试论高校校园网络故障的诊断与排除

全 宇

(岭南师范学院网络与信息技术中心，广东湛江 524048)

试论高校校园网络故障的诊断与排除

全 宇

(岭南师范学院网络与信息技术中心，广东湛江 524048)

由于高校上网人次多，所以校园网络故障也比较多。根据故障类型的性质分为物理故障和逻辑故障；根据故障的对象分为线路故障、路由器故障和主机故障。网络故障的原因多种多样，归纳起来有：网络线路不通、配置文件和配置选项设置不当及网络协议出错等问题。网络故障诊断的目的是查出故障原因，及时排除，保证网络正常运行，网络故障有分层和分类两种诊断和排除方法。

校园；网络故障；诊断；排除

随着计算机科学的发展与人们信息化水平的提高，校园网络在高校师生的学习和工作中起着举足轻重的作用。为了使校园网络畅通，必须加强校园网络的建设与管理，经常检查，若发现故障，要及时诊断，尽早排除，保证校图网络的正常运行。下面仅就高校校园网络故障的诊断与排除作一简要论述。

1 校园网络故障的分类

掌握校园网络故障的类型，对诊断与排除故障具有重要意义。如果从网络故障的性质看，可分为物理故障和逻辑故障[1]。物理故障是指人为疏忽导致网络连接错误而产生的故障，包括线路问题、端口问题、集成器问题和路由器问题等。逻辑故障是指网络设备的配置错误而产生的故障，包括路由器逻辑问题、主机逻辑问题。

如果从网络故障的对象看，可分为线路故障、路由器故障和主机故障[2]。线路故障是指线路不通或受到强电磁影响而产生的故障。路由器故障是指路由器问题而引起的故障。有些故障由几个路由器问题引起，有些故障仅由一个路由器问题引起。这些故障表现在：系统不能正常加电，导致网络线路受阻；路由器温度过高，容易烧坏；路由器CPU高频使用及其内存余量不足，都会引起故障。此外，配置错误也会引起路由器故障。配置错误比较复杂，或产生于端口处，或产生于流量管理中，或产生于路由器协议部分，或产生于管理者本身。主机故障是指主机的网络配置错误引起网络不通。表现在主机的IP地址、DNS域名、网关配置不当，都会引起主机连接不通。

2 校园网络故障的原因

网络故障尽管种类多，但总的来说引起故障的原因不外乎是网线不通、配置不当或网络协议出错。

2.1 网线不通

网线不通即网络线路受阻，这种现象是最常见的。网络线路不通往往与网线和网卡有关，与插座和跳线有关，也与交换机设备和通信介质有关。上述配件损坏一个或缺少一个，都会使网络线路不通。

2.2 配置文件和配置选项设置不当

高校校园网络的交换机和路由器均有配置文件，服务器和计算机均有配置选项。二者设置不当，就会产生故障。这也是网络故障产生的主要原因。

2.3 网络协议问题

高校校园网络必有协议，无协议则无网络。无协议的网络，使网络设备与计算机之间难以进行通信，所有的硬件设备就会变成一堆摆设[3]。可见，网络协议的配置十分重要，网络能否正常运行是由网络协议的配置来决定的。网络协议有交换机和路由器执行的网络协议，亦有计算机和路由器执行的协议。它们之中只要有一个协议配置失当，就无法正常运行，从而出现网络故障[4]。

3 校园网络故障的诊断与排除

高校校园网络故障的诊断与排除以网络原理、网络配置和网络运行的知识为基础[5]，我们可以根据故障现象，通过分析找出故障点，诊断出故障原因，以便有针对性地排除故障。

3.1 网络故障诊断的目的

为了提升诊断网络故障的可行性和有效性，必须明确如下几点：第一，诊断故障出在哪里，找出故障点；第二，排查校园网络的规划及配置中有哪些不完善的地方，制定改进措施；第三，检查校园网络的运行是否正常，采取相应对策予以解决。网络管理者明确网络故障的诊断目的，在实践工作中就会取得事半功倍的效果。

