mediante ciertos síntomas. Los síntomas de falla incluyen generales (como que los usuarios no pueden acceder a un determinado servidor) y más específicos (como que el enrutador no está en la tabla de enrutamiento). El uso de herramientas y métodos de resolución de problemas específicos para cada síntoma puede conducir a una o más causas. El modelo general de solución de problemas es el siguiente: en el primer paso, al analizar las fallas de la red, primero debe comprender los síntomas de la falla. Se deben detallar los síntomas y las posibles causas del fallo. Para hacer esto, es necesario determinar el fenómeno específico de la falla y luego determinar el tipo de causa de este fenómeno de falla. Por ejemplo, el anfitrión no responde a las solicitudes de servicio de los clientes. Las posibles causas del fallo son problemas de configuración del host, fallo de la tarjeta de interfaz o pérdida de los comandos de configuración del enrutador. El segundo paso es recopilar la información necesaria para ayudar a aislar la posible causa de la falla.
Haga preguntas sobre la falla a los usuarios, administradores de red, administradores y otras personas clave. Recopile información útil en gran medida de los sistemas de administración de redes, seguimientos de análisis de protocolos, informes de salida de comandos de diagnóstico del enrutador o manuales de software. El tercer paso es considerar las posibles causas del fallo en función de la información recopilada. Algunas causas de falla se pueden eliminar según las circunstancias relevantes. Por ejemplo, basándose en determinada información, se pueden eliminar fallos de hardware y centrar la atención en las causas del software. En cada oportunidad, se deben reducir las posibles causas de falla para poder planificar un plan eficaz de solución de problemas lo más rápido posible. El cuarto paso es establecer un plan de diagnóstico basado en la última causa posible del fallo. Comience las actividades de diagnóstico con solo una de las causas más probables de la falla para que pueda restaurar fácilmente el estado original de la falla. Si se considera más de una causa de falla a la vez, intentar regresar al estado original de la falla es mucho más difícil. El quinto paso es implementar el plan de diagnóstico y probar y observar cuidadosamente cada paso hasta que desaparezcan los síntomas de falla. El sexto paso es confirmar el resultado cada vez que se cambia un parámetro. Analice los resultados para determinar si el problema está resuelto y, en caso contrario, continúe hasta que lo esté.
Cuatro. Tecnología de diagnóstico jerárquico de fallas de red
1. Capa física y su diagnóstico
La capa física es la capa más básica en el sistema de estructura en capas OSI. Se basa en los medios de comunicación, realiza la interfaz física entre el sistema y los medios de comunicación y es una. Entidad de enlace de datos. La transmisión transparente entre computadoras y redes proporciona servicios para establecer, mantener y deshacer conexiones físicas entre computadoras y redes.
Las fallas de la capa física se manifiestan principalmente en si el método de conexión física del equipo es apropiado; si los cables de conexión son correctos; si la configuración y el funcionamiento del MODEM, CSU/DSU y otros equipos son correctos.
La mejor manera de determinar si la conexión física del puerto del enrutador está intacta es usar el comando show interface para verificar el estado de cada puerto, interpretar la información de salida de la pantalla y ver el estado del puerto y el protocolo. estado de establecimiento y estado de EIA.
2． Capa de enlace de datos y su diagnóstico
La tarea principal de la capa de enlace de datos es permitir que la capa de red obtenga una transmisión confiable sin conocer las características de la capa física. La capa de enlace de datos empaqueta y descomprime datos a través de la capa de enlace, proporciona detección de errores y ciertas capacidades de corrección, y coordina el intercambio de medios. El protocolo se ocupa de formar tramas y sincronizar dispositivos antes de intercambiar datos en la capa de enlace de datos.
Para encontrar y solucionar fallas en la capa de enlace de datos, debe verificar la configuración del enrutador y verificar el estado de encapsulación del puerto de conexión que comparte la misma capa de enlace de datos. Cada par de interfaces debe tener la misma encapsulación que los demás dispositivos con los que se comunica. Verifique la encapsulación viendo la configuración del enrutador o use el comando show para ver el estado de encapsulación de la interfaz correspondiente.
3. Capa de red y su diagnóstico
La capa de red proporciona los medios para establecer, mantener y liberar conexiones de capa de red, incluido enrutamiento, control de flujo, confirmación de transmisión, interrupción, recuperación de errores y fallas, etc.
