【思唯网络学院】干货！思科网络工程师的网络排错笔记（下集）

第 6 章 TCP/IP 路由协议故障处理

一、缺省网关

当包的目的地址不在路由器的路由表中，如路由器配置了缺省网关，则转发到缺省网关，否则就丢弃。

二、静态和动态路由

三、处理 k_protocal/04937.htm” target=”_blank”>RIP 故障

RIP 是距离矢量路由协议，度量值是跳数。RIP 最大跳数为 15，如果到目标的跳数超过 15，则为不可达。

RIP V1 是有类别路由协议，RIP V2 是非分类路由协议，支持 CIDR、路由归纳、VLSM，使用多播（224.0.0.9）发送路由更新。

RIP 相关的 show 命令：

常见的 RIP 故障：RIP 版本不一致、RIP 使用 UDP 广播更新

四、处理 IGRP 故障

IGRP 是 Cisco 专用路由协议，距离矢量协议。IGRP 的度量值可以基于五个要素：带宽、延时、负载、可靠性、MTU，缺省只使用带宽和延时。

IGRP 相关的 show 命令：

常见的 IGRP 故障：访问列表、不正确的配置、到相邻路由器的 line down

五、处理 EIGRP 故障

EIGRP 是链路状态协议和距离矢量混合协议，是 CISCO 专用路由协议。EIGRP 使用多播地址

224.0.0.10 发送路由更新，使用 DUAL 算法计算路由。EIGRP 的度量值可以基于带宽、延时、负载、可靠性、MTU，缺省仅使用带宽和延时。

EIGRP 使用 3 种数据库：路由数据库、拓扑数据库、相邻路由器数据库。

EIGRP 相关的 show 命令：

EIGRP 相关的 debug 命令：

常见的 EIGRP 故障：相邻关系、缺省网关等的丢失、老版本 IOS 的路由、stuck in active。

处理 EIGRP 故障时，先用 show ip eigrp neighbors 查看所有相邻路由器，然后再用 show ip route gigrp 查看路由器的路由表，再用 show ip eigrp topology 查看路由器的拓扑结构表，也可用 show ip eigrp traffic 查看路由更新是否被发送。

