對交換機進行故障診斷的五種技術

2019-11-05 01:27:44

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供稿：網友

　　在一個交換網絡里，您如何確定從哪里開始動手查找問題？想深入“透視”一個交換網絡是非常困難的。首先，在2層交換的時候還是橋接轉發方式，但到了3層交換卻有了更高級的特性和轉發規則，例如VLAN。

　　到了4層交換，就更加復雜了，出現了更高級的轉發和負載均衡技術，故障診斷故障診斷和解決就需要更多的交換機配置知識。

　　在安裝完一臺交換機后，每個交換機的半雙工端口就構成了一個沖突域。假如該端口連接了一個集線器，集線器下面連接若干站點，那么沖突域會擴大。但隨著交換產品的價格下跌，現在大多數新建的網絡每個交換端口都只連接一個站點。因此，在半雙工連接情況下，沖突域僅針對一個單獨的電纜鏈路。

　　交換機通常是一個獨立廣播域的一部分，包括串連或者并連的任意數目的其他交換機。假如使用了OSI模型3層的功能，就可以創建多廣播域，廣播域的數目與VLAN數目相等。最極限的情況，假如交換機功能答應，每個端口可以配置為一個獨立的廣播域。可以把這種情況描述為路由到桌面。為每個端口創建一個獨立的廣播域后，故障診斷就會嚴格受限。但是假如我們把每個端口設置為一個單獨的廣播域，交換機在轉發流量的時候，每個端口都需要路由服務，這會占用交換機CPU的有限資源。在網絡環境中，對每個單獨的端口進行路由請求和應答是非常困難的，我們應該避免這樣的配置。不幸的是，這種情況在實際情況中非經常見，網絡中經常發現服務器全部在一個子網或者廣播域中，所有的客戶在另外的子網或者廣播域中。在這種情況下，所有的請求都必須路由。假如維護行為限制在一個單獨的服務器群里，那么考慮把服務器放進單獨的VLAN里。然后把使用這臺服務器的用戶放到同一個VLAN。這樣就可以使用2層交換的橋接方式來交換流量，只有很少的請求需要路由。假如服務器支撐多于一個用戶區，可以在服務器上多裝一塊網卡來實現到用戶的2層交換連接。

　　對交換機進行故障診斷的5種技術

　　可以采取5種基本方式來透視交換機。每一種方法都不同，都有積極或者消極的一面。類似在網絡中碰到的其他問題一樣，沒有一個最好的答案。最合適的方案往往取決于您手中可以利用到的資源（什么工具可以使用或者以前安裝過什么工具），而且使用這些技術有可能造成服務中斷。

　　即使把這些方式組合起來，也不能監測到所連接的網絡，在交換的環境里面，也不像集線器那樣方便監測。我們幾乎不可能看到通過一個交換機的全部流量。大多數的故障診斷會假設流量會在站點和所連接的服務器之間或經過故障診斷交換機uplink口通過。而實際上假如2臺主機直接傳輸信息的話，就不會使用交換機的uplink口或者任何其他的端口來交換流量。除非你知道具體用到哪個端口，否則是監測不到的。

　　舉個例子，如圖1，一臺服務器接入一臺交換機。在反映有問題的用戶中，一部分是直接與這臺交換機相連，另外的一部分用戶是由這臺交換機的uplink口從其他路由器或者交換機連接上來的。故障報告是訪問服務器“慢”，這樣的故障報告對技術支持工程師來說基本上沒有任何價值。

　　

　　圖一、一個最基本的交換機環境

　　方法1：通過TELNET或者串行口接入服務器

　　高級的網絡技術支持工程師或其他知道交換機密碼的人在進行故障診斷時可以選擇通過TELENET或者交換機的串口登陸，來檢查交換機的配置。（如圖2）

　　

　　圖 2、使用RS-232 控制端口

　　交換機配置可以通過上面提到的2種方法查看，雖然問題不一定是配置引起的。不管問題是操作系統有BUG還是配置不完善，都不能從配置列表中輕易的查看出。配置信息在定位交換機是否像預期的那樣運行上比較有用，但針對故障診斷就不是了。為了驗證交換機的配置，往往需要使用多種的交換機故障診斷方法配合。

　　很多交換機都帶有實時的故障診斷工具，因為交換機生產廠家和型號的不同，這些故障解決工具的特征也各不相同。但是要使用好這些工具，必須依靠一定的理論知識和實際經驗。

　　方法2：連接到一個空閑端口

　　最簡單的故障診斷方法是在交換機的空閑端口接入一個監測工具，例如協議分析儀。

　　

　　圖3、從任意端口監測

　　把監測工具接入交換機的一個空閑端口，不用中斷服務就可以查看所屬廣播域。該監測工具與廣播域里的其他站點一樣有相同的權限。

　　不幸的是，交換機（做為一個多端口的橋接設備）幾乎不轉發流量到監測端口。因為橋接設備就是這樣設計的，流量直轉發到所屬的目的端口，不會去其他的端口。協議分析儀因此幾乎監測不到流量。

　　

　　圖4、交換機在源端口和目的端口之間轉發流量

　　非常少的流量會轉到其他端口。站點和服務器之間可能每秒鐘會轉發幾千個幀，但是監測端口每分鐘只能看到幾個幀。

　　轉發到監測端口的流量幾乎全部都是廣播，包含一些零星的目的地址不明的幀。這些零星的幀是由于路由轉發表老化的結果，經常是目的端口不明的幀。一些經驗不夠的技術人員看到這么高的廣播（接近100％），卻沒有注重到端口利用率很低，就誤判網絡出現了廣播風暴，其實不是。

　　這樣查看交換網絡幾乎沒有用，因為監測工具必須獲取流量。獲得的流量或者對廣播域的查詢對網絡搜索和發現其他類型問題是有很有幫助的，但對解決用戶連接慢的問題并沒有多大的幫助。

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