3.2 网络故障诊断的步骤

高校校园网络是指处于校园内不同地点的多台具有独立功能的计算机系统通过通信设备和通信介质连接起来，以功能完善的网络软件进行管理而实现硬件、软件、数据信息等资源共享和信息传递的系统[6]。因此，网络故障产生的部位也难以预料，所以，对每个故障现象都要有针对性地检测诊断。笔者根据实践经验，给出网络故障诊断的步骤。

第一步，确定故障的类型。根据故障现象进行分析，确诊是线路出故障、或是路由器出故障、或是主机出故障，这是关键性的一步。

第二步，收集故障的信息。诊断故障时使用相关工具进行测试，收集用于查找故障原因的相关而有用的信息。

第三步，分析故障的原因。前文提到网络故障的原因，有助于我们获取与故障相关的有用信息，通过思维分析，先排除某些不可能的故障原因，然后找出可能的故障原因。

第四步，制定测试方案。在第三步的基础上，确定故障原因，拟出测试方案。

第五步，实施测试方案。按测试方案的步骤进行测试，并做好记录，凡改变一个参数时都要确认其结果，通过对结果的分析，从而找出网络故障产生的原因。若一次诊断不出，可重复测试、观察、记录、分析，直到诊断出网络故障产生的原因为止。

3.3 网络故障诊断与排除方法

3.3.1 分层诊断与排除法

网络从底层到顶层分为七级：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层[7]。各层相对独立，分别完成相应的网络功能。分层检测能够准确地诊断故障原因并及早处理。分层诊断与排除法有两种方式：一种是自下而上，适用于物理网络不够成熟的情况；一种自上而下，适用于物理网络比较稳定的情况。无论采用何种方式，目的是为尽快地诊断出故障的原因，并及时排除。根据统计，网络故障大都发生在物理层、链路层和网络层。

物理层是分层结构体系中最基础的一层，其主要功能是为上一层传输数据。诊断的关键是看网络设备的连接方式，检查是否得当，包括线路问题、端口设置问题、集成器问题、电源问题、网卡问题。网卡问题包括网卡参数设置有无错误、在同一段网络设备的参数设置是否一致、网卡有无受到其它干扰、网卡驱动是否正常等。通过排查，确定故障点及故障原因，有的放矢地及早解决。

数据链路层居于分层结构的第二层，其主要作用是提供介质访问、链条管理等，使上层不需要知晓物理层的特征就能得到可靠的传输。对数据链路层故障的诊断，主要排查链路接口两端封装类型是否一致，数据帧是否错发、重发、丢失或帧碰撞等，链路层地址的设置是否有误，协议是否匹配等。通过排查，一旦发现故障的部位和原因，就能有的放矢地给予排除。

网络层是基于该模型结构的第三层，其功能是为信息包选择一条最佳路由。对该层的故障的诊断主要是检查路由配置，看其是否正确。如果路由配置错误，可沿着路由源端至目标路径，使用ip routing命令检测路由器的路由表，若路由表中没有合适的路由，就可以手工配置一些丢失的路由，在路由表中亦可以间接地检测接口的IP地址及子网掩码设置是否正确，如有错误，应及时更正。路由器故障可分为硬件故障和软件故障。硬件故障的诊断主要观察电源指示灯POWER是否亮着，配置终端有无显示或显示乱码。软件故障的诊断，主要是检查软件配置，可用display our命令来逐一检查，亦可加上某些参数如global、protocol等来检查相关的配置。不管是硬件故障还是软件故障，一旦查出故障点及其原因，就应及时采取相应对策给予排除。

传输层的功能是为主机的应用提供端与端链接。其故障的诊断主要是检查端口配置是否正确，访问控制列表是否有误。可用Netstat命令检查服务器的端口开启状态是否错误，客户机的端口连接是否正确；用acl命令显示三层交换机或路由器的访问控制列表有无问题。如有故障，应及时排除。

会话层的功能是负责建立、维护和管理回话；表示层的功能是处理数据格式、数据加密等；应用层的功能是提供应用程序间通信。三者在TCP/IP参考模型中称为应用高层。应用高层负责特定的应用程序细节，如SNMP负责处理网络管理、telnet负责处理远程登陆、SMTP负责文件邮件传递等。对应用高层故障的诊断，主要排查服务器CPU的运行情况，系统核心进程的运行情况，应用程序对系统资源的占用情况及系统管理等方面的内容。应用高层涉及协议故障比较多，故障诊断与排除也比较困难，网络管理者需要了解协议之间的作用及怎样运用协议，把握住有哪些程序可用，管理者可以使用端口扫描器判断哪些端口正在使用，可以借助协议分析仪捕捉相应的RIP信息和UDP报头。总而言之，对于应用高层来说，可以使用程序本身进行调试，诊断与排除故障。

