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實例解讀：用MAC地址定位目標(biāo)主機

原創(chuàng)
作者：seasunw
網(wǎng)絡(luò)
單位網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。為了確保重要設(shè)備的穩(wěn)定性和冗余性，核心層交換機使用兩臺Cisco 4507，通過Trunk線連接。在兩臺核心交換機上連接有單位重要的服務(wù)器，如視頻服務(wù)器、FTP、WEB和郵件服務(wù)器等。每臺服務(wù)器都有兩根網(wǎng)線分別連接到4507A和4507B上...

【51CTO.com 獨家特稿】單位網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。為了確保重要設(shè)備的穩(wěn)定性和冗余性，核心層交換機使用兩臺Cisco 4507，通過Trunk線連接。在兩臺核心交換機上連接有單位重要的服務(wù)器，如視頻服務(wù)器、FTP、WEB和郵件服務(wù)器等。每臺服務(wù)器都有兩根網(wǎng)線分別連接到4507A和4507B上，以保證服務(wù)器和核心交換機之間傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。單位IP地址的部署，使用的是C類私有192網(wǎng)段的地址。所有的服務(wù)器都位于VLAN 11至VLAN 20中，對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)號是192.168.11.0~192.168.20.0，如視頻服務(wù)器的IP地址為192.168.11.8，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)為192.168.11.254。服務(wù)器的IP地址、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)和DNS都是靜態(tài)配置的。

因為服務(wù)器上數(shù)據(jù)的重要性，需要對數(shù)據(jù)進行存儲、備份，所以每臺服務(wù)器都使用HBA卡，再通過光纖連接到SAN網(wǎng)絡(luò)中的光纖交換機上，再通過光纖交換機連接到EMC的存儲、備份設(shè)備上。

圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

一、服務(wù)器應(yīng)用系統(tǒng)升級引起的問題

因為業(yè)務(wù)擴充和應(yīng)用系統(tǒng)升級的要求，需對視頻服務(wù)器上的操作系統(tǒng)，及應(yīng)用軟件進行重新安裝。但在對視頻服務(wù)器上的系統(tǒng)進行備份和規(guī)整時發(fā)現(xiàn)，服務(wù)器上有兩塊網(wǎng)卡都在使用。如下所示，在視頻服務(wù)器的操作系統(tǒng)Win2003中的"命令行"中執(zhí)行ipconfig /all命令，此命令能夠顯示當(dāng)前系統(tǒng)的TCP/IP配置的設(shè)置值，并能用來檢驗人工配置的TCP/IP設(shè)置是否正確。執(zhí)行命令后顯示的結(jié)果如下所示：

  1. C:\ >ipconfig  /all  
  2. Ethernet adapter 本地連接 1:  
  3.    Description . . . . . . . . . . . : Intel(R) PRO/1000 MT Network Connection  
  4.    Physical Address. . . . . . . . . : 00-13-72-42-24-50  
  5.    IP Address. . . . . . . . . . . . : 10.1.1.12  
  6.    Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0  
  7. Ethernet adapter 本地連接 2:  
  8.    Description . . . . . . . . . . . : Intel(R) PRO/1000 MT Network Connection #2  
  9.    Physical Address. . . . . . . . . : 00-13-72-33-21-6F  
  10.    IP Address. . . . . . . . . . . . : 192.168.11.8  
  11.    Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0  
  12.    Default Gateway . . . . . . . . . : 192.168.11.254  
  13.  

上面的輸出結(jié)果中，其中192.168.11.8的IP地址，是視頻服務(wù)器連接到單位辦公網(wǎng)中所使用的地址。因為辦公網(wǎng)中所有的PC、服務(wù)器，以及網(wǎng)絡(luò)交換、路由設(shè)備都使用的是192網(wǎng)段的地址。

但是上面的顯示中，還有另外一個10.1.1.12的IP地址，這個地址不是單位辦公網(wǎng)中所使用的地址。但這個地址卻是個活動地址，也就是在正常使用，通過視頻服務(wù)器上的流量監(jiān)控軟件，能夠看到10.1.1.12的網(wǎng)卡上有數(shù)據(jù)流量通過。那它是哪兒的地址？它是連接到什么設(shè)備上的？它是連接到什么網(wǎng)絡(luò)中的？因為在機房視頻服務(wù)器的日常工作記錄本上，也沒有和IP地址10.1.1.12相關(guān)的記錄。但是要對視頻服務(wù)器的應(yīng)用系統(tǒng)進行升級，還必須弄明白服務(wù)器上所有IP地址的功能和用途。所以只能通過其它的方法查詢10.1.1.12的功用了。#p#

