全 宇

(嶺南師范學院網(wǎng)絡與信息技術中心，廣東湛江 524048)

試論高校校園網(wǎng)絡故障的診斷與排除

全 宇

(嶺南師范學院網(wǎng)絡與信息技術中心，廣東湛江 524048)

由于高校上網(wǎng)人次多，所以校園網(wǎng)絡故障也比較多。根據(jù)故障類型的性質分為物理故障和邏輯故障；根據(jù)故障的對象分為線路故障、路由器故障和主機故障。網(wǎng)絡故障的原因多種多樣，歸納起來有：網(wǎng)絡線路不通、配置文件和配置選項設置不當及網(wǎng)絡協(xié)議出錯等問題。網(wǎng)絡故障診斷的目的是查出故障原因，及時排除，保證網(wǎng)絡正常運行，網(wǎng)絡故障有分層和分類兩種診斷和排除方法。

校園；網(wǎng)絡故障；診斷；排除

隨著計算機科學的發(fā)展與人們信息化水平的提高，校園網(wǎng)絡在高校師生的學習和工作中起著舉足輕重的作用。為了使校園網(wǎng)絡暢通，必須加強校園網(wǎng)絡的建設與管理，經(jīng)常檢查，若發(fā)現(xiàn)故障，要及時診斷，盡早排除，保證校圖網(wǎng)絡的正常運行。下面僅就高校校園網(wǎng)絡故障的診斷與排除作一簡要論述。

1 校園網(wǎng)絡故障的分類

掌握校園網(wǎng)絡故障的類型，對診斷與排除故障具有重要意義。如果從網(wǎng)絡故障的性質看，可分為物理故障和邏輯故障[1]。物理故障是指人為疏忽導致網(wǎng)絡連接錯誤而產(chǎn)生的故障，包括線路問題、端口問題、集成器問題和路由器問題等。邏輯故障是指網(wǎng)絡設備的配置錯誤而產(chǎn)生的故障，包括路由器邏輯問題、主機邏輯問題。

如果從網(wǎng)絡故障的對象看，可分為線路故障、路由器故障和主機故障[2]。線路故障是指線路不通或受到強電磁影響而產(chǎn)生的故障。路由器故障是指路由器問題而引起的故障。有些故障由幾個路由器問題引起，有些故障僅由一個路由器問題引起。這些故障表現(xiàn)在：系統(tǒng)不能正常加電，導致網(wǎng)絡線路受阻；路由器溫度過高，容易燒壞；路由器CPU高頻使用及其內存余量不足，都會引起故障。此外，配置錯誤也會引起路由器故障。配置錯誤比較復雜，或產(chǎn)生于端口處，或產(chǎn)生于流量管理中，或產(chǎn)生于路由器協(xié)議部分，或產(chǎn)生于管理者本身。主機故障是指主機的網(wǎng)絡配置錯誤引起網(wǎng)絡不通。表現(xiàn)在主機的IP地址、DNS域名、網(wǎng)關配置不當，都會引起主機連接不通。

2 校園網(wǎng)絡故障的原因

網(wǎng)絡故障盡管種類多，但總的來說引起故障的原因不外乎是網(wǎng)線不通、配置不當或網(wǎng)絡協(xié)議出錯。

2.1 網(wǎng)線不通

網(wǎng)線不通即網(wǎng)絡線路受阻，這種現(xiàn)象是最常見的。網(wǎng)絡線路不通往往與網(wǎng)線和網(wǎng)卡有關，與插座和跳線有關，也與交換機設備和通信介質有關。上述配件損壞一個或缺少一個，都會使網(wǎng)絡線路不通。

2.2 配置文件和配置選項設置不當

高校校園網(wǎng)絡的交換機和路由器均有配置文件，服務器和計算機均有配置選項。二者設置不當，就會產(chǎn)生故障。這也是網(wǎng)絡故障產(chǎn)生的主要原因。

