网络故障汇编(8)

子网工作速度突然变慢，路由器出现严重拥塞等现象。为了确定地址指向的错误原因，我们建议用户抽时间按下列步骤定位故障：首先，将原来的故障DNS服务器的工作平台和应用软件以及网卡驱动程序全部重新安装一遍，然后选择深夜用户数量最少的时候接入网络使用，查看转换表是否正常；其次，如果仍然不正常，则更换网卡，主板等硬件，逐步缩小故障范围。

[诊断建议]基为了防止DNS服务不稳定造成业务中断或出错，不少网管人员在设置DNS服务器时都安装了备用DNS服务器，亦即安装不只一台DNS服务器。但这样做也会带来一个潜在的危险：即主DNS服务器出问题，备用自动服务器投入运行，这样会牺牲一定的网络带宽，使得系统总体性能有所下降。危险在于，性能的下降常常是在不知不觉中来到的。所以，为了保证网络经常处于良好的工作状态，网络管理人员需要定期检查DNS服务器的转换表。这也是“周维护”(即美洲定期维护项目)中建议的内容之一(当然，要保持网络的优良性能不只是检查路由优化性能，还有其它许许多多工作需要做。比如：性能评测、基准测试、通道测试、应用监测、拓扑结果管理、定期维护等等，有关这方面内容读者如感兴趣可参阅《网络测试技术简介》)。本故障中的DNS指向错误导致用户的IP数据包对准了子网服务器，但如果对准的不是服务器而是中心网络本地网段中的某台机器，则故障强度会减弱，用户不会感到非常明显的速度变慢。这样“病人”可能不会感到明显的“身体不适”从而使得网络长期带病运行。就象人一样，定期的体检对及时发现疾病及其隐患是非常必要的。而如何及时发现路由优化方面的问题，也是网络定期项目测试中的内容之一，对大型网络则更有必要，必须坚持定期维护和测试。

许多网络设备如路由器、交换机、只能集线器等都支持SNMP网管功能，但为了全面监测网络通道功能，还需要网络设备支持全面的RMON和RMON2。用这样的设备组建起来的网络其管理和故障诊断功能是很不错的。但现实的问题是，这样的网络设备价格是普通网络设备的6～10倍左右，用户难以接受。因此，为了随时监测网络的服务应用流量及其比例、来源，工作记录以及必要时进行解包分析，建议用户在重要的服务器通道或路由通道上安装监测接口。以便必要时可以随时将流量分析仪、网络测试仪接入通道进行监测和分析。这样，本故障的查找时间可以缩短到20分钟左右。当然，如果资金允许，也可以将流量分析仪长期接入通道对多个重要的网络设备进行全速率透明流量监测，这样可以把故障定位时间缩短到1分钟以内。 [后记]第三天，电话回访“病人”，网络表现一切正常。用户自己已经查明故障设备是原来的DNS服务器的主板。该主板工作不稳定，我们推断该服务器在应用层的数据交换和计算时或与网卡交换数据时出现程序错误。更换另一台DNS服务器的主板后功能恢复正常。“病人”已将修复的DNS服务器设置为在线工作的备用DNS服务器，以提高网络可靠性。

[案例二十八]网卡故障，用户变“狂人”，网络运行速度变慢

[症状]今天的病人是某大型寻呼公司，刚更新了高速寻呼设备，增加了信息服务的业务内容，并对计算机网络进行了比较大的扩容和调整。调试工程一直比较顺利，但好景不长，刚正式开通工作一天就出现严重问题。技术中心严经理报告的故障现象如下：最初是在工作台上偶尔观察到在键入寻呼的用户数据时键盘更新出现等待现象，后来愈来愈严重，从刚开始的一秒钟左右到现在的10秒钟以上。网络服务速度很快就变得非常缓慢，寻呼业务员在操作台上键入数据时，屏幕显示有时甚至要等待1分钟以上才会更新。基本上在10秒钟和1分钟之间波动。在业务高峰时处理寻呼的速度赶不上要求，用户排队现象严重。设备管理人员查看过集线器、交换机，发现他们的指示灯一直闪烁不停，好象比以前印象中的快了不少，怀疑网络流量可能很高。用软件查看主服务器的CPU资源利用率，达到93％。查看了5个工作台上的计算机CPU，显示资源利用率85％以上。时逢4月26日，怀疑是不是有病毒在做崇。用了三种杀毒软件先后进行扫毒，