六、处理 OSPF 故障

OSPF 是链路状态协议，维护 3 个数据库：相邻数据库、拓扑结构数据库、路由表。

OSPF 相关的 show 命令：

OSPF 相关的 debug 命令：

常见的 OSPF 故障：OSPF 的每个 area 不超过 100 台路由器，整个网络不超过 700 台路由器；通配符掩码配置不当；

七、处理 BGP 故障

BGP（包括 IBGP 和 EBGP）的关键配置是邻居关系，BGP 使用 TCP 建立相邻关系。

BGP 相关的 show 命令：

BGP 相关的 debug 命令：

八、再发布路由协议

九、TCP/IP 症状和原因

本地主机不能与远程主机通讯

1） DNS 工作不正常

2） 没有到远程主机的路由

3） 缺少缺省网关

4） 管理拒绝（ACL）

某个应用程序不能正常工作

1） 管理拒绝（ACL）

2） 网络没有正常配置以处理该应用程序

启动失败

1） BootP 服务器没有 MAC 地址的实体

2） 缺少 IP helper-address

3） ACL

4） 修改NIC 或 MAC 地址

5） 重复的 IP 地址

6） 不正常的 IP 配置

不能 ping 远程主机

1） ACL

2） 没有到远程主机的路由

3） 没有设置缺省网关

4） 远程主机down

缺少路由

1） 没有正确配置路由协议

2） 发布列表

3） 被动接口

4） 没有通告路由的邻居

5）路由协议版本不一致

6） 邻居关系没有建立

相邻关系没有建立

1） 不正确的路由协议配置

2） 不正确的 IP 配置

3） 没有配置 network 或neighbor 语句

4） hello 间隔不一致 5） 不一致的 area ID

高的 CPU 利用率

1） 不稳定的路由更新

2） 没有关闭 debug

3） 进程过重

路由触发活跃模式

1） 不一致的间隔

2） 硬件问题

3） 不稳定的链路

十、TCP/IP 症状和行动计划

DNS 工作不正常

1）配置 DNS 主机的配置和 DNS 服务器，可以使用 nslookup 校验 DNS 服务器的工作

没有到远程主机的路由

1） 用 ipconfig /all 检查缺省网关

2） 用 show ip route 查看是否相应路由

3） 如果没有该路由，用 show ip route 查看是否有缺省网关

4） 如有网关，检查到目标的下一跳；如无网关，修正问题ACL 有分离的问题与 ACL 相关，必须分析 ACL、或重写 ACL 并应用。网络没有配置以处理应用程序 查看路由器配置

Booting 失败

1） 查看 DHCP 或 BootP 服务器，并查看是否存在故障机的 MAC 实体

2） 使用 debugip udp 校验从主机接收的包

3） 校验 helper-address 正确配置

4） 查看 ACL 是否禁用包

缺少路由

1） 在第 1 台路由器上用 show ip route 查看所学到的路由

2）校验相邻路由器

3）有正确的路由 network 和 neighbor 语句

4） 对 OSPF，校验通配符掩码

5） 检查应用到接口上的distribute list

6）验证邻居的 IP 配置

7） 如果路由被再发布，验证度量值

8） 验证路由被正常的再发布

没有构成相邻关系

1） 用 show ip protocol neighbors 列表已构成的相邻关系

2） 查看没有构成相邻关系的协议配置

3）检查路由配置中的 network 语句

4）用 show ip protocol/interface 查看特定的接口信息，如 Hello 间隔

第 7 章 处理串行线路和帧中继连接故障

一、处理串行线路故障

1、HDLC 封装

High-level Data Link Control（HDLC）是用于串行链路的一种封装方法，HDLC 是 Cisco 路由器串行接口的缺省封装方法。

处理串行链路故障的第一步就是查看链路两端要使用相同的封装类型。

正常情况下，接口和 line 都是 up 的。

线缆故障、载波故障和硬件故障都可导致接口 down，通过校验电缆连接、更换硬件（包括电缆）、检查载波信令定位问题。

接口 up，line down：CSU/DSU 故障、路由器接口问题、CSU/DSU 或载波的时间不一致、没有从远端路由器接收到 keepalive 信令、载波问题。应验证本地接口和远端接口的配置。

接口重启的原因：

• 数秒内排队的包没有被发送；
• 硬件问题（路由器接口、线缆、CSU/DSU）；
• 时钟信令不一致
• 环路接口
• 接口关闭
• 线协议 down 且接口定期重启

2、CSU/DSU 环路测试

有四种类型的环路测试：

• 在本地 CSU/DSU 上测试本地环路；
• 在远端 CSU/DSU 上测试本地环路；
• 从本地 NIU 到远端 CSU/DSU 测试远端环路；
• 从远端 NIU 到本地 CSU/DSU 测试远端环路；

