网络故障诊断工具介绍

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1、数据通信与控制网络结课论文论文题目：网络故障诊断工具介绍目录1前言22硬件工具32.1线缆测试仪32.1.1线缆测试仪主要功能32.1.2线缆测试仪的分类32.2数字电压表42.3网络测试仪42.3.1网络测试仪主要功能42.4时间域反射计(TDR)/光学时间域反射计52.4.1时间域反射计(TDR)52.4.2光学时间域反射计52.5协议分析仪52.6其他硬件工具53软件工具73.1网络管理软件73.2.1 3.1.1网络监视器73.1.2.协议分析器73.2系统内置网络测试工具7ipconfig命令7ping命令8tracert命令84结束语10网络故障诊断工具介绍1前言随着计算机网络的发

2、展，网络的重要性和关键性也越来越突出，计算机网络的频繁使用不可避免会发生一些网络故障，网络的维护和故障诊断变得越来越重要。而这些故障的诊断和排除是一项实践性和技巧性很强的工作，如果适当利用一些工具，往往能达到事半功倍的效果。网络测试工具为防止网络故障的发生及查找故障点提供了有效手段，下面本文对常用的测试工具给予介绍。表1-1列出了网络模型中各层可能出现故障的网络组件及常用的故障诊断工具。TCP/IP体系结构OSI模型网络故障组件故障诊断工具测试重点应用层应用层应用程序、操作系统浏览器、各类网络软件、网络性能测试软件、Nslookup命令网络性能、计算机系统会话层传输层传输层各类网络服务器网络协

3、议分析软件、网络协议分析硬件、网络流量监控工具服务器端口设置、网络攻击与病毒网络层网络层路由器、计算机网络配置路由及协议设置、计算机的本地连接、Ping命令、Route命令、Tracert命令、PathPing命令、Netstat命令计算机IP设置、路由器设置网络接入层数据链路层交换机、网卡设备指示灯、网络测试仪、交换机配置命令、ARP命令网卡及交换机硬件、交换机设备、网络环路、广播风暴物理层双绞线、光缆、无线传输、电源电缆测试仪、光纤测试仪、电源指示灯双绞线、光缆接口及传输特性表1-1故障类型及诊断工具2硬件工具2.1线缆测试仪线缆测试仪是针对osi模型的第一层设计的。这是一种便携、高精度、

4、快速故障定位和排错的线缆测试专用仪器，也是最常用的故障诊断工具。与电缆相关的网络问题约为40%至90%。线缆测试仪几乎可以解决大部分网络中存在的电缆问题。线缆测试仪只能测试电缆，不能测试网络的其他部分。线缆测试仪有采用模拟技术和数字技术的两类。一般来说采用数字技术的产品要先进一些。高档产品可实现对线缆电气特性的全面认证，低档产品只能完成线缆通断的验证。2.1.1线缆测试仪主要功能对多种类型的电缆提供不同的测试标准并提供足够的精度（如：TSB-67、ISO等）；完成对线缆电气特性的认证（电气特性含：接线图、长度、衰减、ACR、PowerSum等）；能快速、准确地测量并提供余量（是否符合现在的使用

5、要求，是否对今后的网络扩容提供余量）；快速、准确、直观地指示故障点；方便地存储全部测试结果，以便生成测试报告。基本的网络线缆测试仪通常配有RJ-45和RJ-11连接器，有些电缆测试仪还配有一个远程节点，这样可以对电缆进行端到端的检查。例如在较大规模的办公环境中，可以将电缆测试仪接用户桌面的网线一端，将远程节点连接到配线架网线的另一端来测试结构化电缆连接中的故障。2.1.2线缆测试仪的分类测试导通，错位，短路，断路，市场上的代表产品如LX-9809L线材测试仪图1-1LX-9809L线材测试仪多了一个单边测试/绝缘/高压等功能；这种检测仪做耳机线用的比较多了，市场上的代表产品如LX-8986N/

6、LX-8986HV系列线材测试仪。图1-2LX-8986N/LX-8986HV系列线材测试仪用于探测并随即冲断电子线缆在插头成型时出现的短路故障设备，市上的代表产品如LX-1096B图1-3LX-1096B系列线缆测试仪22数字电压表数字电压表（电压欧姆表）是多用途的电子测量工具。它被认为是任何一个计算机或电子专业人员的标准设备，它所能揭示的信息远远超出电阻两端的电压。使用电压表可以确定：电缆是否连接（是否有断路）；电缆是否可以运载网络通信量；同一电缆的两个部分是否暴露和接触（因而造成短路）；电缆的暴露部分是否触及了另一个导体，如金属表面。网络管理员要检查网络设备的电源。大多数电子设备使用12