二、解決問題的步驟

1、既然知道視頻服務(wù)器上，有兩個活動的IP地址192.168.11.8和10.1.1.12，那在服務(wù)器的ARP表中，也肯定有192.168.11.0/24，和10.1.1.0/24這兩個網(wǎng)段中的IP地址和MAC地址的對應(yīng)項。所以在服務(wù)器的"命令行"中，執(zhí)行"arp -a"命令。此命令是通過詢問協(xié)議數(shù)據(jù)，顯示當(dāng)前的ARP表項。如果指定了特定的IP地址，則只顯示指定計算機IP地址和物理地址的對應(yīng)項。如果不止一個網(wǎng)絡(luò)接口使用ARP，則顯示每個ARP 表項。顯示的結(jié)果如下所示：

  1. C:\ >arp -a  
  2. Interface: 10.1.1.12 --- 0x10003  
  3.   Internet Address      Physical Address      Type  
  4.   10.1.1.2        00-60-16-0a-b5-a3     dynamic  
  5. Interface: 192.168.11.8 --- 0x10004  
  6.   Internet Address      Physical Address      Type  
  7.   192.168.11.4          04-1a-72-6a-4e-f2     dynamic  
  8. 192.168.11.254        01-80-0c-b7-a1-45     dynamic  
  9.  

由上面顯示結(jié)果可以看出，192.168.11.0網(wǎng)段中的IP地址和MAC地址的對應(yīng)項都是正常的，這些地址都是單位的辦公網(wǎng)中正在使用的地址。

但是顯示結(jié)果中的"10.1.1.2  00-60-16-0a-b5-a3  dynamic"項，是在單位辦公網(wǎng)中沒有使用的地址。不過配置10.1.1.2地址的設(shè)備，肯定是和視頻服務(wù)器的10.1.1.12/24的網(wǎng)卡相連接的。

為了證實10.1.1.2的IP地址是活動的，就在視頻服務(wù)器的"命令行"中執(zhí)行了ping 10.1.1.2的命令，得到如下的顯示：

  1. C:\Users\Administrator>ping  10.1.1.2  
  2. 正在 Ping 10.1.1.2 具有 32 字節(jié)的數(shù)據(jù):  
  3. 來自 10.1.1.2 的回復(fù): 字節(jié)=32 時間=1ms TTL=255 
  4. 來自 10.1.1.2 的回復(fù): 字節(jié)=32 時間=1ms TTL=255 
  5. 來自 10.1.1.2 的回復(fù): 字節(jié)=32 時間=1ms TTL=255 
  6. 來自 10.1.1.2 的回復(fù): 字節(jié)=32 時間=1ms TTL=255 
  7. 10.1.1.2 的 Ping 統(tǒng)計信息:  
  8. 數(shù)據(jù)包: 已發(fā)送 = 4，已接收 = 4，丟失 = 0 (0% 丟失)，  
  9. 往返行程的估計時間(以毫秒為單位):  
  10. 最短 = 1ms，最長 = 1ms，平均 = 1ms  
  11.  

從上面的顯示可以看出，10.1.1.2的IP地址也是處于活動狀態(tài)的。

2、現(xiàn)在已經(jīng)知道和視頻服務(wù)器IP地址為10.1.1.12的網(wǎng)卡相連的設(shè)備的IP地址和MAC地址。因為從10.1.1.12網(wǎng)卡連接出來的網(wǎng)線是通過機房的地下布線的。也就是說沿著視頻服務(wù)器網(wǎng)卡后面的網(wǎng)線找各個連接點是非常困難的，因為所有的網(wǎng)線都在地板下，而地板上還放著服務(wù)器的機柜。

所以現(xiàn)在已經(jīng)知道了10.1.1.2的IP地址和MAC地址，那能否在辦公網(wǎng)中找到和這兩個地址相關(guān)的信息，也就是在4507交換機的ARP表和CAM表中進行查找。

因為在三層交換機中都保存有這兩張表，可以通過show arp命令查找連接到三層設(shè)備的客戶端或服務(wù)器的IP地址和其MAC地址的對照表。通過show mac address-table查找連接到二層設(shè)備的客戶端或服務(wù)器的MAC地址和其連接到二層設(shè)備接口的對照表。也就說只要知道其中的某一個就可以知道另一個的值。也可以說三層設(shè)備維護的是ARP表，二層設(shè)備維護的是CAM表。因為三層交換機同時具備三層、二層功能，所以這兩張表它都進行維護。

但是在4507中執(zhí)行"Cisco4507#show arp | include 10.1.1.2"和"Cisco4507#sh mac address-table dynamic | include 0060.160a.b5a3"兩條命令后，并沒有任何結(jié)果顯示，如下所示：

  1. Cisco4507#sh arp | include 10.1.1.2   
  2. Cisco4507#   
  3. Cisco4507#sh mac address-table dynamic | include 0060.160a.b5a3  
  4. Cisco4507#  
  5.  