用 PPP 封装的串行链路上，PPP 用协商 Magic Number 检测环回网络。

3、串行线中总结：

1） 症状和问题：

Interface is administratively down;line protocol is down

1） 接口被从命令行关闭

2） 不允许重复的 IP 地址，两个使用相同 IP 地址的接口将 down

Interface is down;line protocol is down

1） 不合格的线缆

2） 没有本地提供商的信令

3）硬件故障（接口或 CSU/DSU、线缆）

4） 时钟

Interface is up;line protocol is down

1） 未配置的接口：本地或远程

2） 本地提供商问题

3） Keepalive 序号没有增加

4） 硬件故障（本地或远端接口、CSU/DSU）

5） 线路杂音

6） 时钟不一致

7） 第 2 层（如 LMI）

Interface is up;line protocol is up(looped) 链路在某处环路

Incrementing carrier transition counter

1） 来自本地提供商的信号不稳定

2） 线缆故障

3）硬件故障

Incrementing interface resets

1） 线缆故障，导致 CD 信号丢失

2） 硬件故障

3） 线路拥塞

Input drops,errors,CRC,and framing errors

1） 线路速率超过接口能力

2） 本地提供商问题

3） 线路杂音

4） 线缆故障

5） 不合格线缆

6） 硬件故障

Output drops 接口传输能力超过线路速率

2） 问题和行动

本地提供商问题

1） 检查 CSU/DSU 的 CD 信号和其它信号，看链路是否在发送和接收信息

2） 如果没有 CD 信号或有其它问题，联系本地提供商处理故障

不合格或故障的线缆

1） 使用符合设备要求的线缆

2） 使用 breakout 盒检查

3） 交换故障线缆

未配置的接口

1） 使用 show running-config 校验接口配置

2） 确认链路两端使用相同的封装类型

Keepalive 问题

1） 验证 keepalive 被发送

2） 配置了 keepalive 发送，debug keepalive

3） 验证序号在增加

4） 如果序号不增加，运行环路测试

5） CSU/DSU 环路，序号仍不增，则硬件故障

硬件故障

1）更换硬件

接口在环路模式

1） 检查接口配置

2） 如果在接口配置有环路，移除

3） 如果接口配置被清除，清除 CSU/DSU 环路模式

4） 如 CSU/DSU 不在环路模式，可能是提供商置环

接口 administratively down

1） 检查是否有重复的 IP 地址

2） 进行接口配置模式，执行 noshutdown

线路速率大于接口能力

1） 使用 hold-queue 减少进入的队列尺寸

2） 增加输出的队列尺寸

接口速率大于线路速率

1） 减少广播流量

2） 增加输出的队列

3） 如有需要，使用队列算法

二、处理帧中继故障

DLCI 用于在帧中继中标识虚拟链路，DLCI 仅仅是本地信令，DLCI 与第 3 层 IP 地址相映射。

处理帧中继的步骤：

1） 检查物理层，线缆或接口问题；

2） 检查接口封装；

3） 检查 LMI 类型；

4） 校验 DLCI 到 IP 的映射；

5） 校验 Frame Delay 的 PVC；

6） 校验 Frame Delay 的 LMI；

7） 校验 Frame Delay 映射；

8） 校验环路测试；

1、帧中继的 show 命令

2、帧中继的 debug 命令

3、帧中继总纳

1） 症状和问题

Frame Realy link is down

1） 线缆故障

2） 硬件故障

3） 本地服务商问题

4） LMI 类型不一致

5） Keepalive 没有被发送

6） 封装类型不一致

7） DLCI 不一致

从 Frame Delay 网络不能 ping 远端主机

1） DLCI 指定了错误的接口

2） 封装类型不一致

3） ACL问题

4） 接口配置错误

2） 问题和行动

线缆故障

1） 检查线缆并测试接头

2） 更换线缆

硬件故障

1） 执行环路测试，以分离硬件

2） 将线缆连接到路由器的另一同样配置的接口，如OK，则需更换硬件

本地服务提供商问题

1） 如环路测试使 LMI 状态 up，但不能连接远端着站点，联系本地载波

2）包含载波问题，就好象 FR 配置错误，如 DLCI 不一致或封装不一致。

LMI 类型不一致

1） 校验路由器的 LMI 类型与 PVC 上的每个设备都一致

2） 如使用公共提供商网络，不能访问 LMI，与提供商联系

Keepalive 问题

1） 使用 show interface 查看是否 keepalive 被禁用，或校验 keepalive 被正常配置

2） 如果 keepalive 设置错误，进入配置模式并在接口上指定 keepalive 间隔

封装类型

1） 校验两端路由器的封装方式相同，如有非 Cisco 路由器，必须用 IETF。用 show frame-relay 命令显示封装信息

2）用 encapsulation frame-relay ietf 更换封装方式，与可用frame-relay map 设置某个 PVC 的封装。

DLCI 不一致

1） 用 show running-config 和 show frame-relay pvc 显示指派给某接口的 DLCI号

2） 如 DLCI 号配置正常，联系供应商校验 FR 交换机是否了相同的 DLCI

ACL 问题

1） 使用 show ip interface 显示应用到接口上的 ACL

2） 分析 ACL，如有需要，删除或修改它

第 8 章 处理 ISDN 故障

一、ISDN 基本原理

二、常见 ISDN 故障

ISDN 问题分成 3 类：配置不当的路由器、物理线缆和 ISDN 协议、配置不当的交换机。

1、配置不当的路由器

配置不当由于不同原因：typographical 错误、从服务供应商提供的错误信息、本路由器配置不正确

1） SPID（Service Profile Identifiers）:如 SPID 和 LDN 配置错误，将有 ISDN 连接问题。SPID仅用于北美，只有服务供应商要求时才设置。