3.3.2 分类诊断与排除法

网络故障有不同的类型，分类诊断与排除法就是根据网络故障的类型进行诊断出故障原因并予以排除的一种方法。前文谈到网络故障的性质分类和对象分类，下面讨论对象分类的诊断与排除方法。

线路故障的诊断，可用命令检测网线远端的交换机是否有响应，该线上的流量是否存在，检测各种配置有无差错，如有差错，及早更正。

路由器故障的诊断，可用MIB变量浏览器，从路由器MIB变量中读出有关的数据[8]。在一般情况下，网络管理系统都有专门的管理进程，不断地检测路由器的关键数据[9]，并予以报警，然后根据报警查找故障原因，并及时排除故障。

主机故障，一般是由于主机本身的网络配置错误，引起网络不通。主机故障的诊断，首先检查主机配置是否得当，主机配置的IP地址与其它主机有无矛盾；其次检查服务器设置有无问题；再次检查主机有无受到恶意攻击等。如果是由主机配置不当引起的故障，排除故障的方法就是更正配置或重新给主机正确配置；如果主机受到恶意攻击，就可通过监视主机的流量，或扫描主机端口和服务器等方法来阻挡可能出现的漏洞，亦可安装一些防火墙软件来排除此类故障[10]。

4 结语

网络时代，随着上网人次的增加，网络故障也随之增多，而且故障原因具复杂性和多样性。我们需要深入研究，掌握系统的网络理论，并在实践工作中不断探索，不断积累经验，了解网络结构把握网络运行状况，科学而合理地使用网络系统，减少故障现象的产生，当网络故障不可避免地产生时，也能及时诊断、及早排除。

[1]曾小亮.校园网络故障排除常用方法[J].计算机光盘软件与应用,2011(20):122.

[2]成年胜.网络故障类型分析[J].信息安全与技术,2010(9):111-112.

[3]高荣民.浅谈计算机网络故障的诊断与排除[J].河南科技,2014(4):7-10.

[4]全宇.高校公共计算机实验室电脑软件故障及处理对策[J].大庆师范学院学报,2016(3):36-38.

[5]李超.常见校园纲络故障的诊断及排除方法[J].计算机光盘软件与应用,2013(1):89-91.

[6]任军,王子超.网络技术应用下计算机软硬件资源共享的实现[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2015(4):235,237.

[7]于新奇.COS参数模型与ICP/IP模型的异同及关联[J].中国西部科技,2009(27):50-51,53.

[8]陈利军.局城网故障性质分析及网络故障排查[J].科技资讯,2013(4):128.

[9]黄春梅.网络常见故障的分类诊断[J].农村实用科技信息,2014(10):62.

[10]全宇.略论计算机网络安全问题及对策[J].湖南科技学院学报,2013(4):79-81.

Discussion on the Diagnosis and Elimination of Campus Network Failures

QUAN Yu

(Information and Education Technology Center of Lingnan Normal College,Zhanjiang Guangdong 524048, China)

With the popularization and improvement of education informatization, the internet technology has fully expanded to university campus for teaching, scientific research and management. Thus campus network faults and failures emerges as a focused research question. According to the characteristics of fault types and the fault objects, this paper sums up network fault reasons as network circuit impassability, improper setting for the configuration files, configuration option and improper network protocol and sets up network fault diagnosis to identify the cause of the malfunction exclusion timely, ensuring the normal operation of the network. We finally propose that stratification and classification are the two efficient methods for diagnosing and eliminating network faults.

campus network; network faults; diagnosis; elimination

2016-10-09

岭南师范学院2015年自然科学研究青年项目“基于高校计算机实验室故障研究”(QL1511)。

全 宇(1982- )，男，实验师，硕士，从事实验室管理与理论研究。

TP393

A

2095-7602(2017)02-0046-03