2.3 網(wǎng)絡協(xié)議問題

高校校園網(wǎng)絡必有協(xié)議，無協(xié)議則無網(wǎng)絡。無協(xié)議的網(wǎng)絡，使網(wǎng)絡設備與計算機之間難以進行通信，所有的硬件設備就會變成一堆擺設[3]。可見，網(wǎng)絡協(xié)議的配置十分重要，網(wǎng)絡能否正常運行是由網(wǎng)絡協(xié)議的配置來決定的。網(wǎng)絡協(xié)議有交換機和路由器執(zhí)行的網(wǎng)絡協(xié)議，亦有計算機和路由器執(zhí)行的協(xié)議。它們之中只要有一個協(xié)議配置失當，就無法正常運行，從而出現(xiàn)網(wǎng)絡故障[4]。

3 校園網(wǎng)絡故障的診斷與排除

高校校園網(wǎng)絡故障的診斷與排除以網(wǎng)絡原理、網(wǎng)絡配置和網(wǎng)絡運行的知識為基礎[5]，我們可以根據(jù)故障現(xiàn)象，通過分析找出故障點，診斷出故障原因，以便有針對性地排除故障。

3.1 網(wǎng)絡故障診斷的目的

為了提升診斷網(wǎng)絡故障的可行性和有效性，必須明確如下幾點：第一，診斷故障出在哪里，找出故障點；第二，排查校園網(wǎng)絡的規(guī)劃及配置中有哪些不完善的地方，制定改進措施；第三，檢查校園網(wǎng)絡的運行是否正常，采取相應對策予以解決。網(wǎng)絡管理者明確網(wǎng)絡故障的診斷目的，在實踐工作中就會取得事半功倍的效果。

3.2 網(wǎng)絡故障診斷的步驟

高校校園網(wǎng)絡是指處于校園內不同地點的多臺具有獨立功能的計算機系統(tǒng)通過通信設備和通信介質連接起來，以功能完善的網(wǎng)絡軟件進行管理而實現(xiàn)硬件、軟件、數(shù)據(jù)信息等資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)[6]。因此，網(wǎng)絡故障產(chǎn)生的部位也難以預料，所以，對每個故障現(xiàn)象都要有針對性地檢測診斷。筆者根據(jù)實踐經(jīng)驗，給出網(wǎng)絡故障診斷的步驟。

第一步，確定故障的類型。根據(jù)故障現(xiàn)象進行分析，確診是線路出故障、或是路由器出故障、或是主機出故障，這是關鍵性的一步。

第二步，收集故障的信息。診斷故障時使用相關工具進行測試，收集用于查找故障原因的相關而有用的信息。

第三步，分析故障的原因。前文提到網(wǎng)絡故障的原因，有助于我們獲取與故障相關的有用信息，通過思維分析，先排除某些不可能的故障原因，然后找出可能的故障原因。

第四步，制定測試方案。在第三步的基礎上，確定故障原因，擬出測試方案。

第五步，實施測試方案。按測試方案的步驟進行測試，并做好記錄，凡改變一個參數(shù)時都要確認其結果，通過對結果的分析，從而找出網(wǎng)絡故障產(chǎn)生的原因。若一次診斷不出，可重復測試、觀察、記錄、分析，直到診斷出網(wǎng)絡故障產(chǎn)生的原因為止。

3.3 網(wǎng)絡故障診斷與排除方法

3.3.1 分層診斷與排除法

網(wǎng)絡從底層到頂層分為七級：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層[7]。各層相對獨立，分別完成相應的網(wǎng)絡功能。分層檢測能夠準確地診斷故障原因并及早處理。分層診斷與排除法有兩種方式：一種是自下而上，適用于物理網(wǎng)絡不夠成熟的情況；一種自上而下，適用于物理網(wǎng)絡比較穩(wěn)定的情況。無論采用何種方式，目的是為盡快地診斷出故障的原因，并及時排除。根據(jù)統(tǒng)計，網(wǎng)絡故障大都發(fā)生在物理層、鏈路層和網(wǎng)絡層。

