1、计算机网络技术计算机网络技术第第8章章 网络故障诊断与测试网络故障诊断与测试http:/202.196.160.31/jpkc/c30/index.htm计算机网络技术计算机网络技术内容目录内容目录1物理层故障诊断物理层故障诊断2数据链路层故障诊断数据链路层故障诊断 345网络测试与故障诊断概述网络测试与故障诊断概述传输层与应用层故障诊断传输层与应用层故障诊断网络层故障诊断网络层故障诊断 计算机网络技术计算机网络技术8.1 网络测试与故障诊断概述8.1.1 网络测试的分类网络测试的分类1.安装测试安装测试 2.故障测试故障测试 3.QoS 测试测试 4.实验室测试实验室测试8.1.2 故障诊断
2、原则故障诊断原则(1)先简单后复杂原则先简单后复杂原则(2)先软件后硬件原则先软件后硬件原则(3)先本地后远程原则先本地后远程原则 计算机网络技术计算机网络技术8.1 网络测试与故障诊断概述网络测试与故障诊断概述8.1.3 故障诊断方案故障诊断方案 根据测试网络层次的先后顺序不同，可根据测试网络层次的先后顺序不同，可分为如下三种方案：分为如下三种方案：1.自顶向下自顶向下2.自底向上自底向上3.分治法分治法计算机网络技术计算机网络技术8.1 网络测试与故障诊断概述网络测试与故障诊断概述8.1.4故障诊断方法故障诊断方法 常用的故障诊断方法有以下常用的故障诊断方法有以下5种。种。1.对比法对比法
3、2.替换法替换法3.错误尝试法错误尝试法4.区域排除法区域排除法5.最小系统法最小系统法计算机网络技术计算机网络技术8.1 网络测试与故障诊断概述8.1.5 故障诊断工具故障诊断工具计算机网络技术计算机网络技术8.1 网络测试与故障诊断概述8.1.6故障诊断步骤故障诊断步骤(1)确定问题确定问题(2)收集信息收集信息(3)分析故障，制定诊断计划分析故障，制定诊断计划(4)实施诊断，查找故障点实施诊断，查找故障点(5)故障排除故障排除 计算机网络技术计算机网络技术8.2 物理层故障诊断8.2.1 双绞线测试双绞线测试1.故障原因故障原因引起双绞线故障有以下几个主要原因：引起双绞线故障有以下几个主
4、要原因：(1)水晶头或配线架打接不规范或错误；水晶头或配线架打接不规范或错误；(2)双绞线弯曲、扭曲、连接器松动引起的连接故障；双绞线弯曲、扭曲、连接器松动引起的连接故障；(3)双绞线电缆超长引起的高衰耗故障；双绞线电缆超长引起的高衰耗故障；(4)外界电磁干扰引起的故障；外界电磁干扰引起的故障；(5)双绞线由于缠绕或挤压受到机械压力而引起的故障；双绞线由于缠绕或挤压受到机械压力而引起的故障；(6)双绞线本身为假冒伪劣产品，性能指标不达标。双绞线本身为假冒伪劣产品，性能指标不达标。计算机网络技术计算机网络技术8.2 物理层故障诊断2.测试内容测试内容双绞线的综合测试包括以下几项内容双绞线的综合测
5、试包括以下几项内容(1)接线图测试接线图测试(2)近端串扰测试近端串扰测试A A端端B B端端图8-1 近端串扰示意图计算机网络技术计算机网络技术8.2 物理层故障诊断v(3)远端串扰测试v(4)衰减测试图8-2 远端串扰示意图接收器接收器接收器接收器发送器发送器发送器发送器信号信号1 1信号信号2 2计算机网络技术计算机网络技术8.2 物理层故障诊断v(5)链路长度测量计算机网络技术计算机网络技术8.2 物理层故障诊断8.2.2 光纤测试光纤测试1.故障原因故障原因引起光纤故障的原因主要有以下几种：引起光纤故障的原因主要有以下几种：(1)光纤熔接不良，如有空气；光纤熔接不良，如有空气；(2)
6、光纤断裂或受到挤压；光纤断裂或受到挤压；(3)光纤接头处抛光不良或光纤接头处接触不良；光纤接头处抛光不良或光纤接头处接触不良；(4)光纤过长；光纤过长；(5)光纤核心直径不匹配；光纤核心直径不匹配；(6)光缆填充物直径不匹配；光缆填充物直径不匹配；(7)光纤弯曲过度，如弯曲半径过小。光纤弯曲过度，如弯曲半径过小。计算机网络技术计算机网络技术8.2 物理层故障诊断2.测试内容测试内容光纤测试的主要内部包括：光纤测试的主要内部包括：(1)光纤链路损耗光纤链路损耗(2)核心直径不匹配：光纤在接合、连接时，光纤核核心直径不匹配：光纤在接合、连接时，光纤核心直径不匹配会产生耦合损耗。光纤核心直径不匹心直