之后发现故障现象依旧。由于寻呼中心机房没有配备网络维护的硬件工具，工程承包商对此现象更是手足无措，故向网络医院挂急诊求治。

[诊断过程]30分钟后我们来到现场。正如严经理所言，从持续闪烁的指示灯上就可以观察到网络流量肯定很高。该网络采用NT作平台，工作协议为IP，用网络测试仪F683接入网络的任意一个接口进行测试，结果如下：网络流量平均为57％～83％，偏高较多。碰撞率4.9％～5.3%，广播42％～74％，错误2％～3％。网络的正常流量波动为8.1％～0.7％。很明显，网络的非法数据帧占据了大量的网络带宽。主要的非法帧为高流量的广播帧，其次是错误帧。为了查明广播帧和错误帧的来源，我们先启动网络测试仪的错误查找统计测试功能，2秒钟后显示错误类型为超长帧、帧不全、FCS错误帧以及少量短帧。按下网络测试仪的错误统计“Error Statistic”软键，查看上述各项错误的来源，均显示错误来自为一台取名为“Cindy”的主服务器；为查找超量广播的来源，按下网络测试仪的“Top Sender”测试软键，显示广播帧超量发送者同样也是“Cindy”这台服务器。另外，“Cindy”还发送约0.8％左右的正常IP帧。将“Cindy”从网上卸下，各单机故障立即消失。为了确认是网卡本身的问题还是网卡驱动程序的问题，将“Cindy”的网卡驱动程序重新安装了一遍，之后启动机器运行，故障现象出现。说明网卡本身故障的可能性最大。更换网卡后网络恢复正常。

[诊断评点]网络平均流量是决定网络运行速度的一个重要条件。在以太网中，瞬间流量可以超过90％，很适合突发流量的传输。当网络的平均流量在40％以下时，网络运行速度一般不会主管感觉变慢。本故障中，服务器“Cindy”由于网卡故障，除了发送一些正常IP包外(约0.8％)，还发送约2％～3％的错误帧和主要影响网络带宽的超量广播帧(42％～74％，造成用户键盘更新在10秒～1分钟之间波动)，这里对网络影响最大的是超量广播帧。广播帧是网络设备定期不定期进行网络联络的一种手段，但过量的广播会占用不必要的带宽。一般来讲，网卡损坏以后，有多种表现类型，常见的一种表现是“安静型”，此时网卡不向网络发送任何数据，机器无法上网。另一种常见的类型是“狂躁型”，其表现颇象一个喝醉酒闹事的醉汉，嘴里喋喋不休。该网卡除了发送正常数据以外，还发送大量非法帧、错误帧。本故障发送的是大量的广播帧。广播帧可以穿过网段中的桥和交换机，所以整个网段上的设备通道都会被广播帧占用带宽，即便是不向网络发送或接收数据的站点也会因为接收大量的广播帧而导致站点的网卡向宿主机的CPU频繁地申请中断，CPU资源利用率达到了85％。这样，网络上的站点处理本机应用程序的速度会受较大影响。有趣的是，很多用户也是在把机器从网络上退出时才发现站点的故障与网络有关。而之前却一直以为是工作站的问题，且最容易被误判为病毒发作。许多网管和网络维护人员通常的做法和遭遇都会象下面所描述的“故事”：首先，启用多种杀毒软件进行查杀毒操作，无效。然后，把所有工作站格式化，重新安装其操作系统和应用软件。但由于问题出在服务器，所以仍然不见效。最后，不得不将所有机器(当然也包括服务器)格式化以后重新安装系统平台及应用软件。如果是服务器网卡驱动程序安装错误(比如安装的驱动程序版本不符合，虽然能工作但不顺畅)，则故事可能因重新安装了正确的驱动程序而到此结束。如果是网卡“狂躁型”故障，则故事还会延续很长时间。因为“狂躁型”病人不理会网络的游戏规则而向网络发送大量非法帧流量，占用带宽，影响所有网络成员。不幸的是，狂躁型病人在网络故障统计中所占的比例不是很低！ [诊断建议]“网络健康测试”和“网络基准测试”都是为了实时和长时间监测网络流量的变化规律，帮助维护人员掌握网络应用和流量变化的规律，即时发现和处理网络故障。“网络维护方案”中建议健康测试是每日必须测试的内容，要求实时监测网络的流量/利用率、碰撞、广播、错误等基本健康参数，也可以简化监测程序，选择在每天网络最繁忙的一段时间进行测试。这样网络的异常可以被立即发现(因为许多网络故障在网络流量低、比较清闲时并不表现或明显地表现出来)。当然，比较稳妥的方法是对网络进行认证测试。除了布线系统外还对工作的网络进行认证测试。以便在网络投入正常运行前就发现并根除网络存在的故障和潜在的性能问题，最大程度地优化网络的性能。

