交換機一般故障到特殊故障的排除

董亞洲 鄭志剛

摘 要：機房管理員在工作中，經常會遇到各種各樣的交換機故障，造成網絡不能正常運行，影響我們的工作、學習和生活。快速、準確的查出故障并排除故障是一個管理員的工作職責，本文就常見的故障類型和排障步驟作一個簡單的介紹。

關鍵詞：交換機；硬件故障；軟件故障

交換機，英文名稱為“SWITCH”。常用以太網交換機之間的連接可以通過兩種方式：堆疊和級聯。堆疊是指通過交換機自帶的堆疊線纜，把多個交換機的堆疊模塊進行連接。級聯是指通過交叉雙絞線把兩臺或多臺交換機連在一起。由于各個廠商的技術不同，堆疊和級聯的交換機個數也不相同。

交換機是交換以太網的核心設備，交換機一旦出現故障，與它相連接的內網設備可能出現網絡功能癱瘓。這對于一個網絡管理員來說交換機故障的診斷與排除的尤其重要。

1 交換機常見故障分類

所有交換機故障一般可以分為硬件故障和軟件故障兩大類。硬故障是指網絡設備本身的硬件系統發生了故障，這類故障一般智能通過更換硬件設備來解決。交換機的硬件故障主要指電源、背板、模塊、端口等部件的故障，可以分為以下幾類：

1.1 電源故障

由于外部供電不穩定，或者電源線路老化或者雷擊等原因導致電源損壞而不能正常工作。由于電源緣故而導致機內其他部件損壞的事情也經常發生。

如果面板上的POWER指示燈是綠色的，就表明是正常的；如果該指示燈滅了，則說明交換機沒有正常供電。這類問題很容易發現，也很容易解決，同時也是最容易預防的。

針對這類故障，首先應該做好外部電源的供應工作，一般通過引入獨立的電力線來提供獨立的電源，并添加穩壓器來避免瞬間高壓或低壓現象。如果條件允許，可以添加UPS（不間斷電源）來保證交換機的正常供電。

1.2 端口故障

這是最常見的硬件故障，無論是光纖端口還是雙絞線的RJ-45端口，在插拔接頭時一定要小心。如果不小心把光纖插頭弄臟，可能導致光纖端口污染不能正常通信。如果在搬運時不小心，更可能導致端口物理損壞。

一般情況下，是某一個或者幾個端口損壞。所以，在排除了端口所連計算機的故障后，可以通過更換所連端口，來判斷其是否損壞。

1.3 模塊故障

交換機是由很多模塊組成，比如：堆疊模塊、管理模塊（也叫控制模塊）、擴展模塊等等。這些模塊發生故障的幾率較少，不過一旦出現問題，就會遭受巨大的經濟損失。導致此類故障可能的可能性有：插拔模塊不小心，搬運交換機時受到碰撞，電源不穩定等。

1.4 背板故障

交換機的各個模塊都是接插在背板上的。如果環境潮濕，電路板受潮短路；或者元器件因高溫、雷擊等因素而受損造成電路板不能正常工作。比如：散熱性能不好或環境溫度太高導致機內溫度升高，致使元器件燒壞。在外部電源正常供電的情況下，如果交換機的各個內部模塊都不能正常工作，那就可能是背板壞了。對此類故障，唯一的辦法就是換背板。

從上面的幾種硬件故障來看，機房環境不佳極易導致各種硬件故障，所以我們在建設機房時，必須先做好防雷接地以及供電電源、室內溫度、室內濕度、防電磁干擾、防靜電等環境的建設，為網絡設備的正常工作，提供良好的環境。

2 交換機的軟件故障

所謂軟故障是指系統、配置上的故障，就是指因為誤操作，錯誤配置，病毒等引起的網絡設備的故障，這類故障通常能夠通過更改設置，重新安裝軟件來排除，它可以分為以下幾類：

2.1 系統錯誤

交換機系統是硬件和軟件的結合體。在交換機內部有一個可刷新的只讀存儲器，它保存這臺交換機所必須的軟件系統。這類也和我們常見的WINDOWS、LINUX一樣，由于當時設計的原因，存在一些漏洞，在條件合適時，會導致交換機滿載、丟包、錯包等情況的發生。