物理層是分層結構體系中最基礎的一層，其主要功能是為上一層傳輸數(shù)據(jù)。診斷的關鍵是看網(wǎng)絡設備的連接方式，檢查是否得當，包括線路問題、端口設置問題、集成器問題、電源問題、網(wǎng)卡問題。網(wǎng)卡問題包括網(wǎng)卡參數(shù)設置有無錯誤、在同一段網(wǎng)絡設備的參數(shù)設置是否一致、網(wǎng)卡有無受到其它干擾、網(wǎng)卡驅動是否正常等。通過排查，確定故障點及故障原因，有的放矢地及早解決。

數(shù)據(jù)鏈路層居于分層結構的第二層，其主要作用是提供介質訪問、鏈條管理等，使上層不需要知曉物理層的特征就能得到可靠的傳輸。對數(shù)據(jù)鏈路層故障的診斷，主要排查鏈路接口兩端封裝類型是否一致，數(shù)據(jù)幀是否錯發(fā)、重發(fā)、丟失或幀碰撞等，鏈路層地址的設置是否有誤，協(xié)議是否匹配等。通過排查，一旦發(fā)現(xiàn)故障的部位和原因，就能有的放矢地給予排除。

網(wǎng)絡層是基于該模型結構的第三層，其功能是為信息包選擇一條最佳路由。對該層的故障的診斷主要是檢查路由配置，看其是否正確。如果路由配置錯誤，可沿著路由源端至目標路徑，使用ip routing命令檢測路由器的路由表，若路由表中沒有合適的路由，就可以手工配置一些丟失的路由，在路由表中亦可以間接地檢測接口的IP地址及子網(wǎng)掩碼設置是否正確，如有錯誤，應及時更正。路由器故障可分為硬件故障和軟件故障。硬件故障的診斷主要觀察電源指示燈POWER是否亮著，配置終端有無顯示或顯示亂碼。軟件故障的診斷，主要是檢查軟件配置，可用display our命令來逐一檢查，亦可加上某些參數(shù)如global、protocol等來檢查相關的配置。不管是硬件故障還是軟件故障，一旦查出故障點及其原因，就應及時采取相應對策給予排除。

傳輸層的功能是為主機的應用提供端與端鏈接。其故障的診斷主要是檢查端口配置是否正確，訪問控制列表是否有誤?？捎肗etstat命令檢查服務器的端口開啟狀態(tài)是否錯誤，客戶機的端口連接是否正確；用acl命令顯示三層交換機或路由器的訪問控制列表有無問題。如有故障，應及時排除。

會話層的功能是負責建立、維護和管理回話；表示層的功能是處理數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)加密等；應用層的功能是提供應用程序間通信。三者在TCP/IP參考模型中稱為應用高層。應用高層負責特定的應用程序細節(jié)，如SNMP負責處理網(wǎng)絡管理、telnet負責處理遠程登陸、SMTP負責文件郵件傳遞等。對應用高層故障的診斷，主要排查服務器CPU的運行情況，系統(tǒng)核心進程的運行情況，應用程序對系統(tǒng)資源的占用情況及系統(tǒng)管理等方面的內容。應用高層涉及協(xié)議故障比較多，故障診斷與排除也比較困難，網(wǎng)絡管理者需要了解協(xié)議之間的作用及怎樣運用協(xié)議，把握住有哪些程序可用，管理者可以使用端口掃描器判斷哪些端口正在使用，可以借助協(xié)議分析儀捕捉相應的RIP信息和UDP報頭?？偠灾?，對于應用高層來說，可以使用程序本身進行調試，診斷與排除故障。

3.3.2 分類診斷與排除法

網(wǎng)絡故障有不同的類型，分類診斷與排除法就是根據(jù)網(wǎng)絡故障的類型進行診斷出故障原因并予以排除的一種方法。前文談到網(wǎng)絡故障的性質分類和對象分類，下面討論對象分類的診斷與排除方法。