從上面的輸出中可以看出，在4507的ARP表和CAM表中并沒有包含"10.1.1.2"和"0060.1601.b5a3"的表項。若是在這兩個表中包含某一參數(shù)的話，一般會得到和下面格式一致的輸出結(jié)果：

  1. Cisco4507#sh arp | include 192.168.2.1  
  2.     Protocol  Address      Age (min)  Hardware Addr   Type   Interface  
  3.     Internet  192.168.2.14     0     131d.920d.1a32   ARPA    Vlan2  
  4.     Internet  192.168.2.1      0     1613.7868.4a9d   ARPA    Vlan2  
  5. Cisco4507#sh mac address-table dynamic | include 1223.8916.1227  
  6.    vlan   mac address     type       protocols           port  
  7.     200  1223.8916.1227  dynamic        ip       GigabitEthernet3/1   

同時在4507上執(zhí)行命令"Cisco4507#ping 10.1.1.2"，得到如下輸出結(jié)果：

  1. C:\Users\Administrator>ping 10.1.1.2  
  2.  
  3. 正在 Ping 10.1.1.2 具有 32 字節(jié)的數(shù)據(jù):  
  4. 請求超時。  
  5. 請求超時。  
  6. 請求超時。  
  7. 請求超時。  
  8.  
  9. 10.1.1.2 的 Ping 統(tǒng)計信息:  
  10.  
  11.     數(shù)據(jù)包: 已發(fā)送 = 4，已接收 = 0，丟失 = 4 (100% 丟失)  
  12.  

從上面的輸出結(jié)果可以看出，在單位的辦公網(wǎng)中，并沒有IP地址是10.1.1.2的這個設(shè)備。#p#

3、因為MAC地址具有唯一性，并和物理設(shè)備綁定在一起，而IP地址并不具備這兩個特性，所以，現(xiàn)在只能通過MAC地址進行查找IP地址10.1.1.2具體是什么設(shè)備，并確定它的物理位置。

MAC地址是識別局域網(wǎng)節(jié)點的標(biāo)識，是燒錄在網(wǎng)卡(Network Interface Card，NIC)里，共48比特長，由12個十六進制的數(shù)字組成，其中0至23位為組織唯一標(biāo)識符，24至47位是由廠家自己分配。網(wǎng)卡的物理地址通常是由網(wǎng)卡生產(chǎn)廠家燒入網(wǎng)卡的可擦寫可編程只讀存儲器中，它存儲的是傳輸數(shù)據(jù)時真正賴以標(biāo)識發(fā)出數(shù)據(jù)的電腦和接收數(shù)據(jù)的主機的地址。MAC地址的前6個十六進制的數(shù)字是由IEEE進行分配的。通過IEEE的網(wǎng)站，就能查詢到MAC地址前6個十六進制的數(shù)字和其使用公司名稱的對應(yīng)關(guān)系。

因為現(xiàn)在知道了IP地址10.1.1.2，和其對應(yīng)的MAC地址00-60-16-0a-b5-a3。所以在一臺能訪問互聯(lián)網(wǎng)的電腦的瀏覽器地址欄中輸入，通過MAC地址查詢網(wǎng)卡生產(chǎn)廠商的IEEE的網(wǎng)址"http://standards.ieee.org/develop/regauth/oui/public.html"，打開后，在頁面中輸入地址"00-60-16-0a-b5-a3"的前六位，然后點擊按鈕"Search！"，如圖2所示。

圖2 通過MAC地址查詢公司名稱圖示

點擊查詢后，會得到如下的顯示結(jié)果：

  1. Here are the results of your search through the public section of the IEEE Standards OUI database report for 00-60-16:   
  2. --------------------------------------------------------------------------------  
  3. 00-60-16   (hex)     CLARIION  
  4. 006016    (base 16)  CLARIION  
  5.     COSLIN DRIVE  
  6.     Mail Stop C25  
  7.     SOUTHBORO MA 01772  
  8.     UNITED STATES  
  9.  

由上面的輸出結(jié)果，可以看出IP地址是10.1.1.2的設(shè)備類型是"CLARIION"，它是EMC存儲產(chǎn)品中的一個系列產(chǎn)品，屬于中端存儲產(chǎn)品，所以，現(xiàn)在就能確定10.1.1.12和10.1.1.2兩個IP地址都是應(yīng)用在存儲設(shè)備上，也就能確定10.1.1.2的具體位置在EMC的存儲設(shè)備上。

4、確定IP地址的具體位置。打開EMC的機柜后，發(fā)現(xiàn)在其中有一個五端口的交換機，它是EMC廠家自帶的，五端口交換機上的接口全是電口，上面都接有網(wǎng)線。如圖3所示，是視頻服務(wù)器連接EMC自帶交換機的示意圖。