El método básico para solucionar problemas de la capa de red es mirar la tabla de enrutamiento del enrutador a lo largo de la ruta desde el origen al destino y verificar la dirección IP de la interfaz del enrutador. Si la ruta no aparece en la tabla de enrutamiento, debe verificar si se ha ingresado la ruta estática, la ruta predeterminada o la ruta dinámica adecuada. Luego configure manualmente algunas rutas perdidas o solucione algunas fallas del proceso de enrutamiento dinámico, incluidas fallas en los protocolos de enrutamiento RIP o IGRP. Por ejemplo, para la información de enrutamiento IGRP, los datos solo se intercambian entre sistemas con el mismo número de sistema autónomo (AS). Verifique la coincidencia de los números de sistema autónomo configurados en el enrutador.
5. Solución de problemas de la interfaz del enrutador
1. Solución de problemas del puerto serie
Cuando hay un problema de conectividad con el puerto serie, para solucionar el problema del puerto serie, generalmente se comienza con el comando show interface serial y se analiza el contenido del informe de salida de la pantalla para descubrir el problema. El comienzo del informe del puerto serie proporciona el estado de la interfaz y el estado del protocolo de línea. Las posibles combinaciones de interfaz y protocolo de línea son las siguientes: 1) Operación de puerto serie y operación de protocolo de línea, que son condiciones de trabajo completas. El puerto serie y los protocolos de línea se han inicializado y están intercambiando información de supervivencia del protocolo. 2) El puerto serie está funcionando y el protocolo de línea está apagado. Esta pantalla indica que el enrutador está conectado a un dispositivo que proporciona una señal de detección de portadora, lo que indica que la señal de portadora aparece entre los módems local y remoto, pero el protocolo sobrevive. La información en ambos extremos de la conexión no se intercambia correctamente.
Las posibles fallas incluyen problemas de configuración del enrutador, problemas de operación del módem, interferencia de línea arrendada o falla del enrutador remoto, problemas con el reloj del módem digital o dos puertos serie conectados a través de un enlace que no están en la misma subred. 3) Tanto el puerto serial como el protocolo de línea están cerrados. Puede ser una falla de línea, falla de cable o falla del módem en el departamento de telecomunicaciones. 4) El puerto serie está cerrado administrativamente y el protocolo de línea está cerrado. En este caso, el comando de apagado se ingresa en la configuración de la interfaz. Active el cierre administrativo ingresando el comando de no apagado.
Cuando se ejecutan tanto el protocolo de interfaz como el de línea, aunque se establece la comunicación básica del enlace serie, aún pueden ocurrir muchas fallas potenciales debido a la pérdida y errores de paquetes. Durante la comunicación normal, los paquetes de entrada o salida de la interfaz no deben perderse, o la cantidad de pérdida debe ser muy pequeña y no aumentar. Si la pérdida de paquetes aumenta regularmente, indica que se está transmitiendo más tráfico a través de la interfaz del que la interfaz puede manejar. La solución es aumentar la capacidad de la línea. Para encontrar otros motivos de la pérdida de paquetes, verifique el estado de las colas de retención de entrada y salida en el informe de salida del comando show interface serial. Cuando se descubre que el número de paquetes de información en la cola de espera alcanza el valor máximo permitido de información, se puede aumentar el tamaño de la configuración de la cola de espera.
2. Solución de problemas de la interfaz Ethernet
Las fallas típicas de las interfaces Ethernet son: utilización excesiva del ancho de banda; colisiones y conflictos frecuentes y uso de tipos de tramas incompatibles; Utilice el comando show interface ethernet para ver el rendimiento, los conflictos de colisión, la pérdida de paquetes y el tipo de trama de la interfaz.
1) La utilización de la red se puede detectar observando el rendimiento de la interfaz. Si el porcentaje de paquetes de difusión de la red es alto, el rendimiento de la red comienza a degradarse. Los paquetes convertidos de la red óptica al segmento Ethernet pueden inundar el puerto Ethernet. Cuando esto sucede en Internet, puede tomar medidas para optimizar la interfaz, es decir, usar el comando no ip route-cache en la interfaz Ethernet, deshabilitar la conversión rápida y ajustar el búfer y la cola de espera.