7、0V的交流电工作，但并不是所有的电源输出都满足这个要求。在较早的安装中，尤其是在大型的工业环境中，系统负荷会导致电压的降低，有时电压会降为102V。长时间在低电压下工作可能会导致电子设备出现问题。低电压通常会导致间断性的错误。可能出现的另一个极端是，过高的电压导致设备立即遭到破坏。在新建筑物中，不正确的电路走线有可能造成实际的电压输出高达220V。因此，在新的地点或新的建筑物中，必须在连接任何电子设备之前对输出电压进行检查，以确保它们在可以接受的范围内。2.3网络测试仪网络测试仪是针对osi七层模型下三层设计的。但目前一部分网络测试仪已经突破了下三层的限制，具有协议分析仪的功能部分。网络测试仪

8、体积小，便于携带，可以很方便地在网络任意一点接入网络，操作人员只需简单培训就可掌握，并利用它有效解决网络问题，快速查找错误。2.3.1网络测试仪主要功能对网络自动监测，运行健康维护的功能；自动定位网络故障源，找出故障帧站点，显示其网络信息；记录网络运行与故障情况，分析网络基线和报警区；识别发送的异常协议，以及消耗网络主要带宽的站点；测试IP、IPX数据报的流量，测试与流量相关的网络故障、网络瓶颈；提供现场端到端线缆的测试，网络硬件（HUB等）的测试；兼容NeWtare、TCP/IP、NetBios协议的网络测试；使用统计功能，观察远程网段，并能分析路由器、交换机远端的网段；对共享网络和交换网络

9、、对广域网及信道的测试（TI/El、ATM、X.25、xDSL等）。网络测试仪通过检查所有通过仪器的信息，发现相关的线索，而提供非常有帮助的故障诊断信息。大部分情况下，当发现数据有问题时仪器会随之提供数据源的地址或符号名，使得对故障的分析很容易。此外，这种仪器还有一些主动测试的功能，例如响应时间的测试等。这种仪器既可以用于被动的工作方式（出了问题去查找），也可以用于主动的工作方式（网络动态监测）。而且，各种水平的技术人员都可以用其进行网络的维护和故障诊断，以最快的速度使网络恢复正常。2.4时间域反射计(TDR)/光学时间域反射计2.4.1时间域反射计(TDR)时间域反射计(TDR)在安装网络时

10、使用得比较频繁，在对现有网络进行检查和维护时它也是非常有帮助的。时间域反射计用于查找和识别所有类型的电缆故障，包括电缆的开路、短路、开裂、接地故障等。时间域反射计的工作方式是通过电缆发送一个声纳的脉冲，然后监听反射回来的信号。常见的电缆故障如开路或短路都会产生一个反射信号或回声，时间域反射计能够大致估算出电缆上的故障位置。当信号到达电缆的终点时，它就以低振幅反射回来。时间域反射计能够检查电缆的长度。使用TDR需要经过专门的训练，并且，并不是每个维护部门都有这种设备。但是，网络管理员应该知道TDR的功能，在网络出现介质问题时，可以用它来发现缺陷。242光学时间域反射计光学时间域反射是用于光纤电缆

11、的时间域反射计，它的功能与标准时间域反射计类似。不同之处在于它反射的是光脉冲而不是电脉冲。光学时间域反射计能够用于测定光纤电缆的长度并且能够查找光缆中的断裂和其他故障。2.5协议分析仪协议分析仪是针对OSI七层模型27层设计的。该仪器可帮助了解当前网络的运行情况。通过对一些特殊参数的测量提供网络性能的趋势信息。该仪器允许用户在指定的时间段内以数据包为单位查看指定协议的数据，对这些数据包的原始数据位和字节解码，并能依据其对该包协议的理解提供综合信息。协议分析仪有硬件和软件相结合的专门产品，也有纯软件产品。协议分析仪所具有的对数据包捕捉和解码能力使得它在解决复杂、罕见的问题时非常有效，故特别适用于

