第十章網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基本調(diào)試

    網(wǎng)絡(luò)按照初始目標(biāo)組建配置完成后，首要的認(rèn)識(shí)是檢查網(wǎng)絡(luò)的連通性。網(wǎng)絡(luò)的連通性是指一臺(tái)主機(jī)或設(shè)備上的一個(gè)IP地址到另一臺(tái)主機(jī)或設(shè)備上的一個(gè)IP地址的可達(dá)性。本章將介紹檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)連通性的常用命令。

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    為了達(dá)到網(wǎng)絡(luò)連通性，單個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間同時(shí)還運(yùn)行各種協(xié)議或交互相關(guān)控制信息。有時(shí)，為了定位這些協(xié)議或模塊是否正常運(yùn)行，需要使用調(diào)試工具。本章對(duì)如何使用調(diào)試工具以及如何控制調(diào)試信息的輸出和顯示也進(jìn)行了介紹。

網(wǎng)絡(luò)連通性測(cè)試

使用ping測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的連通性

ping的實(shí)現(xiàn)原理

    ping實(shí)際上是基于ICMP協(xié)議開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，它是在計(jì)算機(jī)的各種操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上廣泛使用的檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)連通性的常用工具。通過(guò)使用ping命令，用戶可以檢查指定地址的主機(jī)或設(shè)備是否可達(dá)，測(cè)試網(wǎng)絡(luò)連接是否出現(xiàn)故障。

    ICMP定義了不同類型的協(xié)議報(bào)文，ping主要使用了其中Echo Request（回波請(qǐng)求）和Echo Reply（回波響應(yīng)）兩種報(bào)文。如圖所示，在RTA命令行界面輸入ping 192.168.3.1命令，源設(shè)備RTA向目的設(shè)備RTC發(fā)送ICMP Echo Request報(bào)文；如果網(wǎng)絡(luò)工作正常，則目的設(shè)備在接收到該報(bào)文后，向源設(shè)備R回應(yīng)ICMP Echo Reply報(bào)文（如本例）；如果網(wǎng)絡(luò)工作異常，源設(shè)備RTA將顯示目的地址不可達(dá)或超時(shí)等提示信息。通過(guò)這個(gè)交互過(guò)程，源設(shè)備RTA即可知道目的設(shè)備的IP層相關(guān)狀態(tài)。

ping命令的輸出

    上圖演示了ping命令的實(shí)際輸出結(jié)果。

    在本例中，RTA在超時(shí)時(shí)間內(nèi)收到了目的設(shè)備RTC對(duì)每個(gè)ICMP Echo Request報(bào)文的響應(yīng)，因此RTA上輸出了響應(yīng)報(bào)文的字節(jié)數(shù)、報(bào)文序號(hào)、TTL（Time To Live,生存時(shí)間）、響應(yīng)時(shí)間。

    在圖中最后的幾行中，輸出了ping過(guò)程報(bào)文的統(tǒng)計(jì)信息，主要包括發(fā)送報(bào)文個(gè)數(shù)、接收到響應(yīng)報(bào)文個(gè)數(shù)、未響應(yīng)報(bào)文數(shù)百分比、響應(yīng)時(shí)間的最小值、平均值和最大值。

使用ping命令

ping命令提供了豐富的可選參數(shù)，數(shù)目如下：

• -a source-ip：指定ICMP Echo Request報(bào)文中的源IP地址。

• -c count：指定發(fā)送ICMP Echo Request報(bào)文的數(shù)目，取值范圍為1～4294967295，默認(rèn)值為5。

• -f：將長(zhǎng)度大于接口MTU的報(bào)文直接丟棄，即不允許對(duì)發(fā)送的ICMP Echo Request報(bào)文進(jìn)行分片。