7、径不匹配会产生耦合损耗。光纤核心直径不匹配主要有四种情况。配主要有四种情况。计算机网络技术计算机网络技术8.2 物理层故障诊断(3)光纤弯曲测试v 根据光传输原理，光信号在光纤芯中通过反射进行传输，如图8-5所示。因此，光信号对光纤的弯曲度非常敏感，通常要求光纤的弯曲半径大于2倍的光缆外径，以使大部分光保留在光纤核心内。单模光纤的弯曲度比多模光纤更敏感。(4)光纤洁净度测试图8-5 光纤弯曲处的光信号传输示意计算机网络技术计算机网络技术8.2 物理层故障诊断v 8.2.3 物理层故障诊断案例v 1.双绞线超长引起数据丢包v 某网吧有计算机120台，配备专用机房放置交换机和服务器，其网络拓扑结构
8、为如图8-6所示。图8-6 网吧网络拓扑图计算机网络技术计算机网络技术8.2 物理层故障诊断v 由于网吧部分计算机经常掉线甚至无法登陆网络，网络管理员在故障计算机上Ping网吧内部网关地址、电信分配给网吧的外部IP地址以及电信的DNS地址，发现丢包现象严重。需要按照如下顺序测试网络：v(1)测试电信端 v(2)测试网吧内部网络 v(3)测试交换机 v(4)测试网线 v 通过以上测试，得知网络故障是由于双绞线超长引起数据丢包。计算机网络技术计算机网络技术8.2 物理层故障诊断v 2.非标准线序造成网络无法连通v 某公司由于业务需要准备采用港湾公司的U24交换机替换运行正常的Cisco1900以太
9、网交换机。替换前的网络拓扑如图8-7所示。图8-7 某公司网络拓扑图计算机网络技术计算机网络技术8.3 数据链路层故障诊断v 8.3.1 交换机故障诊断v 交换机故障一般可以分为硬件故障和软件故障两类。v 1.硬件故障v 硬件故障主要指交换机电源、端口、模块、背板等部件的故障。v(1)电源故障v(2)端口故障v(3)模块故障v(4)背板故障v 2.软件故障v 交换机的软件故障是指系统及其配置的故障，它可以分为以下几类。v(1)系统错误v(2)配置不当v(3)广播风暴计算机网络技术计算机网络技术8.3 数据链路层故障诊断v 8.3.2 网卡故障诊断工具网卡故障诊断工具v 对于网卡的硬件故障和软件
10、故障，可以通过：v 1.设备指示灯v 2.Windows任务管理器v 3.ARP命令v 8.3.3 ADSL设备及网络故障诊断设备及网络故障诊断v 1.ADSL Modem硬件故障 v 对于ADSL Modem的硬件故障，可以通过指示灯来初步判断。v(1)Link指示灯 v(2)Test指示灯 v(3)LAN指示灯 v(4)Power指示灯 计算机网络技术计算机网络技术8.3 数据链路层故障诊断v 2.网络速度慢 v 上网速度慢是常见的网络故障。对于ADSL因特网接入技术，引起网速慢的原因有以下几个：v(1)电话线路质量不好v(2)ADSL Modem性能差v(3)ADSL Modem连接故障
11、v(4)软件故障v 3.数据传输短暂停止 计算机网络技术计算机网络技术8.3 数据链路层故障诊断v 8.3.4 数据链路层故障诊断案例v 1.VLAN跳线错误导致所连计算机不能上网v 2.网络中存在环路造成全网瘫痪v 某公司采用宽带路由器接入因特网，宽带路由器器下接两台交换机，两台交换机下连公司各办公室。某天公司局域网开始出现不稳定，用户上网困难，随后整个公司各办公室均不能上网。网络结构图如图8-9所示 图8-9某公司存在环路的网络拓扑图计算机网络技术计算机网络技术8.3 数据链路层故障诊断v3.网卡与交换机工作模式不一致造成部分计算机断网v网络管理员从下列几个方面入手进行故障诊断：v(1)网