2） CHAP：CHAP 认证在使用 PPP 封装的接口上使用。两端路由器的 CHAP 配置一定要相同。在 PPP中，用户名和口令是大小写敏感的。

3） Dialer Map 实体：Dialer map 关联高层地址到相关的电话号码。每种协议需要一条 dialermap 语句。

4） 访问列表：ACL 可用于 ISDN 连接以阻止某类型流量触发连接。

5） PPP：

2、物理层连接

1) BRI：在现有电话线上提供数字服务。

2) ISDN BRI 信道：2B+D(2*64+16+48=192kbps)；ISDN BRI 的物理帧为 48bits，链路每秒发送4000 帧。

3) 本地环路：客户和 CO 之间的链路，连接 ISDN 设备到 ISDN 交换机。

4) 物理层：参考点（R、S、T、U）；设备（LT/ET、NT1、NT2、TE1、TE2、TA）

三、配置不当的电话交换机

在新安装 ISDN 时，必须考虑服务供应商 ISDN 交换机配置错误的可能性。

1、第 2 层故障处理：

ISDN 第 2 层故障处理的目标：q.921 协议和 PPP。

1） q.921：ISDN 的第 2 层在 q.921 中定义。Q.921 信令在 D 信道上用 LAPD 协议传输。处理 q.921故障最常用命令是 debug isdn q921，问题常与 TEI（terminal endpoint identifier）、SAPI（service access point identifier）和 SABME（set asynchronous balanced mode extended）有关。

TEI＝127 表示广播；TEI＝64-126 保留用于动态分配。

SAPI=0 表示当前第 3 层信令；63 表示用于 TEI 值分配的管理 SAPI；64 为呼叫控制。

2） PPP：PPP 使用 LCP 设置和维护链路；NCP 配置和维护网络层协议。

2、第 3 层故障处理：

ISDN 第 3 层也叫 q.931，使用 debug isdn q931 命令可查看 call setup、connect、release、cancel、status、disconnect 和、user information。