12、其他便携式测试工具无效的场合，如应用软件的错误查找。协议分析仪主要功能如下分析从硬件分析仪中捕捉的数据包，具有完整的七层包捕捉、过滤和解码能力。实时监测网络利用率和误码率、帧大小分布、协议分布、最多发送者/接收者、对话矩阵、VLAN流量分析、应用程序响应时间分析等。智能专家故障分析、诊断功能在监测实时流量时自动发现错误、快速指出问题所在并给出修改建议。支持本地和远程网络分析。支持特殊的协议：ExtremeEDP、ESRP以及CiscoCDP和VTP等。停止并保存捕捉会话、发送一个SNMP陷阱、发送Email或寻呼通知等。在日志文件中保存告警消息、启动一个应用程序和过滤等。协议分析仪上的功能延展

13、就是加入网管功能、自动网络信息搜集功能等。协议分析仪是一种复杂的测试工具。它要求操作人员具有较高的技术水平，否则无法有效使用。它能检测很多复杂的网络故障，女口：服务器响应慢、TCP/IP帧校验系列错误、TCP/IP快速复传、TCP/IP窗口冻结、TCP/IP确认超时和TCP/IPSYN攻击非法源MAC地址、广播/多播风暴和物理层错误等。面对网络问题，用户必须清楚自己需要仪器提供哪种类型信息，并知道如何利用这些信息解决问题。另外，由于不同厂商协议分析仪所能提供数据层次的差别导致帮助解决网络问题的能力也有差别。2.6其他硬件工具(1) 交叉电缆：绕过网络，直接对计算机的通行能力进行隔离和测试。(2

14、) 硬件回送设备：这是一个串口连接器，利用它，您不必将一台计算机的串口连接到另一台计算机或外设，就可以对计算机的通信能力进行测试。在利用回送的情况下，数据被传送到一条线路，然后再作为接收数据被返回。如果传送的数据没有返回，那么硬件回送就检测出硬件中存在问题。(3) 音调发生器和音调定位器：音调发生器是所有领域中技术人员使用的标准设备，它用来将直流的或者连续的音调信号施加到电缆导体上。音调发生器被加到有疑问的电缆一端，一个匹配的音调定位器放置在电缆的另一端来测试电缆是否正常。这些工具可以用来测试导线的连续性和线的极性，也可以用来跟踪双绞线、单个导体和铜轴电缆。(4) 示波器：示波器是一种以时间为

15、单位测量信号电压值的电子装置，它在一个显示器上显示结果。当与TDR起使用的时候，示波器可以显示：短路；电缆中突然的弯曲和卷曲；开路(电缆中的断路)；衰减(信号电源的损失)等。3软件工具软件工具用来监视趋势和确定网络性能问题。3.1网络管理软件网络管理软件取决于网络的大小和复杂程度。相对于网络协议分析仪而言，它所需要的培训和操作人员的水平要低一些。总体上看，当网络基本上正常时和完全在线情况下网管软件的效率才能发挥。否则，其效率会受到很大的影响。网络管理软件主要有以下两种形式。3.1.1网络监视器网络监视程序是基于软件的应用程序，用于监视已经连接的网络。这些程序通常在OSI模型的较高层上运行。它们

16、负责截获网络段上出现的信息帧，并且报告这些帧的情况。这些监视程序收集关于网络运行性能和利用率的信息，产生各种统计信息，如帧的大小、数量、错误的帧、主机的数量以及他们的介质访问控制（MAC）地址等,利用这些统计信息可以判断网络运行是否正常。简单网络监控协议（SNMP）是收集信息时最常用的方法。一个服务器通常被设置为SNMP控制台，而SNMP代理程序则运行在各个不同的网络设备上，这些设备将报警信息（trap）发送给SNMP服务器，然后可以在以后报告报警状态。网络监视器对于建立部分网络基准非常有用。在建立了基准之后，您将可以排除通信量故障和监视网络的使用情况，来确定是否需要对其进行升级。例如，假定在

17、安装新网络之后，您了解到网络通信量使用了其全部能力的40%。在一年后再次检查数据通信量时，您注意到现在使用了全部能力的80%。如果能一直监视，就可以对通信量的增加情况进行预测，并估计应该在何时升级网络，以避免出现故障。3.1.2.协议分析器协议分析程序是基于软件的应用程序，用于监视和分析已经连接的网络。协议分析程序接收网络段上的所有数据包，并将它们全部拷贝到内存中，以便进行分析。这个过程称为抓取。这些抓取操作可以安排在一天中的特定时间进行，并且可以持续一个特定的时间段。在进行抓取操作期间,分析程序可以使用滤器来分析感兴趣的数据包，汇总数据包的信息，以指明网络运行的当前状态。使用抓取操作，可以识