12、络病毒v(2)网卡驱动及设置v(3)网络线路v(4)网卡硬件v(5)交换机端口v(6)网卡工作模式计算机网络技术计算机网络技术8.3 数据链路层故障诊断v 4.交换机端口故障引发单台计算机断网v(1)计算机网卡及网络配置故障诊断v(2)网线故障诊断v(3)交换机端口故障诊断v 5.交换机上联模块故障引发全网断网v 某机构局域网的所有计算机直接连接到一台交换机，交换机通过上联扩展模块用光缆与路由器连接，然后接入因特网，如图8-10所示。某天出现了连接到交换机的计算机都能相互访问，但是都不能连接因特网的故障。计算机网络技术计算机网络技术8.4 网络层故障诊断v 8.4.1 网络层状态检测v 1.I
13、PConfig命令v IPConfig命令格式有：v(1)IPConfigv(2)IPConfig/allv(3)IPConfig/release和IPConfig/renewv 2.Netstat 命令v Netstat命令的常用参数v 如表8-2所示 计算机网络技术计算机网络技术8.4 网络层故障诊断v 8.4.2 网络连通性测试v 1.本地连接v(1)正常状态v 正常状态的本地连接如图8-11所示。图8-11 本地连接正常状态计算机网络技术计算机网络技术8.4 网络层故障诊断v(2)故障状态v 故障状态的本地连接如图8-12所示。图8-12 本地连接故障状态计算机网络技术计算机网络技术8
14、.4 网络层故障诊断v(3)断开状态v 如图8-13所示。故障原因可能是网线断开、交换机电源关闭、网卡或交换机端口损坏等。图8-13 本地连接断开状态计算机网络技术计算机网络技术8.4 网络层故障诊断v 2.Ping命令v(1)原理v(2)测试步骤v(3)Ping 命令详细格式(Ping命令主要参数的简要介绍见表8-3。)计算机网络技术计算机网络技术8.4 网络层故障诊断v(4)出错信息分析v 如果网络不连通，则显示出错信息，出错信息分为下面四种：v Unknown host(未知主机)v Network unreachable(网络不能到达)v No answer(无响应)v Timeout
15、(超时)v 8.4.3 网络路由诊断v 在计算机和路由器上可以使用下面的命令来诊断网络路由问题。v 1.Route命令(常用的Route命令操作有)v(1)Route printv(2)Route addv(3)Route changev(4)Route delete计算机网络技术计算机网络技术8.4 网络层故障诊断v2.Tracert命令v(1)原理v(2)命令格式(各选项含义如表8-4所示。)计算机网络技术计算机网络技术8.4 网络层故障诊断v(3)Tracert的应用v 网络出现问题的情况v Tracert命令执行后有两种情况：v 网络正常的情况v 网络正常情况下，Tracert命令会顺
16、序列出到达目的地所经过的路由器或网关，并列出这些路由器的响应时间信息。v 网络出现问题的情况v 当数据包在路由过程中出现问题时，Tracert命令停止数据包发送，给出提示信息，据此可以确定数据包在网络中停止的位置。计算机网络技术计算机网络技术8.4 网络层故障诊断v 3.PathPing命令v PathPing命令的主要格式如表8-5所示。v 计算机网络技术计算机网络技术8.4 网络层故障诊断v 8.4.4 无线局域网故障诊断v 1无线客户端能够收到无线信号但无法接入无线局域网v 2.无线局域网环境改变时，无法正常进行接入 v 3.无线客户端接收不到信号 v 4.无线局域网内部能够通信，但无法
17、和有线以太网进行通信v 8.4.4 网络层故障诊断案例v 1.本地计算机IP误设导致ADSL路由出错v 2.IP地址冲突导致FTP服务无法使用v 3.路由器配置参数不一致造成链路周期性downv 4.路由调试开关被打开引发网络缓慢v 5.灰尘引起的路由器频繁重启计算机网络技术计算机网络技术8.5 传输层与应用层故障诊断v 8.5.1 网络协议分析软件Wiresharkv 1.Wireshark的基本操作v Wireshark的基本操作步骤如下：v(1)进入主界面v Wireshark安装成功后，从开始菜单运行Wireshark，打开其主界面。v(2)捕获数据包v 在Wireshark主界面中选