[后记]第二天，我们应邀对该寻呼网作了一次简化程序的网络认证测试，其中流量冲击测试服务器耐受度为100％，如果不是上述故障，该网络性能总评应当是比较优秀的。

[案例二十九]PC机网卡故障，攻击服务器，速度下降

[症状]今天是五一节假期的最后一天，某大型铁路枢纽站来电，报告其售票系统出现很大问题，最先是枢纽所在局本地的售票系统报告售票速度比平时慢几倍，车站售票厅前已经排起了长队，乘客意见很大。其它市内预售处也受到影响，出票速度也很慢。随后，是各联网局均有报告网络的票务查询速度慢，邻近局报告更频繁一些。维护人员认为是中心票务服务器有问题，随即决定系统暂停业务并将备份服务器很快启动投入系统运行，非但未能见效，反而速度更加缓慢。急招该系统的工程集成商立刻处理系统问题，观察中心票务服务器CPU资源利用率达到了97％，基本上是满负荷运行，其它服务器和工作站等网上设备均为发现问题。短时间断开预售点和其它路局的连接路由，故障现象依旧。系统集成商随即将票务中心机房内的其它网络设备如交换机、集线器、网关等全部更换，启动系统故障依旧。故障累计已经近7小时，路局承受的压力越来越大，已经开始准备紧急启动本地人工售票预案。

