常見網(wǎng)絡(luò)丟包故障分析及處理

包偉

摘 要：網(wǎng)絡(luò)丟包是網(wǎng)絡(luò)中常見的故障之一，它會引起網(wǎng)速降低甚至造成網(wǎng)絡(luò)中斷，本文就筆者在日常的網(wǎng)絡(luò)管理工作中常見的幾種丟包故障現(xiàn)象進(jìn)行了分析和探討并提出了處理方法。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)丟包；故障分析

1 引言

我們在管理維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的過程中經(jīng)常會遇到數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象。使用Ping命令進(jìn)行連通性測試，則會發(fā)現(xiàn)Ping包延時遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常值，甚至無法到達(dá)，同時還伴隨著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用障礙，如打開網(wǎng)站速度很慢，嚴(yán)重時甚至打不開網(wǎng)頁，在線瀏覽視頻或者召開視頻會議時話音斷斷續(xù)續(xù)、圖像馬塞克、斷線等。導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包丟失的原因很多，筆者對其進(jìn)行了概括和分析。

2 網(wǎng)絡(luò)丟包概述

所謂網(wǎng)絡(luò)丟包是我們在使用ping命令（檢測某個系統(tǒng)能否正常運行）對目的站進(jìn)行詢問時，數(shù)據(jù)包由于各種原因在信道中丟失的現(xiàn)象。Ping命令使用了ICMP回送請求與回送回答報文。ICMP回送請求報文是主機或路由器向一個特定的目的主機發(fā)出的詢問，收到此報文的機器必須給源主機發(fā)送ICMP回送回答報文。這種詢問報文用來測試目的站是否可到達(dá)以及了解其狀態(tài)。需要指出的是，ping命令是直接使用網(wǎng)絡(luò)層ICMP協(xié)議的一個例子，它沒有通過運輸層的UDP或TCP協(xié)議。

3 網(wǎng)絡(luò)丟包常見故障分析及處理方法

發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障在所難免，但是如何快速隔離和排除故障是網(wǎng)絡(luò)管理人員應(yīng)該具備的基本素質(zhì)。以下列舉幾種常見的網(wǎng)絡(luò)丟包故障現(xiàn)象及處理方法。

3.1 故障一：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包發(fā)送時通時斷，丟包嚴(yán)重

故障現(xiàn)象：通常故障發(fā)生時，該方向網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)震蕩性中斷。使用Ping命令測試，發(fā)現(xiàn)在一段時間內(nèi)數(shù)據(jù)包發(fā)送延時比正常值略高，間隔一小段時間數(shù)據(jù)包又全部丟失，丟包率超過60%，丟包曲線成規(guī)則狀，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基本不可用。

故障分析：在局域網(wǎng)中引起網(wǎng)絡(luò)發(fā)生振蕩性時斷時通，一般可能是由于互連的交換機中的某兩個交換機間出現(xiàn)了環(huán)路，或者某個交換機的兩個端口直接相連。這樣就會造成局域網(wǎng)的生成樹協(xié)議構(gòu)建失敗，不斷重復(fù)檢查并試圖構(gòu)建新的生成樹網(wǎng)絡(luò)，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)振蕩性通斷，同時伴隨著交換機間不斷重復(fù)地發(fā)送廣播包，就會形成“廣播風(fēng)暴”，使交換機負(fù)擔(dān)過重，網(wǎng)絡(luò)傳輸通道嚴(yán)重被堵塞，無法正常的處理通信數(shù)據(jù)。環(huán)路雖然可能出現(xiàn)在某個接入交換機上，但會影響整個以三層交換機為核心的局域網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

故障處理：當(dāng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包發(fā)送時通時斷，丟包嚴(yán)重，特別是整個單位或整個樓層出現(xiàn)振蕩性中斷現(xiàn)象時，則可以判定應(yīng)該是該單位的某個交換機上出現(xiàn)了環(huán)路所致。作為網(wǎng)絡(luò)管理人員應(yīng)首先查看各接入交換機的指示燈閃爍狀態(tài)，通常出現(xiàn)環(huán)路狀況會指示燈會急速閃爍，次數(shù)每秒4次以上，所環(huán)交換機更為突出。逐個撥出交換機級聯(lián)接入網(wǎng)線，同時實時監(jiān)控交換機狀態(tài)，在撥下某端口網(wǎng)線后，交換機指示燈恢復(fù)正常狀態(tài)，再進(jìn)一步查找，會發(fā)現(xiàn)該連接線的末端有線路形成環(huán)路，清理該網(wǎng)線后，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)暢通。

3.2 故障二：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包發(fā)送超時現(xiàn)象嚴(yán)重，時有不規(guī)則丟包

故障現(xiàn)象：網(wǎng)絡(luò)突然出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞，日常辦公程序不能正常運行，打開網(wǎng)頁速度緩慢，有時會因超時而中斷。未發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有任何問題，該網(wǎng)絡(luò)中有幾臺計算機在入網(wǎng)后速度明顯變慢，在禁用網(wǎng)卡或者中斷網(wǎng)絡(luò)后恢復(fù)正常。