18、择菜单Capture下的Interface子菜单，出现如图8-16所示的数据包捕获接口选择界面，可在此对话框中选择捕获数据包用的网卡接口。图8-16 选择数据包捕获接口计算机网络技术计算机网络技术8.5 传输层与应用层故障诊断v (3)统计数据包v(4)显示捕获的数据包v 数据包捕获停止后，出现如图8-17所示的已捕获数据包的显示界面 图8-17 Wireshark已捕获数据包显示界面计算机网络技术计算机网络技术8.5 传输层与应用层故障诊断计算机网络技术计算机网络技术8.5 传输层与应用层故障诊断v(5)单击选中过滤后的数据包，点击数据包分层协议信息栏各层协议前的“+”号，即可在不同网络层展
19、开该数据包，对数据包的各个字段进行查看和分析。图8-18给出了TCP协议的数据包格式 图8-18 TCP协议数据包格式计算机网络技术计算机网络技术8.5 传输层与应用层故障诊断v 3.UDP协议分析v UDP协议的分析过程与TCP类似，其主要步骤为：v(1)运行Wireshark，从Capture菜单或工具栏执行数据包捕获操作。v(2)登录本机最近一段时间没有访问过的网站，以便向DNS服务器发送DNS查询请求。该操作的目的是为了产生UDP数据包，因为DNS服务使用UDP协议进行通信。v(3)点击“停止”按钮停止数据包捕获。v(4)在过滤器编辑栏输入udp and IP.src=115.57.2
20、36.199，过滤出源地址为115.57.236.199的UDP数据包。计算机网络技术计算机网络技术8.5 传输层与应用层故障诊断v(5)结合图8-19所示UDP协议数据包格式，单击数据包分层协议信息栏中的User Datagram Protocol分析Wireshark中过滤出来的UDP数据包。计算机网络技术计算机网络技术8.5 传输层与应用层故障诊断v 4.IP协议分析v IP协议分析步骤与TCP、UDP类似，具体为：v(1)由于TCP协议及UDP协议底层都是使用的IP协议，所以重复TCP协议分析或UDP协议分析步骤中的(1)(4)步骤即可捕获IP数据包。v(2)单击数据包分层协议信息栏中
21、的Internet Protocol，展开IP数据包信息，结合图8-20所示IP协议数据包格式，分析捕获的IP数据包格式。图8-20 IP协议数据包格式计算机网络技术计算机网络技术8.5 传输层与应用层故障诊断v 5.ARP协议分析v ARP协议分析时需要使用Ping命令产生ARP数据协议数据包，步骤为：v(1)运行Wireshark，从Capture菜单或工具栏执行数据包捕获操作。v(2)从开始-运行处输入CMD，进入命令行界面，输入Ping 115.57.236.1，其中115.57.236.1为本机默认网关，该IP地址应视计算机具体网络配置而定。v(3)点击“停止”按钮停止数据包捕获。v
22、(4)在过滤器编辑栏输入icmp and IP.addr=115.57.236.199，筛选出所有地址包含115.57.236.199的icmp数据包。v(5)结合ARP协议格式，使用筛选出的数据包分析ARP协议。计算机网络技术计算机网络技术8.5 传输层与应用层故障诊断v 6.Ethernet协议帧格式分析v Ethernet协议帧是各类网络层、传输层协议的底层协议，所以上层数据的发送底层都要通过Ethernet协议帧传输。v(1)由于ARP协议数据包是在以太网上传输，可以按照ARP协议分析中的步骤(1)至(4)即可捕获以太网Ethernet数据帧。v(2)结合以太网数据帧格式，对捕获的Et
23、hernet协议帧进行分析。v 8.5.2 网络传输性能测试工具Chariotv 下面以带宽测量为例介绍Chariot的基本用法。v 1.网络中任意两个结点间的带宽测量 v 2.两个结点间的双向带宽测量v 3.带宽值的精确测量 v 4.无线网络的测量计算机网络技术计算机网络技术8.5 传输层与应用层故障诊断v 8.5.3 应用层测试方法v 1.本机DNS缓存操作v 查看或情况本机DNS缓存的方法如下v(1)显示本机DNS缓存信息v(2)清空本机DNS缓存信息v 2.DNS服务器测试v(1)正向域名解析v(2)反向域名解析v(3)DNS解析异常v 3.Web测试v 4.FTP测试v 5.E-ma