[诊断过程]网络医院接报后立即赶往票务中心计算机网络的机房，网管人员告知在节日期间已经出现过类似的现象，只是持续的时间不很长(有时会持续2小时左右)，速度虽有变慢，但基本上不影响出票速度。经过与网关人员和系统集成商的工程技术人员简单交流后，分析故障原因可能有五，一是票务结算软件问题；二是病毒或内部人员尤其是网络管理人员误操作或更改设置，比如删除不应该删除的文件，私自在系统上运行了冲突软件或破坏性软件；三是系统平台故障，比如NT平台受到干扰后出现硬损伤(指不能恢复的改变，必须重新安装系统才能正常运行)；四是网络设备问题，五是其它网络问题。由于已经更换过票务服务器和交换机等网络设备，所以先暂不考虑第一、四种可能性；为了节省故障诊断时间，暂不考虑第二、三种可能性(如对系统进行一次详细检查和协议测试或重新安装一次NT平台并做好相应的设置、数据恢复等需要较长时间)，而首先就第五种可能性对网络进行测试。查看其它服务器CPU资源利用率，都在25％以下。查看网络拓扑结构图，将网络测试仪F683随即接入网络中的一台工作组交换机，观察整个网络的工作情况。先查看网络设备的工作情况，显示交换机、路由器等本身均正常。核心交换机与票务服务器的连接端口为第二插曹第7端口，设置为100Mbps，流量实测为84％，偏高。查看整个网段的MAC对话矩阵，也显示票务服务器的访问流量很高，进一步查看IP对话矩阵，与MAC矩阵基本一致，比其它对话矩阵中的成员高出500倍以上。追查访问的数据来源，发现一台内部账务处理PC机与票务服务器之间的对话流量很高。从MAC矩阵上观察其流量很高，从IP矩阵上观察流量稍低于MAC流量。为了提高处理速度，票务服务器按设计是直接与核心交换机相连的，而账务处理用的PC机通过桌面交换机—工作组交换机—核心交换机后与票务服务器相连。询问票务处理PC机的操作人员，答曰节前该机工作就不正常，速度慢。曾向网络维护人员报告过故障，但因邻近节日，维护工作量大，维护人员计划待节日以后再处理账务PC机的问题。将账务PC关机，系统故障立即消失，整个系统恢复正常，一片欢呼。为了确认该PC机具体的故障位置，将其移动到局办公网上接入网络，重新设置后工作正常！！！为了慎重起见，网管人员还是决定启用一台新机器代替账务PC接入网络，同时观察网络的工作状态。发现网络完全恢复正常，故障排除。用网络测试仪测试办公网，流量为2％，很低，无错误数据包。将集线器串入账务PC与交换机的连接通道，用网络测试仪和协议分析仪接入观察。从F683网络测试仪上观察，显示网络流量为79％！！错误37％(其中90％为长帧，其余为短帧)，网络测试仪指示流量来源于账务PC，数据包中有约36％左右指向了一个未知的IP地址，其它数据包虽然指向该地址但来源地址比较混乱且无规律可循，协议分析仪上解析的地址经网管人员确认后证实36％的指向地址是票务服务器的IP地址，其它来源地址也是原票务网中地址范围内的地址。如果该PC机携带能模仿IP地址的病毒程序，则原系统有可能还会发生类似故障，所以我们先将账务工作站PC的网卡更换，更换后该机表现正常(说明病毒在捣乱的可能性很小)，不再发送非法帧。将故障网卡重

新安装驱动程序，故障现象依旧，集线器上测试的错误仍是长帧和短帧，再次表明网卡本身故障的可能性最大，病毒感染的可能性很小。

[诊断评点]现在可以让我们来事后模拟叙述一下整个网络故障的进程。以便读者了解故障的进程和原因。票务网络中的一台不起眼的工作站的网卡发生了故障。最初的故障发生于节日前，故障现象是发送错误帧。由于工作站与桌面交换机相连，而该桌面交换机是存储转发型性交换机，所以发送的错误帧被交换机过滤掉了。所以这些错误帧只能对本工作站造成影响，对网络不构成威胁。随着网卡的进一步物理性损坏，网卡变得不能清除发送过的IP地址，并将目标地址“定格”在访问联系最多的票务服务器，开始发送不受限制的数据包。这些数据包不断请求票务服务器处理重复查询计算同一张票的出票业务。由于其不受发送速度的限制(即该网卡不管网络流量是否超高，都会不加理会地向网络发送流量)，网络中的交换机随即将大量的垃圾包送往票务服务器，占用大量网络带宽资源，同时迫使票务服务器消耗大量资源处理这些垃圾包，使得其它正常的网络访问受阻。还由于这些数据包的可操作性很差，服务器会进一步耗用额外的资源来处理这些数据。上一篇故事中我们曾提到过，网卡故障后有两类基本的表现，一类是安静型，即不再进行正常的网络通信并且不再向网络发送任何数据，这是比较友好的“醉汉”。对网络基本上没有破坏性。另一类是“狂躁型”，发生故障后向网络发送不受限制的数据包。这些数据包可能是正常格式的，也可能是非正常格式的(即错误数据包)。两种格式的数据包都可能对网络性能造成严重影响甚至破坏。错误格式的数据包一般不能通过存储转发型的交换机，所以本故障的网络监测看不到错误数据包，只能看到正常格式的故障数据包。当接入集线器后才可以观察到错误数据包。