ISDN 第 3 层连接在本地路由器（TE）和远端 ISDN 交换机（ET）之间。

ISDN 呼叫建立的过程：

1） SETUP:在本地 TE 和远端 ET 之间发送信息

2） CALL_PROC：呼叫处理信令

3） ALERT：

4） CONNECT

5） CONNECT_ACK：

3、交换机类型：

配置 ISDN 时，必须用 isdn switch-type 命令指定本地环路的交换机。

四、ISDN 故障处理命令

1、ping：在 DDR 中，ping 命令触发一个呼叫，在第 2 个 B 信道 up 前，路由器已完成了 ping。

2、clear interface bri n：重置接口上不同的计数器并中止接口上的连接。

3、show interface bri n：显示关于 ISDN BRI D 信道的信息

4、show interface bri n 1 2：显示 ISDN BRI 的 B 信道信息。

5、show controller bri：显示接口硬件控制器信息和 U 接口，供 Cisco 的 TAC 处理故障。

6、show isdn status：显示 ISDN 接口状态和各层详细信息。

7、show dialer：显示关于 DDR 连接的信息，包括拨号、成功的连接、IDLE 时间、呼叫数。

8、show ppp multilink：

五、调试 ISDN

1、debug bri：提供有关 BRI B 信道的信息，包括带宽信息

2、debug isdn q921：获取关于接口 D 信道的信息，D 信息用于在交换机和本地 ISDN 设备间传输信令。

3、debug dialer：呼叫连接的原因和连接的状态。

4、debug isdn q931：监视发生在第 3 层的事件。

Cause ID 显示呼叫被拒绝的原因；

CallRef ID 发送和返回的信息，用于分析路由器和交换机之间不同呼叫的特定会话。

5、debug ppp negotiation：提供建立 PPP 会话的实时信息，可察看 CHAP 和 PAP 验证

6、debug ppp packet：报告实时 PPP 包流，包括包的类型和所用的 B 信道

第 9 章 交换以太网故障处理

一、Switch、Bridge、Hub

广播域：由 Router 控制

冲突域：由 Switch 或 Bridge 控制

Switch 和 Hub 比较：

类型 Switch Hub

Unicasts 仅发送到目标 发送到所有端口

Broadcasts 发送同 VLAN 中的所有端口 发送到所有端口

Aggregate bandwidth 等于每个端口的带宽×端口数 等于介质速率

Full/half-duplex 可全双工连接 仅半双工

Support for mixed media:Token Ring,Ethernet,FDDI… 依靠 switch，可在不同帧类型和物理介质之间传输 仅支持同一介质混合介质的支持 依赖于桥配置处理帧 硬件（ASIC） 软件或端口数量 从 4 到超过 100 通常 16 个以下帧类型转换 依靠桥配置

二、Catalyst 故障处理工具

1、Catalyst 命令行接口：

命令行接口有 Native 模式和 Hybrid 模式。本机模式配置第 3 层和第 2 层在一起；混合模式在不同 CLI 下配置第 3 层和第 2 层，常为基于 set 的 CLI。

2、混合模式下的 CLI：

1） show system：关于 switch 的高级总结信息，包括供电状态、uptime 和管理设置

2） show port：显示指定端口或一个模块上所有端口的信息（VLAN、速率、双工、状态、类型、…）

3） show log：报告重要事件，包括所有模块的重启、trap、供电失败、…。

4） show logging buffer：等同于路由器的 show log 命令，根据 logging 级别，报告端口 up或 down、STP、…

5） show interface：报告管理模块上 IP 配置和 SC0 接口上 VLAN 信息。（sl0、sc0）

6） show cdp：显示相邻 CISCO 设备信息

7） show config：等同于 show running-config 命令，显示交换机除 MSFC 等外所有模块上所有设置，仅显示非默认设置。Show config all 显示所有设置。

8） show test：仅显示 switch 管理模块状态，包括接口卡、供电、内存等。

9） show mac：显示大量计数，包括每端口帧流量、发出和进入的帧的总数量、丢弃、…

10）show vtp domain

11）show cam：显示与端口相关联的 MAC 地址

12）重复的 MAC 地址

13）show spantree：显示每个 VLAN 的 SPT 进程状态

14）show version：显示硬件和软件版本号，包括内存、系统 UP 时间统计等

3、RMON（Remote Monitoring）

RMON 基于 RMONProbe，从电路（物理介质）上采集数据信息。Router 和 Switch 并不支持所有级别的RMON信息，更多的监控可以用SPAN （Switched Port Analyzer交换端口分析，也叫Port Mirroring端口监控）实现。

4、指示灯：

管理引擎上包含有负载 LED，可以提示交换机的当前负载。在启动过程中，LED 将闪烁；正常情况下，LED 常绿；橙色 LED 提示有问题；红色 LED 提示有故障。

三、用 STP 控制环路

STP 算法在 802.1D 中定义，用于在多交换机时控制重复路径，避免网络环路。

Cisco 使用 Port fast 和 Uplink fast 时，要防止产生网络环路。

四、VLAN

VLAN 有基于端口的静态 VLAN 和基于 MAC 的动态 VLAN

1、ISL：Cisco 专用协议，用于连接两台设备以支持多个 VLAN。

• ISL 只能在支持 ISL 的产品上使用
• ISL 必须是点对点的
• ISL 仅用于 100Mb 全双工
• ISL 要求路由器的 IOS 和内存升级；
• ISL 可以支持 Token Ring；
• ISL 添加 30Bit 到原始帧；
• ISL 在帧的末尾包含 CRC。