24、il测试v 6.P2P测试计算机网络技术计算机网络技术8.5 传输层与应用层故障诊断v 8.5.4 传输层与应用层故障诊断案例v 1.协议分析软件在网络攻击故障诊断中的应用v 某中学校园网建有中心机房，中心机房的交换机下连接教学楼、办公楼、实验楼等二级交换机，网络结构如图8-27所示。计算机网络技术计算机网络技术8.5 传输层与应用层故障诊断v 2.网吧攻击案例的诊断及处理v 3.电信宽带城域网被DoS攻击的诊断与处理v（宽带城域网网络拓扑如图8-28所示。）计算机网络技术计算机网络技术习习 题题v 一、简答题v 1.网络测试分为哪几类？v 2.网络故障诊断的基本原则是哪些？v 3.常用的故障
25、诊断方法有哪些？v 4.常见的网络故障诊断工具有哪些？v 二、思考题v 1.分层网络结构对网络故障诊断的意义。v 2.结合你遇到的网络故障案例，分析网络故障诊断步骤及方法的应用。计算机网络技术计算机网络技术习习 题题v 三、简答题v1.网络测试分为哪几类。v2.网络故障诊断的基本原则是哪些。v3.常用的故障诊断方法有哪些。v4.常见的网络故障诊断工具有哪些。v5.双绞线的常见故障原因有哪些。v6.光纤的常见故障原因有哪些。v7.交换机主要包括哪些软硬件故障。v8.简述网络层常用的故障诊断命令及作用。计算机网络技术计算机网络技术计算机网络技术计算机网络技术v树立质量法制观念、提高全员质量意识。2
26、2.11.2322.11.23Wednesday,November 23,2022v人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。12:18:3712:18:3712:1811/23/2022 12:18:37 PMv安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。22.11.2312:18:3712:18Nov-2223-Nov-22v加强交通建设管理，确保工程建设质量。12:18:3712:18:3712:18Wednesday,November 23,2022v安全在于心细，事故出在麻痹。22.11.2322.11.2312:18:3712:18:37November 23,2022v踏实肯干，努力奋
27、斗。2022年11月23日下午12时18分22.11.2322.11.23v追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。2022年11月23日星期三下午12时18分37秒12:18:3722.11.23v严格把控质量关，让生产更加有保障。2022年11月下午12时18分22.11.2312:18November 23,2022v作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2022年11月23日星期三12时18分37秒12:18:3723 November 2022v好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。下午12时18分37秒下午12时18分12:18:3722.11.23v专注今天，好好努
28、力，剩下的交给时间。22.11.2322.11.2312:1812:18:3712:18:37Nov-22v牢记安全之责，善谋安全之策，力务安全之实。2022年11月23日星期三12时18分37秒Wednesday,November 23,2022v相信相信得力量。22.11.232022年11月23日星期三12时18分37秒22.11.23谢谢大家！谢谢大家！计算机网络技术计算机网络技术v树立质量法制观念、提高全员质量意识。22.11.2322.11.23Wednesday,November 23,2022v人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。12:18:3712:18:3712:1811/23