[诊断建议]该网络由于系统成员数量少，在建网规划时没有配备网管系统和测试工具。所以故障早期没有任何超流量报警信号提示，这对于网络故障的迅速定位和排除是不利的。现存的许多网络在维护工作中都基本上采取事后维护的方法，即出了问题才去查找和处理，这对于可靠性要求高的网络是非常危险的。因为我们不能侥幸地“期盼”不管是网络设备，还是网上设备，他们出了问题以后都表现为“安静型”。只有坚持定期地对网络进行监测才是避免重大网络事故的有力措施。其实在本例中，如果每日坚持用3分钟时间监测一下网络，就完全可以在故障的早期排除之，避免后期重大事故的发生。 [后记]我们担心的“病毒”至今没有出现。

[案例三十]服务器、交换机、工作站工作状态不匹配，访问速度慢

[症状]网络建好了，对于系统集成商来说，设备的安装调试一旦完成，一般都要安排一个小小的庆贺仪式。而对于一家承担过十几项大型工程的系统集成商来说，面对一个400个用户的中型网络，设备调试的工作应该不是难事。但是，直接从庆贺仪式的准备现场赶来网络医院“报警”的病人今天还是第一此遇到。 某著名系统集成商专门负责政府网建设的项目经理罗先生今天十万火急地到网络医院电话急诊，请求紧急支援。原因是下午的“竣工验收”仪式和晚宴已经定好，本工程又是他们公司首次采用六类线电缆系统的样板工程，邀请的十几个重要客人今天下午均会相继“出场”。按原工程计划的进度安排，网络的调试工作用三天时间进行，于前天上午完工。而直到今天上午10:00为止，调试工作因遇到拦路虎，还没有成功通过系统调试。如果今天下午15:00以前不能调试成功，那么请来参观和观摩的客人自不必说，单就企业的声誉来讲，恐怕无可避免地将受到严重影响，且进一步的业务深入也将会受到严重影响。

罗先生反应的网络故障表现很简单：基本上所有的网络成员访问网络资源的速度都非常缓慢，Ping测试联通性表现良好，均在2ms以内，从服务器上拷贝一个20Mbytes的文件竟需要5分钟。调试人员曾试着从相邻的工作站上拷贝一个20Mbytes，对比结果显示同样也需要5分多种的时间。怀疑是操作系统和系统软件平台安装上的问题，特别是服务器安装上的问题。调试人员已经将所有用户重新安装过两遍，凭借以

往安装系统的丰富经验，他们十分有把握地保证操作系统和软件平台安装设置没有问题。为了了解数据包在网络中传输的对话情况，又从朋友哪里借了一台协议分析仪对收发包进行测试，结果显示包的收发反应时间基本正常，只是包的转发时间间隔很长，无法进一步确定是哪个环节的问题所至。网络的公共部分是一台10/100核心交换机和三台服务器，服务器直接与核心交换机相连，其它工作站则通过下属的工作组交换机和集线器等与之相连。起初怀疑是交换机的问题，试着更换了一台同型号的交换机，故障依旧。从主代理哪里借来一台服务器作替换试验也无效。