故障分析：首先，在一臺用戶終端上ping網(wǎng)關(guān)測試，結(jié)果可以ping通網(wǎng)關(guān)，但是數(shù)據(jù)包發(fā)送超時現(xiàn)象嚴(yán)重，丟包率30%左右，丟包不規(guī)律。其次，登陸用戶交換機，運行arp -a命令，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)IP和網(wǎng)關(guān)MAC地址指向正確。通過上面的測試基本排除網(wǎng)絡(luò)設(shè)置錯誤以及ARP欺騙，丟包表現(xiàn)了一定的隨機性而沒有連續(xù)性和振蕩性的通斷，基本排除網(wǎng)絡(luò)環(huán)路問題，初步判斷這種現(xiàn)象可能是病毒攻擊等引起的。為此，需要進(jìn)一步獲取ARP信息、網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)包等信息。再次，部署抓包分析。在該交換機上配置鏡像端口，并將維護(hù)終端接到此端口上，啟動網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析工具（sniffer）捕獲分析網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信，約10分鐘后停止。在網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)主界面左邊的節(jié)點瀏覽器中發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)中可能存在偽造IP地址攻擊或自動掃描攻擊。選擇連接視圖，發(fā)現(xiàn)在10分鐘內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)中共發(fā)起了12000多個連接，且狀態(tài)大多都是客戶端請求同步。據(jù)此，斷定網(wǎng)絡(luò)中存在自動掃描攻擊。最后，詳細(xì)查看連接信息，發(fā)現(xiàn)這些連接大多都是由同一主機發(fā)起，選中任意一個連接，選擇數(shù)據(jù)包視圖，查看傳輸數(shù)據(jù)的原始解碼信息，發(fā)現(xiàn)這臺計算機正在主動對網(wǎng)絡(luò)中其它主機的TCP 445端口進(jìn)行掃描攻擊，可能是主機感染病毒程序，或者有人正使用掃描軟件。通過分析圖表視圖，進(jìn)一步確定主機肯定存在自動掃描攻擊。

故障處理：找到問題根源后，對主機進(jìn)行隔離，經(jīng)過一段時間的測試，網(wǎng)絡(luò)丟包現(xiàn)象有所緩解，但沒有從根本上解決問題。于是再次啟動網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析系統(tǒng)捕獲并分析，又發(fā)現(xiàn)了1臺相似情況的主機。據(jù)此基本可以斷定兩臺主機都是感染了病毒，且該病毒會主動掃描網(wǎng)絡(luò)中其他主機是否打開TCP 445端口，如果某主機打開該端口，就攻擊并感染這臺主機。如此循環(huán)，即引發(fā)了上述的網(wǎng)絡(luò)故障。立即對新發(fā)現(xiàn)感染病毒的兩臺主機進(jìn)行物理隔離，網(wǎng)絡(luò)通信立刻恢復(fù)正常，再對該終端進(jìn)行殺毒處理。

3.3 故障三：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包發(fā)生嚴(yán)重延時現(xiàn)象，下載、瀏覽等服務(wù)不能正常使用

故障現(xiàn)象：局域網(wǎng)內(nèi)部日常數(shù)據(jù)共享正常，但是出局瀏覽外網(wǎng)和下載數(shù)據(jù)時速度明顯降低，使用Ping命令發(fā)現(xiàn)到某個方向網(wǎng)絡(luò)時延特別大，甚至有少量丟包現(xiàn)象。

故障分析：一般通過telnet遠(yuǎn)程登陸到該方向的交換機，以華為系列交換機為例，輸入下列命令：

#Display cpu 查看交換機CPU利用率，

#Display memory 查看內(nèi)存利用率，

發(fā)現(xiàn)兩者都非常高，再通過輸入命令

#Display interface端口號，檢查各端口下的數(shù)據(jù)流量，發(fā)現(xiàn)其中的兩個端口數(shù)據(jù)流量特別大，遠(yuǎn)高于正常使用的網(wǎng)絡(luò)流量。對其數(shù)據(jù)流進(jìn)行抓包分析，發(fā)現(xiàn)多線程指向某網(wǎng)站電影欄目，為避免影響整個網(wǎng)絡(luò)的暢通，對所接入交換機進(jìn)行處理。

故障處理：進(jìn)入該端口配置界面下，輸入Shutdown命令，強制關(guān)閉該端口使其斷網(wǎng)，聯(lián)系該終端使用人員，令其終止下載進(jìn)程后，再恢復(fù)其網(wǎng)絡(luò)。

4 結(jié)束語

造成網(wǎng)絡(luò)丟包現(xiàn)象的因素很多，具有隨機性和偶然性。因此，作為網(wǎng)絡(luò)管理人員，一定要考慮各種因素，掌握網(wǎng)絡(luò)排故技巧，積累實踐經(jīng)驗，才能快速定位并排除網(wǎng)絡(luò)故障。

參考文獻(xiàn)

[1]趙慶斌，馬素霞，趙慶玉著.網(wǎng)絡(luò)測試深入分析.清華大學(xué)出版社.2003