• -h ttl：指定ICMP Echo Request報(bào)文中的TTL值，取值范圍為1～255，默認(rèn)值為255。

• -i interface-type interface-number:指定發(fā)送報(bào)文的接口的類型和編號(hào)。

• -m interval：指定發(fā)送ICMP Echo Request報(bào)文的時(shí)間間隔，取值范圍為1～65535，單位為毫秒，默認(rèn)值為200毫秒。如果在timeout時(shí)間內(nèi)收到目的主機(jī)的響應(yīng)報(bào)文，則下次ICMP Echo Request報(bào)文的發(fā)送時(shí)間間隔為報(bào)文的實(shí)際響應(yīng)時(shí)間與interval之和；如果在timeout 時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到目的主機(jī)的響應(yīng)報(bào)文，則下次ICMP Echo Request報(bào)文的發(fā)送時(shí)間間隔為timeout與interval之和。

• -n：不進(jìn)行域名解析。默認(rèn)情況下，系統(tǒng)將對(duì)hostname進(jìn)行域名解析。

• -p pad：指定ICMP Echo Request報(bào)文的填充字節(jié)，格式為16進(jìn)制。比如將“pad”設(shè)置為ff，則報(bào)文將被全部填充為ff。默認(rèn)情況下，填充的字節(jié)從0x01開(kāi)始，逐漸遞增，直到0x09，然后又從0x01開(kāi)始循環(huán)填充。

• -q：除統(tǒng)計(jì)數(shù)字外，不顯示其它詳細(xì)信息。默認(rèn)情況下，系統(tǒng)將顯示包括統(tǒng)計(jì)信息在內(nèi)的全部信息。

• -r：記錄路由。默認(rèn)情況下，系統(tǒng)不記錄路由。

• -s packet-size：指定發(fā)送的ICMP Echo Request報(bào)文的長(zhǎng)度（不包括IP和ICMP報(bào)文頭），取值范圍為20～8100，單位為字節(jié)，默認(rèn)值為56字節(jié)。

• -t timeout：指定ICMP Echo Reply報(bào)文的超時(shí)時(shí)間，取值范圍為1～65535，單位為毫秒，默認(rèn)值為2000毫秒。

• -tos tos：指定ICMP Echo Request報(bào)文中的ToS（Type of Service，服務(wù)類型）域的值，取值范圍為0～255，默認(rèn)值為0。

• -v：顯示收到的非Echo Reply的ICMP報(bào)文。默認(rèn)情況下，系統(tǒng)不顯示非Echo Reply的ICMP報(bào)文。

使用tracert檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)連通性

tracert的實(shí)現(xiàn)原理

    通過(guò)使用tracert命令，用戶可以查看報(bào)文從源設(shè)備傳送到目的設(shè)備所經(jīng)過(guò)的路由器。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，用戶可以使用該命令分析出現(xiàn)故障的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

    本圖演示了在RTA上執(zhí)行tracert 192.168.3.1命令的工作過(guò)程：

1. 源設(shè)備RTA對(duì)目的設(shè)備的某個(gè)較大的端口發(fā)送一個(gè)TTL為1的UDP報(bào)文；

2. 由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處理IP報(bào)文中的TTL值時(shí)，將其逐跳遞減，因此，該報(bào)文到達(dá)第一跳RTB后，TTL將變?yōu)?，RTB于是回應(yīng)一個(gè)TTL超時(shí)的ICMP報(bào)文，該報(bào)文中含有第一跳的IP地址，這樣遠(yuǎn)設(shè)備就得到了第一跳路由器的RTB的地址；

3. 源設(shè)備重新發(fā)送一個(gè)TTL為2的報(bào)文給目的設(shè)備；

4. TTL為2的ICMP報(bào)文首先傳遞給RTB,TTL遞減為1，該ICMP報(bào)文到達(dá)RTC后，TTL將遞減為0，由于RTC是ICMP的目的地，RTC將回應(yīng)給RTA一個(gè)端口不可達(dá)的ICMP消息，RTA收到該消息后，將會(huì)知道已經(jīng)跟蹤到目的地，因此，將停止向外發(fā)送報(bào)文。