[诊断过程]我们立即随罗先生赶往“事故现场”，10分钟后抵达现场。首先从一台工作站上Ping服务器和任意选定的位子网内其它5台的工作站，响应时间均小于1ms，说明联通性尚可。调试人员怀疑是交换机问题的可能性是存在的，但我们认为证据不足。这是因为从邻近的工作站直接拷贝文件也很慢，这时数据包不经过核心交换机，有的虽通过工作组或桌面交换机，但有的则直接通过集线器。所以故障的公共部位比较可能的是新的布线系统、操作系统和系统软件平台、关键网络设备本身的故障或错误、网卡驱动程序错误等等。用网络测试仪实施流量贯通测试，选择从任意一台工作站到服务器为一条通道，再任意选择该工作站到其它5台工作站直接的通道，共6条测试通道作试验样本。从测试仪上分别发送正常的IP包流量到上述6个对象，流量选定为健康指标的上限值，即40％。用网络一点通在被测试的站点模拟网络设备配合接收流量，结果发现收到的流量都不足1%，且广播包占20％以上。缩短流量贯通路径，直接向邻近的工作站发送流量，结果收到的流量有两种明显的结果。一是流量大量增加，达28%左右，其路径是通过集线器连接的通道，属于正常表现。另一种结果同前面观察到的现象一致，收到约1％左右流量帧。观察收到28％的流量结构，其中92%~98%为碰撞帧，少量FCS帧。由于邻近的工作站是用集线器连接的，发生如此高的碰撞最大的可能性是电缆系统的问题。我们随即测试该六类链路，并任意抽查了其它5条六类线链路，测试全部合格。说明链路的物理联通性是合格的。但因为集线器、交换机等的物理接口是超五类的元件，六类线链路从理论上和厂家的承诺上讲应该与其能兼容。观察用于发送40％流量的网络测试仪自身的流量记录，碰撞率与上面的结果一致，提示该六类线链路可能与10/100M的网络设备阻抗不匹配。如果真是这样的话，那么问题牵涉的范围就比较广泛而且严重了。这是因为这涉及到六类链路与超五类器件的通用性和向下兼容性的问题，而这是六类线电缆厂家承诺和保证的优越性之一：采用五类和超五类设备的网络可以与六类链路任意对接，如果今后需要使用更快速的网络设备，则只要更换支持六类链路的网络设备就可以达到超高速的应用。从网络的表现来看，因为这是首次安装的六类样板链路，并且是在六类链路上挂接超五类端口的网络设备，而网络的表现范围广、现象比较一致：出现大面积内的速度慢故障。协议分析仪解包显示包交换正常，不能证明是网络操作系统和软件平台的问题。所以，安装了影响全局的部分只有六类线布线系统，这也是调试人员重点怀疑的网络部位。我们当然不能由此认定是网络设备端口的问题或是六类线链路与端口不匹配。为了慎重起见，我们用两条超五类线缆连接两台相邻的工作站，再次试验拷贝文件，结果故障依旧。这说明六类线系统不是真正的故障原因。剩下的问题就是需要确认工作站工作协议、配置、驱动程序、物理参数是否与网络匹配了。方法很简单，将在线型网络万用表串入工作站和网络端口(我们分别选择了一个集线器和一台交换机的端口)。结果显示如下：一台工作站的工作速度为100M，端口设置为全双工，而对应的集线器设置为100M半双工；另一台工作站工作速度为100M，端口设置为半双工，对应的交换机设置为半双工。罗先生告知，网络中的网卡使用了三家公司的产品，都是非常知名的厂商。A公司的产品占90％，其余则为B公司的产品，另外，服务器使用的是服务器厂商C公司自己的网卡。我们抽测了A公司的10张网卡，用网络万用表测试，显示设置全部是全双工；而抽测的5张B公司的网卡则全部是半双工设置。我们选择相邻的两台安装了B公司网卡的工作站拷贝文件，结果发现拷贝速度非常快，约3秒钟。接下来我们把两台安装有A公司网卡的相邻工作站改为半双工状态，20Mbytes文件拷贝时间也是3秒钟。

选择被试工作站到服务器的通道，它们通过一台集线器，两台交换机后到达服务器。依次测试链路中的速度和工作状态，结果发现服务器网卡也是全双工设置状态。更改以后试验从服务器上拷贝一个100Mbytes的文件，耗时约13秒。说明性能比较优良。

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