29、/2022 12:18:37 PMv安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。22.11.2312:18:3712:18Nov-2223-Nov-22v加强交通建设管理，确保工程建设质量。12:18:3712:18:3712:18Wednesday,November 23,2022v安全在于心细，事故出在麻痹。22.11.2322.11.2312:18:3712:18:37November 23,2022v踏实肯干，努力奋斗。2022年11月23日下午12时18分22.11.2322.11.23v追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。2022年11月23日星期三下午12
30、时18分37秒12:18:3722.11.23v严格把控质量关，让生产更加有保障。2022年11月下午12时18分22.11.2312:18November 23,2022v作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2022年11月23日星期三12时18分37秒12:18:3723 November 2022v好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。下午12时18分37秒下午12时18分12:18:3722.11.23v专注今天，好好努力，剩下的交给时间。22.11.2322.11.2312:1812:18:3712:18:37Nov-22v牢记安全之责，善谋安全之策，力务安全之实。2022年11月2
31、3日星期三12时18分37秒Wednesday,November 23,2022v相信相信得力量。22.11.232022年11月23日星期三12时18分37秒22.11.23谢谢大家！谢谢大家！计算机网络技术计算机网络技术v踏实，奋斗，坚持，专业，努力成就未来。22.11.2322.11.23Wednesday,November 23,2022v弄虚作假要不得，踏实肯干第一名。12:18:3712:18:3712:1811/23/2022 12:18:37 PMv安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。22.11.2312:18:3712:18Nov-2223-Nov-22v重于泰山
32、，轻于鸿毛。12:18:3712:18:3712:18Wednesday,November 23,2022v不可麻痹大意，要防微杜渐。22.11.2322.11.2312:18:3712:18:37November 23,2022v加强自身建设，增强个人的休养。2022年11月23日下午12时18分22.11.2322.11.23v追求卓越，让自己更好，向上而生。2022年11月23日星期三下午12时18分37秒12:18:3722.11.23v严格把控质量关，让生产更加有保障。2022年11月下午12时18分22.11.2312:18November 23,2022v重规矩，严要求，少危险。
33、2022年11月23日星期三12时18分37秒12:18:3723 November 2022v好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。下午12时18分37秒下午12时18分12:18:3722.11.23v每天都是美好的一天，新的一天开启。22.11.2322.11.2312:1812:18:3712:18:37Nov-22v务实，奋斗，成就，成功。2022年11月23日星期三12时18分37秒Wednesday,November 23,2022v抓住每一次机会不能轻易流失，这样我们才能真正强大。22.11.232022年11月23日星期三12时18分37秒22.11.23谢谢大家！谢谢大家！