5. 如果RTC距離RTA有多跳，以上過(guò)程將不斷進(jìn)行，直到最終到達(dá)目的設(shè)備，源設(shè)備就得到了從它到目的設(shè)備所經(jīng)過(guò)的所有路由器的地址。

   tracert命令的輸出

    本圖的上半部分顯示了RTA執(zhí)行tracert命令后的輸出，對(duì)于每個(gè)TTL遞增的報(bào)文，RTA都要重復(fù)發(fā)三次，因此輸出結(jié)果中顯示了每一跳接收響應(yīng)的時(shí)延。最后一跳是跟蹤的目的地。

    本圖的下半部分顯示了RTA執(zhí)行tracert命令后的調(diào)試信息（后面的小節(jié)將詳細(xì)講解如何獲得調(diào)試信息），調(diào)試信息顯示了中間跳路由器和最后目的跳路由器對(duì)RTA的不同響應(yīng)方法。

使用tracert命令

tracert命令使用的可選參數(shù)含義如下：

• -a source-ip：指明tracert報(bào)文的源IP地址。

• -f first-ttl：指定一個(gè)初始TTL，即第一個(gè)報(bào)文所允許的跳數(shù)。取值范圍為1～255，且小于最大TTL,默認(rèn)值為1。

• -m max-ttl：指定一個(gè)最大TTL,即一個(gè)報(bào)文所允許的最大跳數(shù)，取值范圍為1～255，且大于初始TTL，默認(rèn)值為30。

• -p port：指明目的設(shè)備的UDP端口號(hào)，取值范圍為1～65535，默認(rèn)值為33434。用戶一般不需要更改此選項(xiàng)。

• -q packet-num：指明每次發(fā)送的探測(cè)報(bào)文個(gè)數(shù)，取值范圍為1～65535，默認(rèn)值為3。

• -w timeout：指定等待探測(cè)報(bào)文響應(yīng)的報(bào)文的超時(shí)時(shí)間，取值范圍是1～65535，單位為毫秒，默認(rèn)值為5000毫秒。

• remote-system：目的設(shè)備的IP地址或主機(jī)名（主機(jī)名是長(zhǎng)度為1～20的字符串）。

系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試概述

系統(tǒng)調(diào)試介紹

• 對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所支持的絕大部分協(xié)議和功能，系統(tǒng)都提供了相應(yīng)的調(diào)試功能，幫助用戶對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行診斷和定位

• 調(diào)試信息的輸出由兩個(gè)開(kāi)關(guān)控制

    對(duì)于設(shè)備所支持的各種協(xié)議和特性，系統(tǒng)基本上都提供了相應(yīng)的調(diào)試功能，幫助用戶對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行診斷和定位。

    調(diào)試信息的輸出可以由兩個(gè)開(kāi)關(guān)控制：

• 協(xié)議調(diào)試開(kāi)關(guān)：也稱為模塊調(diào)試開(kāi)關(guān)，控制是否輸出某協(xié)議模塊的調(diào)試信息。

• 屏幕輸出開(kāi)關(guān)：控制是否在某個(gè)用戶屏幕上顯示調(diào)試信息。

  協(xié)議調(diào)試開(kāi)關(guān)和屏幕輸出開(kāi)關(guān)的關(guān)系如圖所示。用戶只有將兩個(gè)開(kāi)關(guān)都打開(kāi)，調(diào)試信息才會(huì)在終端顯示出來(lái)。