18、别数据包及其源地址、目标地址，这样可以很好地查看网络上的信息，并能够对网络上的协议或者通信问题进行故障诊断，协议分析程序还可以用来准确诊断广播风暴和溢流等特定问题。目前运用较多的协议分析程序是Sniffer。Sniffer是NetworkGeneral分析器家族产品的一部分，它可以对来自14种协议的帧进行解码和截取，这些协议包括AppleTalk、WindowsNT、Netware、SNA、TCP/IP、VINES和X.25。Sniffer可以用3种方式测量网络的通信量，相应的单位分别为每秒千字节、每秒帧和可用带宽的百分比。Sniffer可以收集LAN通信量的统计数字，测试一些诸如信标的错误，

19、并将这些信息在LAN的配置文件中给出，还可以通过捕获计算机间的帧来确定是否存在瓶颈，并将结果显示出来。3.2系统内置网络测试工具在操作系统中内置了一些非常有用的软件网络测试工具，如果能使用得当，并掌握一定的测试技巧一般来说是完全可以满足一般需求的，下面介绍几个常用的网络故障测试命令。常用的网络故障测试命令有ipconfig、ping、tracert、netstat和nslookup等。下面简单说明它们的基本用法。3.2.1 ipconfig命令使用ipconfig命令可以查看IP配置，或配合使用/all参数查看网络配置情况。单击“程序”运行”，输入CMD进入DOS命令行窗口，在DOS命令行窗口

20、中输入ipconfig/all，会显示出如图2-1所示画面。C:Windows-&ystemXcmd.exe图3-1ipconfig命令BO用fiCPU的-定-計CF理CP馴昇招玳初DH.IP子B-nuRHre恆LInfi.1:的莘I冷.产岬CP引餐聾DH自3.2.2 ping命令Ping只有在安装了TCP/IP协议以后才可以使用。Ping命令主要是用来检查路由是否能够到达，由于Ping命令发送的数据包非常小，所以在网上传递的速度很快，可以快速地验证本机到被Ping目标主机的物理线路连通性。如果执行Ping不成功，则可以预测故障出现在以下几个方面：网线是否连通；网络适配器配置是否正确；IP地址

21、是否可用等。如果执行Ping成功而网络仍无法使用，问题很可能出在网络系统的软件配置方面，Ping成功只能保证当前主机与目的主机间存在一条连通的物理路径。3.2.3 tracert命令Tracert命令用来检验数据包是通过什么路径到达目的地的。通过执行tracert命令，可以清楚地看到数据走的路径，判定数据包到达目的主机所经过的路径、显示数据包经过的中继节点清单和到达时间。当ping个较远的主机出现错误时，用tracert命令可以方便地查出数据包是在哪里出错的。如果信息包一个路由器也不能穿越，则有可能是计算机的网关设置错了。那么，可以用ipconfig命令来查看。用法如下图：C:V/incfow

22、ssystem3cmd.exeMicrosoftkllndows皈本&292日日2312IHjerosoftCorporationc课留序有权利*C-MJI-bbi*s-ylimcnuEin1;FenceSac睡不是内部或外部命令，也不是可运行的程序p-MJsbpshaoyunracej*t用法：tracertIdJL-liinaxijnuiin_JiapsJL-Jhost-listJL-wtimeouitJI-fill-Ssrcadldr4J1-6tarcretjiaiie-ihnaxinujTi_iopsjhost-listupimcQut-resrcaddr-4Tn适为6它gFUbJi臺

23、Ipu庄跻葩越径.:MJserszhaoyuamA.幽扌#咅揄入法半：图3-2tracert命令另外,还有其他内置的命令工具,如：winipcfg,netstat,nslookup,arp等，具体的使用可以在命令提示符下，键入命令/?去详细了解其用法。4结束语网络问题的范围相当复杂，有时候需要处理一台计算机无法访问网络的问题，有时会遇到整个网络都无法工作的问题。在网络出现故障时，“望闻问切”是网络故障诊断和排除的基本思路。网络故障现象可以说形形色色，几乎没有任何单一检测方法或工具可以诊断出所有网络问题，因此网络操作人员应该学会这些工具的使用，才能快速准确地诊断故障原因，尽早排除网络故障，减少经济损失。