線路故障的診斷，可用命令檢測網(wǎng)線遠端的交換機是否有響應，該線上的流量是否存在，檢測各種配置有無差錯，如有差錯，及早更正。

路由器故障的診斷，可用MIB變量瀏覽器，從路由器MIB變量中讀出有關的數(shù)據(jù)[8]。在一般情況下，網(wǎng)絡管理系統(tǒng)都有專門的管理進程，不斷地檢測路由器的關鍵數(shù)據(jù)[9]，并予以報警，然后根據(jù)報警查找故障原因，并及時排除故障。

主機故障，一般是由于主機本身的網(wǎng)絡配置錯誤，引起網(wǎng)絡不通。主機故障的診斷，首先檢查主機配置是否得當，主機配置的IP地址與其它主機有無矛盾；其次檢查服務器設置有無問題；再次檢查主機有無受到惡意攻擊等。如果是由主機配置不當引起的故障，排除故障的方法就是更正配置或重新給主機正確配置；如果主機受到惡意攻擊，就可通過監(jiān)視主機的流量，或掃描主機端口和服務器等方法來阻擋可能出現(xiàn)的漏洞，亦可安裝一些防火墻軟件來排除此類故障[10]。

4 結語

網(wǎng)絡時代，隨著上網(wǎng)人次的增加，網(wǎng)絡故障也隨之增多，而且故障原因具復雜性和多樣性。我們需要深入研究，掌握系統(tǒng)的網(wǎng)絡理論，并在實踐工作中不斷探索，不斷積累經(jīng)驗，了解網(wǎng)絡結構把握網(wǎng)絡運行狀況，科學而合理地使用網(wǎng)絡系統(tǒng)，減少故障現(xiàn)象的產(chǎn)生，當網(wǎng)絡故障不可避免地產(chǎn)生時，也能及時診斷、及早排除。

[1]曾小亮.校園網(wǎng)絡故障排除常用方法[J].計算機光盤軟件與應用,2011(20):122.

[2]成年勝.網(wǎng)絡故障類型分析[J].信息安全與技術,2010(9):111-112.

[3]高榮民.淺談計算機網(wǎng)絡故障的診斷與排除[J].河南科技,2014(4):7-10.

[4]全宇.高校公共計算機實驗室電腦軟件故障及處理對策[J].大慶師范學院學報,2016(3):36-38.

[5]李超.常見校園綱絡故障的診斷及排除方法[J].計算機光盤軟件與應用,2013(1):89-91.

[6]任軍,王子超.網(wǎng)絡技術應用下計算機軟硬件資源共享的實現(xiàn)[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2015(4):235,237.

[7]于新奇.COS參數(shù)模型與ICP/IP模型的異同及關聯(lián)[J].中國西部科技,2009(27):50-51,53.

[8]陳利軍.局城網(wǎng)故障性質分析及網(wǎng)絡故障排查[J].科技資訊,2013(4):128.

[9]黃春梅.網(wǎng)絡常見故障的分類診斷[J].農村實用科技信息,2014(10):62.

[10]全宇.略論計算機網(wǎng)絡安全問題及對策[J].湖南科技學院學報,2013(4):79-81.

Discussion on the Diagnosis and Elimination of Campus Network Failures

QUAN Yu

(Information and Education Technology Center of Lingnan Normal College,Zhanjiang Guangdong 524048, China)

With the popularization and improvement of education informatization, the internet technology has fully expanded to university campus for teaching, scientific research and management. Thus campus network faults and failures emerges as a focused research question. According to the characteristics of fault types and the fault objects, this paper sums up network fault reasons as network circuit impassability, improper setting for the configuration files, configuration option and improper network protocol and sets up network fault diagnosis to identify the cause of the malfunction exclusion timely, ensuring the normal operation of the network. We finally propose that stratification and classification are the two efficient methods for diagnosing and eliminating network faults.

campus network; network faults; diagnosis; elimination

2016-10-09

嶺南師范學院2015年自然科學研究青年項目“基于高校計算機實驗室故障研究”(QL1511)。

全 宇(1982- )，男，實驗師，碩士，從事實驗室管理與理論研究。

TP393

A

2095-7602(2017)02-0046-03