系統(tǒng)調(diào)試操作

    terminal debugging命令的作用是打開(kāi)調(diào)試信息的屏幕輸出開(kāi)關(guān)，以控制是否在某個(gè)用戶屏幕上顯示調(diào)試信息。

    debugging命令用于打開(kāi)協(xié)議調(diào)試開(kāi)關(guān)。因此，該命令后面要指定相關(guān)的協(xié)議模塊名稱，如ATM、ARP。當(dāng)然模塊名稱可能不只一個(gè)參數(shù)，比如關(guān)系IP層如何處理報(bào)文時(shí)，可以使用debugging ip packet命令。

    terminal monitor命令用于開(kāi)啟控制臺(tái)對(duì)系統(tǒng)信息的監(jiān)視功能，調(diào)試信息屬于系統(tǒng)信息的一種，因此，這是一個(gè)更高一級(jí)的開(kāi)關(guān)命令，只不過(guò)該命令在需要觀察調(diào)試信息時(shí)候是可選的，因?yàn)槟J(rèn)情況下，控制臺(tái)的監(jiān)視功能就處于開(kāi)啟狀態(tài)。

    最后，通過(guò)display debugging命令可以查看系統(tǒng)當(dāng)前哪些協(xié)議調(diào)試信息開(kāi)關(guān)是打開(kāi)的。

調(diào)試信息輸出示例

    這里是一個(gè)為了觀察ping命令執(zhí)行過(guò)程，打開(kāi)debug ip packet協(xié)議調(diào)試開(kāi)關(guān)的例子。該例顯示了當(dāng)RTA發(fā)出一個(gè)ICMP ECHO-REQUEST報(bào)文和收到一個(gè)ICMP ECHO-REPLY報(bào)文時(shí)，IP協(xié)議層處理的詳細(xì)過(guò)程。

    該例中，執(zhí)行ping命令時(shí)使用了-c參數(shù)，因此只發(fā)出一個(gè)ICMP請(qǐng)求回應(yīng)報(bào)文。“Oct 1 17:16:21:648 2008 RTA IPFWD/7/debug_case:”位屏幕打出的系統(tǒng)信息，提示以下將是調(diào)試信息的輸出，并且說(shuō)明了調(diào)試信息的輸出時(shí)間，及相關(guān)的模塊名IPFWD——IP轉(zhuǎn)發(fā)模塊。

    調(diào)信息分為三個(gè)段落。第一段說(shuō)明了承載該ICMP報(bào)文的IP報(bào)頭實(shí)際內(nèi)容，包括報(bào)文長(zhǎng)度、報(bào)文ID、偏移量、協(xié)議號(hào)、源地址和目的地址等。經(jīng)過(guò)查找路由表/轉(zhuǎn)發(fā)表，該ICMP報(bào)文將從本地的串行接口Serial 6/0轉(zhuǎn)發(fā)出去。第二段說(shuō)明RTA從Serial 6/0收到了一個(gè)報(bào)文，和第一段類似，RTA打印出了該報(bào)文IP頭的相關(guān)內(nèi)容?？梢钥闯?，這個(gè)報(bào)文就是對(duì)剛剛發(fā)出的ICMP回應(yīng)請(qǐng)求報(bào)文的應(yīng)答。最后一段與第二段描述的是同一個(gè)報(bào)文，由于RTA就是此報(bào)文的目的地，它要被遞交該本地IP轉(zhuǎn)發(fā)層的上層進(jìn)行處理，因而，系統(tǒng)可以后續(xù)打印出“Reply from 192.168.1.2:”，證明到達(dá)192.168.1.2是可達(dá)的。

    在圖中最后的幾列中顯示了ping過(guò)程報(bào)文的統(tǒng)計(jì)信息，主要包括：發(fā)送了一個(gè)報(bào)文，接收到一個(gè)響應(yīng)報(bào)文，由于沒(méi)有未響應(yīng)報(bào)文，因此丟包率是0%，此處ping響應(yīng)時(shí)間的最小值、平均值和最大值都是26毫秒（因?yàn)橹贿M(jìn)行了一次ICMP請(qǐng)求和應(yīng)答）。

當(dāng)前名稱：第十章網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基本調(diào)試
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