巧用分層模型排障
20世紀(jì)80年代中期，各大公司逐漸感受到了盲目地大規(guī)模擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)帶來的后果，使用不同標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)之間很難通信，于是他們意識到必須摒棄先前的專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，制定一種網(wǎng)絡(luò)之間連接的標(biāo)準(zhǔn)。
1984年發(fā)布的OSI-RM開放體系模型（Open System Interconnection - Reference Model），它為各個廠商提供了一套標(biāo)準(zhǔn)，確保全世界各公司提出的不同類型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間具有良好兼容性和互操作性。
開放系統(tǒng)互連參考模型（Open System Interconnection - Reference Model）中的關(guān)鍵字“開放”與“互連”就是為解決這個問題?！伴_放”表示能使任何兩個遵守參考模型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進(jìn)行連接。“互連”是指將不同的系統(tǒng)互相連接起來，以達(dá)到相互交換信息、共享資源、分布應(yīng)用和分布處理的目的。
中鐵集團(tuán)某分公司進(jìn)行了一次網(wǎng)絡(luò)改造，分公司的網(wǎng)絡(luò)用戶報告說其中有一臺客戶端在調(diào)整辦公室后無法訪問總部服務(wù)器。由于總公司到分公司的路途遙遠(yuǎn)，所以采用了電話支持和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠(yuǎn)程排錯的方法，最終排除了故障。
選擇排查故障的思路
OSI模型并不只是一項(xiàng)“死”知識，而是指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)組建和故障排除的一種原則。利用OSI模型排除網(wǎng)絡(luò)錯誤工作中有3種方法可以使用。
（1）從下至上的方法：從OSI模型底端開始，順序向上。
（2）從上至下的方法：從OSI模型頂端開始，順序往下。
（3）分而治之的方法：從OSI模型特定層開始，確定問題是在該層、還是上層或下層。
由于分公司的其他客戶端都能訪問到總部的服務(wù)器，而只有一個客戶端無法訪問，所以應(yīng)該確認(rèn)服務(wù)器的應(yīng)用程序是沒有問題的，所以可以采用“從下至上”的方法排除網(wǎng)絡(luò)故障，即從物理層開始。由于是遠(yuǎn)程管理，在處理此次網(wǎng)絡(luò)故障時總部工程師并沒有到現(xiàn)場，但最終排除了故障。他們并不是通過經(jīng)驗(yàn)直接判斷問題的癥結(jié)之處，而是根據(jù)OSI的7層模型，從“物理層”開始排除問題的，當(dāng)確保網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)連接沒有問題的時候，再“上升一層”排除問題，直至找到了最終答案。
下面排除故障中用到了一些命令，現(xiàn)在你可能還不了解它們，在學(xué)習(xí)完成本書后面的一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)置配置命令之后，你就會發(fā)現(xiàn)原來這些工程師的操作也不是很神奇。
故障解決思路與步驟
客戶端無法訪問網(wǎng)絡(luò)的情況在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)故障中應(yīng)該是最常見的一種，但很多管理員在排查故障的時候，不知道從何處入手。并將這臺主機(jī)搬回到原信息點(diǎn)后能夠訪問網(wǎng)絡(luò)，這就使總部工程師首先懷疑到連接這臺客戶端的物理層鏈路出現(xiàn)了問題。
1．物理層檢查
工程師首先要求用戶檢查網(wǎng)絡(luò)客戶端網(wǎng)絡(luò)的物理連接是否正常，查看網(wǎng)線是否與墻上端口和設(shè)備相連，連接點(diǎn)是否牢靠等。用戶反饋這些連接部件都是正常，所以工程師決定讓用戶查看交換機(jī)端口的工作狀態(tài)。
由于分公司采用了標(biāo)準(zhǔn)的布線環(huán)境，交換機(jī)管理良好，有完備的《網(wǎng)絡(luò)記錄文檔》。因此，總部查找到這位用戶使用的墻上插座端口號為A201，而且知道A201號口與交換機(jī)2號口相連。
如果工程師在現(xiàn)場就可查看交換機(jī)端口的指示燈狀態(tài)是否正常，但現(xiàn)在是不可能了。所以只能遠(yuǎn)程登錄到這臺交換機(jī)，利用show ip interface brief 命令查看其端口是否工作正常。
一般持續(xù)綠色代表鏈路正常運(yùn)行，如果閃爍綠色則表明正在發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)。
3750-24#show ip interface brief
Interface IP-Address OK? Method Status Protocol
GigabitEthernet1/0/1 unassigned YES unset up up
GigabitEthernet1/0/2 unassigned YES unset up up
GigabitEthernet1/0/3 unassigned YES unset up up
GigabitEthernet1/0/4 unassigned YES unset up up
GigabitEthernet1/0/5 unassigned YES unset down down
從這條命令的執(zhí)行結(jié)果中看到：GigabitEthernet1/0/2狀態(tài)（Status）和協(xié)議（Protocol）工作都是up狀態(tài)，這證明此終端的線纜連接到交換機(jī)是正常的，初步可以排除是物理層的問題。