對于此類問題，我們需要養成經常瀏覽設備廠商的網站的習慣，如果有新的系統推出或者新的補丁，請及時更新。

2.2 配置不當

初學者對交換機不熟悉，或者由于各種交換機配置不一樣，管理員往往在配置交換機時，難免會出現配置錯誤。比如：VLAN劃分不正確導致網絡不通，端口被錯誤的關閉，交換機和網卡的模式配置不匹配等原因。這類故障有時很難發現，需要一定的經驗積累。

如果不能確保配置有問題，請先恢復出廠默認配置，然后再一步一步的配置。

2.3 密碼丟失

這可能是每個管理員都曾經經歷過的。一旦忘記密碼，都可以通過一定的操作步驟來恢復或重置系統密碼。有的則比較簡單，在交換機上按下一個按鈕就可以了。而有的交換機則通過一定的操作步驟才能解決。

此類情況一般在人為遺忘或者交換機發生故障后導致數據丟失，才會發生這種故障。

2.4 外部因素

由于病毒或者黑客攻擊等情況的存在，有可能某臺主機向所連接的端口發送大量不符合封裝原則的數據包，造成交換機處理器過分繁忙，致使數據包來不及轉發，進而導致緩沖區溢出產生丟包現象。還有一種情況就是廣播風暴，它不僅會占用大量的網絡帶寬，而且還將占用大量的CPU處理時間。網絡如果長時間被大量的廣播數據包所占用，正常的點對點通信就無法正常進行，網絡速度就會變慢或者癱瘓。

3 交換機故障的一般排障步驟

交換機的故障多種多樣，不同的故障有不同的表現形式。故障分析時要通過各種現象，靈活運用排除方法（如排除法、對比法、替換法），找出故障所在，并及時解除。

3.1 排除法

當我們面對故障現象并分析問題時，無意中就已經學會使用排除法來確定發生故障的方向了。這種方法是指依據所觀察到的故障現象，盡可能全面的列舉出所有可能發生的故障，然后逐個分析、排除。在排除時要遵循由簡到繁的原則，提高效率。使用這種方法可以應對各種各樣的故障，但維護人員需要有較強的邏輯性思維，對交換機知識有全面深入的了解。

3.2 對比法

所謂對比法，就是利用現有的、相同型號的且能夠正常運行的交換機作為參考對象，和故障交換機之間進行對比，從而找出故障點。這種方法簡單有效，尤其是系統配置上的故障，只要簡單的對比一下就能找出配置的不同點，但是有時要找一臺型號相同、配置相同的交換機也不是件易事。

3.3 替換法

替換法是指使用正常的交換機部件來替換可能有故障的部件，從而找出故障點的方法。它主要用于硬件故障的診斷，但需要注意的是替換的部件必須是相同品牌、相同型號的同類交換機所有。

4 為了使排障工作有章可循，我們可以在故障分析時，按照以下的原則來分析

4.1 由遠到近

由于交換機的一般故障（如：端口故障）都是通過所連接計算機而發現的，所以經常從客戶端開始檢查。我們可以沿著客戶端計算機——端接模塊——水平線纜——跳線——交換機這樣一條路線，逐個檢查，先排除遠端故障的可能。

4.2 由軟到硬

誰都不想動不動就拿螺絲刀去先拆了它再說，所以在檢查時，總是先從系統配置或系統軟件上著手進行排查。如果軟件上不能解決問題，那就是硬件有問題了。比如：某端口不好用，那我們可以先檢查用戶所連接的端口是否不在相應的VLAN中，或者該端口是否被其他的管理員關閉，或者配置上的其他原因。如果排除了系統和配置上的各種可能，那就可以懷疑到真正的問題所在——硬件故障上。

4.3 先易后難

在遇到故障分析所得的可能性較多、較雜時，必須先從通過簡單操作或配置來著手排除。這樣可以加快故障排除的速度，提高效率。

5 總結

由于交換機故障現象多種多樣，沒有固定的排障步驟，而有的故障往往具有明確的方向性，一眼就能識別得出。所以只能根據具體情況具體分析，我們主要以預防為主，要注意機房的環境衛生，溫度和濕度；操作時按規范要求進行；做好軟件及配置文件的備份工作。當發生故障時，及時認真做好故障處理情況記錄，以積累自己的經驗。

[參考文獻]

[1]劉曉輝，肖鐵嶺，姜貴平，等，編著.《網絡故障現場處理實踐》.