2、802.1Q：用于连接非 Cisco 中继到 Cisco 设备。

3、VTP：VTP 使用多播通知 VTP 域中所有其它交换机关于域中 VLAN 的信息。

VTP 服务器

VTP 客户机

透明 VTP

五、线缆问题

物理层标准：

线缆 10Mb 100Mb

3 类线距离 100m 不可用

5 类距离 100m 100m

多模光纤距离 2000m 2000m

单模光纤距离 高达 100km 高达 100km

1、线缆问题：

1） 万用表（Multimeters）和电缆测试器（Cable Testers）

万用表（Multimeters）和伏欧表（Volt-ohm）用于验证电缆连通性，只能用于测试铜线或其它基于电信号的电缆，不能用于测试光纤。

电缆测试器（Cable Testers）既可测试电缆也可测试光缆，提供给用户更多的被测试电缆的信息，如：连通性、断路、短路、距离过长、噪音、MAC 信息、线路负载、…。

2） 时域反射器（TDRs）和光时域反射器（OTDRs）

TDR 是更复杂的电缆测试器，可用于定位电

2、交叉线

交叉线用于两台主机直接相连、连接两台网络设备。

以太网使用 1、2、3、6 四芯（白橙、橙、白绿、绿），而 T1 电路使用 RJ-45 的 1、2、3、5 四芯

六、交换机连接故障处理

发生在交换机上常见的故障有速率和双工设置

1、SPAN（交换端口分析器）：

也叫 Port Mirroring（端口监视器）交换机拷贝所有被发送到工作站接口的包到另一接口，这个接口没有被指定 VLAN。

Set span enable ；配置 SPAN

使用 SPAN 既监视接收的、发送的或所有的包。

2、多层交换特性卡（MSFC）和 Catalyst 路由：

MSFC 是一个在子板的 Cisco 路由器，安装在管理模块上，提供 VLAN 间路由。

在 CLI 下访问 MSFC：session

3、路由器和交换机间 VLAN：

路由器提供 VLAN 间的通信。

1） 广播管理：

路由器不转发广播，交换机控制广播仅转发到是源端口所 VLAN 成员的端口。

2） 策略控制：交换机没有策略，而路由器提供连接 VLAN 的安全和策略控制

3） VLAN 交换：经过路由器转发一个包到同 VLAN 的不同接口

4） VLAN 传输：使用不同 VLAN 协议的两 VLAN 间或 VLAN 协议传输到非 VLAN 第 2 层协议。

5） 路由：在不同 VLAN 或非 VLAN 网络间通信

6） 路由器上 VLAN 故障处理：

show vlans

show arp

show interface

show cdp neighbor

debug vlan packet

debug spantree

7） show vlans：在路由器上执行，显示路由器 VLAN 配置的细节，包括：VLAN 名、接口、IP 地址、VLAN 封装协议、接口协议。

8） debug vlan packet：判定在中继上发送到路由器的数据的 VLAN。

3、VLAN 设计和故障处理

VLAN 设计时注意事项：

1） 网络直径要少于 8 台交换机；

2） VLAN 必须在某个限制内进行编号；

七、混合/本地模式命令转换

第 10 章 分离并纠正物理层和数据链路层故障

1、识别物理层问题的症状

物理层组件包括：接口／端口、模块、线缆、中继器、网卡、转换器等。

物理层问题将导致链路上数据完全或间断的丢失，应用程序失败，数据传输速率低。

设备的端口和特定部件的 LED 在正常工作时稳定，故障时 LED 状态将关闭、闪烁或其它颜色。

2、识别数据链路层问题的症状

数据链路层问题包括：不正常的帧类型（不相符的封装）、重复的 MAC 地址、换换　鹊?层设备的不当行为。

第 2 层和第 3 层测试工具（CDP、PING）可以帮助检验并校验数据链路层问题。

3、用于分离物理层和数据链路层问题的命令和应用程序：

1） ES 命令：

2） Cisco IOS 命令

4、纠正发生在物理层和数据链路层的命令和应用程序

1） 纠正 T1|E1 问题的命令