圖3 視頻服務(wù)器連接EMC自帶交換機圖示

為了確認(rèn)視頻服務(wù)器，10.1.1.12網(wǎng)卡上的網(wǎng)線是不是接到EMC機柜中的五端口交換機上，我們把10.1.1.12網(wǎng)卡上的網(wǎng)線拔掉，結(jié)果五端口交換機上一個端口的指示燈就滅了，把網(wǎng)線插上后，交換機上那個端口的指示燈又亮了。

所以，現(xiàn)在就能確定視頻服務(wù)器上IP地址是10.1.1.12的網(wǎng)卡，是通過EMC的五端口交換機連接到EMC的存儲設(shè)備上，10.1.1.2就是EMC存儲設(shè)備上電口的IP地址。10網(wǎng)段中的地址都是用來在視頻服務(wù)器上，對EMC的存儲設(shè)備進行遠程操作控制所使用的。

明白了IP地址所使用的具體位置和其功能后，就可以放心的對視頻服務(wù)器進行重裝系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的升級了。如圖4所示，是EMC機柜圖。

圖4  EMC機柜圖示

三、總結(jié)

1、由以上解決問題的步驟，可以看出，在視頻服務(wù)器上共連接有三根網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線。第一根是雙絞線，通過IP地址是192.168.11.8的網(wǎng)卡連接到核心交換機4507上。這根網(wǎng)線的主要作用是讓單位辦公網(wǎng)絡(luò)中的客戶端能通過4507核心交換機訪問到視頻服務(wù)器上的資源；第二根是光纖，通過視頻服務(wù)器的HBA卡，連接到存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Storage Area Network， SAN）中的光纖交換機上，再通過光纖交換機連接到EMC的存儲設(shè)備上。這根光纖的主要作用是對視頻服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行存儲、備份，通過光纖傳輸數(shù)據(jù)也能夠大大提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省５谌彩请p絞線，通過IP地址是10.1.1.12的網(wǎng)卡連接到EMC自帶的五端口交換機上，這根網(wǎng)線的主要作用是，在視頻服務(wù)器上通過WEB管理控制界面對EMC存儲設(shè)備進行管理和配置。

2、MAC地址具有全球唯一性，利用這種特性往往能給排查網(wǎng)絡(luò)故障，帶來很大的便利性。因為MAC地址和設(shè)備是綁定在一起的，只要做好了MAC地址和具體設(shè)備對應(yīng)關(guān)系的維護登記工作，那只要知道了MAC地址，就能找到MAC地址對應(yīng)的設(shè)備在那里。

而IP地址并不具有這種特性，IP地址更多的是一種邏輯上的地址，通常情況下IP地址和具體的設(shè)備并不是一一對應(yīng)的，尤其是使用了DHCP和NAT技術(shù)后，IP地址和設(shè)備之間并沒有什么關(guān)系。使用DHCP技術(shù)后，客戶端和服務(wù)器獲取到的IP地址都是動態(tài)和變化的，今天使用的是A地址，明天可能就使用的是B地址。而NAT技術(shù)的變化更大，如局域網(wǎng)中的用戶使用NAT技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)上的用戶進行通信，互聯(lián)網(wǎng)上的用戶看到局域網(wǎng)中用戶使用的IP地址，實際上并不是他的實際IP地址，所以這時要把IP地址與具體的設(shè)備或用戶聯(lián)系起來，是非常困難的。

使用IP地址的這種不確定性，在隨著以后IPv6使用范圍的不斷推廣，就會有很大的改觀。因為IPv6地址數(shù)量的龐大，按保守方法估算，ＩＰｖ6實際可分配的地址，在整個地球每平方米面積上可分配1000多個地址，號稱能讓"每顆沙子都擁有一個ＩＰ地址"。既然IPv6有這么多的地址，能保證每一個Internet上的終端使用的都是全球唯一IP地址，所以當(dāng)IPv6地址在全球普及的時候，也就保證了每一個IPv6地址能與具體的設(shè)備和用戶對應(yīng)起來，這對網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)維護工作將帶來很大便利。

3、其實這次網(wǎng)絡(luò)問題的排查，若是以前在維護和配置視頻服務(wù)器時能夠按照規(guī)定，對操作規(guī)程進行嚴(yán)格的登記和記錄，這樣在解決上面的問題時，只要看下記錄本，所有的東西都一目了然了。也就大大節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)維護人員的時間和精力，提高了工作效率?？磥碜⒅攸c滴和基礎(chǔ)工作，對網(wǎng)絡(luò)維護、管理工作也是必不可少的。

【51CTO.com獨家特稿，非經(jīng)授權(quán)謝絕轉(zhuǎn)載！合作媒體轉(zhuǎn)載請注明原文出處及出處！】

責(zé)任編輯：佟健 來源： 51CTO.com
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