2．檢查數(shù)據(jù)鏈路層
既然有連接，說明網(wǎng)絡(luò)是通的，發(fā)生物理層錯誤的可能性很小，所以可以將故障排查上升一層到數(shù)據(jù)鏈路層。因此交換機(jī)對數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)是建立在MAC地址（物理地址）基礎(chǔ)之上的，對于IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來說，它是透明的，即交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時，不知道也無須知道信源機(jī)和信宿機(jī)的IP地址，只需其物理地址，即MAC地址。
是不是我們過分相信《網(wǎng)絡(luò)記錄文檔》中的接口信息了，交換機(jī)的這個接口沒有真正連接到這臺客戶端，而是連接到其他的客戶端呢？此時，可以利用第二層信息的排查來確定這個錯誤是否存在。第二層的關(guān)鍵是MAC地址，可以對照交換機(jī)接口上的MAC地址和客戶端的MAC地址是否相同，這樣也能排除是不是當(dāng)初施工時《網(wǎng)絡(luò)記錄文檔》出現(xiàn)了問題。使用show mac address-table interface gigabitEthernet 1/0/2 命令可以顯示連接此接口計(jì)算機(jī)的MAC地址信息。
3750-24#show mac address-table interface gigabitEthernet 1/0/2
Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan Mac Address Type Ports
---- ----------- -------- -----
10 0014.2275.57ac DYNAMIC Gi1/0/2
Total Mac Addresses for this criterion: 1
此時在客戶端上查看本機(jī)的MAC地址，如果不匹配則說明交換機(jī)上的接口并不是真的連接了這臺客戶端。工程師讓用戶在客戶端上執(zhí)行IPCONFIG /ALL命令，然后將MAC地址和上面的進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)MAC地址是相同的?？赡茉跀?shù)據(jù)鏈路層還有其他的錯誤，但至少“網(wǎng)絡(luò)記錄文檔”并沒有欺騙我們，交換機(jī)端口和客戶端主機(jī)是對應(yīng)的。
3．檢查網(wǎng)絡(luò)層
接下來查看第三層。在PC上使用IPCONFIG /ALL命令進(jìn)行檢查，輸出結(jié)果顯示如下：
C:\Documents and Settings\Administrator>ipconfig /all
Windows IP Configuration
Host Name . . . . . . . . . . . . : officetm1
Primary Dns Suffix . . . . . . . :
Node Type . . . . . . . . . . . . : Hybrid
IP Routing Enabled. . . . . . . . : No
WINS Proxy Enabled. . . . . . . . : No
DNS Suffix Search List. . . . . . : gwz.edu
Ethernet adapter 本地連接:
Connection-specific DNS Suffix . : zt2.cuchina.com.cn
Description . . . . . . . . . . . : Realtek RTL8168/8111 PCI-E Gigabit Ethernet NIC
Physical Address. . . . . . . . . : 00-14-22-75-57-AC
Dhcp Enabled. . . . . . . . . . . : Yes
Autoconfiguration Enabled . . . . : Yes
IP Address. . . . . . . . . . . . : 10.10.2.41
Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.192
Default Gateway . . . . . . . . . : 10.10.2.62
DHCP Server . . . . . . . . . . . : 10.88.56.1
DNS Servers . . . . . . . . . . . : 10.88.56.1
Primary WINS Server . . . . . . . : 10.88.56.1
這里，可以看到PC有IP地址，但是這地址對嗎？這臺PC通過DHCP獲得10.88.x.x范圍內(nèi)的地址，但是現(xiàn)在地址卻是10.10.x.x。
終于發(fā)現(xiàn)了問題，DHCP服務(wù)器分發(fā)的IP地址不屬于子網(wǎng)。這種問題多出現(xiàn)在PC從某個子網(wǎng)挪到另一個子網(wǎng)時，PC依然請求舊的IP地址就產(chǎn)生了問題，由于這臺主機(jī)從另外的辦公室挪過來才出現(xiàn)的問題，因此可以斷定問題出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)層。
管理員嘗試這樣解決問題，讓PC的網(wǎng)絡(luò)接口租用的IP地址重新交付給DHCP服務(wù)器（即歸還IP地址）。使用IPCONFIG /RELEASE，然后使用IPCONFIG /RENEW命令， PC就會獲得正確的IP地址，所有的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用就都可以使用了。
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