2) Cuando dos interfaces intentan transmitir paquetes de información al cable Ethernet al mismo tiempo, se producirá una colisión. Ethernet requiere una cantidad muy pequeña de conflictos. Las diferentes redes tienen diferentes requisitos. Generalmente, si los conflictos ocurren de 3 a 5 veces por segundo, se debe encontrar la causa del conflicto. La congestión se produce debido a colisiones. Las causas de las colisiones suelen deberse a cables demasiado largos, sobreutilización o nodos "sordos". Se debe considerar el diseño físico de la red Ethernet y la gestión del sistema de tendido de cables. El tendido de cables más allá de las especificaciones puede causar más conflictos.
3) Si la interfaz y el protocolo de línea informan el estado operativo y las conexiones físicas de los nodos están intactas, la comunicación no puede ocurrir. El problema también puede deberse a que dos nodos utilizan tipos de tramas incompatibles. La solución al problema es reconfigurar para usar el mismo tipo de marco. Si dos dispositivos en la misma red requieren diferentes tipos de tramas para comunicarse entre sí, puede usar subinterfaces en la interfaz del enrutador y especificar diferentes tipos de encapsulación para cada subinterfaz.
3． Solución de problemas del puerto de comunicación asíncrona
En el funcionamiento de la red de interconexión, la tarea del puerto de comunicación asíncrona es proporcionar servicios confiables a los usuarios, pero también es un lugar propenso a fallas. La cuestión principal es minimizar la cantidad de paquetes perdidos al transmitir tráfico basado en LAN a través de enlaces asíncronos.
Los factores externos generales para las fallas del puerto de comunicación asincrónica son: rendimiento deficiente del enlace de acceso telefónico; problemas de calidad de la conexión con la configuración del módem de la red telefónica; Verifique los módems utilizados en ambos extremos del enlace: la conexión a un módem de puerto de PC remoto es un problema menor porque el módem generalmente se inicializa cada vez que se genera un nuevo marcado y la mayoría de los programas de comunicaciones pueden enviar el número apropiado antes de emitir el marcado. comando.Configuración de cadenas; hay más problemas al conectarse a los puertos del enrutador. Este módem generalmente espera una conexión desde el módem remoto y no recibe la cadena de configuración antes de conectarse. Si el módem ha perdido su configuración, se debe utilizar un método para inicializar el módem remoto. El método simple es usar un módem que se puede configurar a través del panel frontal. Otro método es conectar el módem a la interfaz asíncrona del enrutador, establecer un telnet inverso y enviar el comando de configuración para configurar el módem.
El comando show interface async y el comando show line son las herramientas más utilizadas para diagnosticar fallas en los puertos de comunicación asincrónica. En el informe de salida del comando show interface async, el único caso en el que se desactiva el informe de estado de la interfaz es cuando el tipo de encapsulación no está configurado para la interfaz. La visualización del estado del protocolo de línea es la misma que la visualización del protocolo de línea del puerto serie. El comando show line muestra la configuración de velocidad de transmisión y recepción de la interfaz y la visualización del estado de EIA. El comando show line puede considerarse una extensión del comando interface (show interface async). La señal EIA y el estado de la red emitidos por el comando show line:
noCTS noDSR DTR RTS: el módem no está conectado a la interfaz asíncrona.
CTS noDSR DTR RTS: El módem está conectado a la interfaz asíncrona, pero el módem remoto no está conectado.
CTS DSR DTR RTS: El módem remoto marca y establece una conexión.
Los siguientes pasos se utilizan generalmente para determinar la falla del puerto de comunicación asíncrona: verificar la calidad de la línea del cable; verificar la configuración de los parámetros del módem; verificar si rxspeed y txspeed coinciden con la configuración del módem; el comando show interface async Verifique el estado de comunicación del puerto con el comando show line; verifique la visualización del estado de EIA del informe del comando show line; verifique la encapsulación de la interfaz;
6. Conclusión
Los fallos en la red son inevitables. Una vez completada y puesta en funcionamiento la red, el diagnóstico de fallos de la red es una tarea técnica importante de la gestión de la red. Para hacer un buen trabajo en la gestión de operaciones de red y diagnóstico de fallas, y mejorar el nivel de diagnóstico de fallas, es necesario prestar atención a los siguientes aspectos: estudiar cuidadosamente las teorías tecnológicas de red relevantes; tener claro el diseño estructural de la red, incluido; topología de la red, conexiones de dispositivos, configuración de parámetros del sistema y uso del software; comprender el estado operativo normal de la red, prestar atención a recopilar varios estados e informar los parámetros de salida cuando la red esté funcionando normalmente; y describir con precisión; fenómenos de falla.