高校校园网网络故障诊断与排除

高校校园网网络故障诊断与排除

作者：吴 涛

来源：《电脑知识与技术》2009年第33期

摘要:针对高校校园网的快速发展,文章从实际应用的角度介绍了校园网的概念和基本构成,着重阐述了高校校园网的常见故障的诊断和排除方法,为广大校园网用户以及从事校园网管理的工作人员提供了解决实际问题的方法。 关键词:校园网;结构;故障;诊断;排除

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)33-9181-03 Network Fault Diagnosis and Elimination in the Campus Network of College WU Tao

(Information and Engineering Department,Lu'an Vocational and Technical College, Lu'an 237158,China)

Abstract: Based on the rapid development of college campus network,the paper introduces the concept of college campus network and its basic composition. Meanwhile, the diagnosis and

elimination of its common fault were narrated in details. The paper also provides different methods for the campus network users and working staff in the field of campus network management and maintenance to solve practical problems.

Key words: campus network; composition; fault; diagnosis; elimination

在21世纪的今天,大学校园作为培养世纪人才的摇篮,数字化进程日新月异,紧跟时代潮流。校园网给高校宣传教育工作开辟了新的空间和渠道,同时也带来了新的挑战,它是当代世界高新技术运用与大众传媒相结合的产物。网络的规模不断扩大、网络的复杂性不断增长,网络管理的研究和应用已成为当今国际上网络领域的一个重要课题。 1 校园网简介

校园网是在学校区域内为学校教育提供资源共享、信息交流和协同工作的计算机网络信息系统。这里说的校园网是针对学校内部的计算机网络,不是一般的企业网;它有自己的特点和规律,它要为学校的教育教学实现资源共享、信息交流、引导或辅助教学及协同工作等功能。校园网是利用现代网络技术、多媒体技术及Internet技术等为基础建立起来的计算机网络,一方面连接学校内部子网和分散于校园各处的计算机,另一方面作为勾通学校校园内部网络的桥梁。校园网是为学校的教学、管理、办公、消息交流和通讯等服务的。

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2 校园网络结构

校园网的结构与学校的层次结构、校园网的规模和主干网的选择关系密切。 2.1 校园网各层次构成 1) 校园网层次的构成

校园网建设依赖于校园网的大小和规模。根据校园网的大小和规模,可提供多种主干网络及支干网络的选配方式,然后根据自身网络的情形进行搭配。

校园网层次化设计,使其网络的结构也就是主干和支干设备的选择与相应的组织逻辑结构相统一,这种设计的特点主要表现在:

(1) 网络结构与实际的组织结构相对应,数据流量相一致; (2) 网络结构的层次性对应于网络功能的层次性: 学校级(Campus)——高速网络数据连接; 部门级(Department)——传送部门间的数据:

工作组级(Workgroup)——连接用户,传送工作组间的数据; (3) 根据网络功能的不同选择相应的网络设备: (4) 网络易于升级扩展。 2) 校园网络规模

划分校园网络的大小主要依据以下三个方面的内容,一是校园网网络站点的多少;二是校园网的数据流量大小;三是校园网的分散程度。按照这种划分可以将校园网分为三个级别的网络:小型、中型和大型。如表1所示。 2.2 主干网络

1) 光纤分布数据接口(FDDI)

光纤分布数据接口FDDI是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种,可以提供100Mbps带宽的高可靠性主干。但是价格高、网络延迟大,带宽难以扩展,技术上已显得较为落后。现在校园网很少采用FDDI组建主干网。

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2) 异步传输模式(ATM)

异步传输模式ATM是作为下一代多媒体通信的主要高速网络技术出现的,从其开发的一开始,ATM就被设计成能提供声音、视频和数据传输。它为宽带综合业务数字信号提供了一种传输、复用和交换的方法,使语音、数据、图形和影视以固定的信元长度在一个网中传输,提高了传输速率。

ATM作为校园网主干有以下优势: (1) ATM的容错功能很强; (2) ATM易于扩展至极高的速率;

(3) ATM的VLAN功能,可以提供设备间很高的传输速率; (4) ATM对实时的语音和图像传输延时较小;

(5) 校园网主干采用ATM技术易于与采用ATM设备的广域网实现无缝连接。 3) 千兆以太网

以太网的快速发展先后经历了快速以太网,交换式以太网和千兆以太网。目前,千兆以太网已经发展成为主流网络技术。同其他高速网络技术相比,千兆以太网最大的优点在于它对现有以太网具有良好的兼容性。广大的以太网用户(特别是校园网)可以对现有以太网进行平滑的升级,千兆以太网已成为校园网首选的主干网。千兆以太网、快速以太网和以太网的主要技术特性的比较,如表2所示。 4) 虚拟网(VLAN)

虚拟网VLAN在逻辑上类似于广播域。或者说,可以将虚拟网VLAN类比成一组终端用户的集合。它是一种通过将局域网内的设备逻辑地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。网络管理员可以根据需要的不同,通过网络软件灵活地建立和配置相应的虚拟网,并为每个虚拟网分配所需的网络带宽。

合理地划分VLAN对于校园网来说是十分关键的。VLAN的设计是系统集成的重点之一,由于划分VLAN必须参照网络安全原则及网络流量分析,因此,VLAN的划分要按照“事先设计,运行调整”的思路进行。

一般情况下,校园网从物理位置和逻辑功能上可划分为教学网、办公网、内部网等,由于各网段内对具体资源及数据安全要求都不相同,所以从内部网络的安全角度考虑,对于各部门之间应该划分VLAN,以便于采用基于策略的访问控制。VLAN技术将整个网络終端根据安全和流

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量均衡原则划分为多个子网,大大降低了广播包对整个网络带宽的消耗,提高了网络的运行效率。

2.3 校园网的结构描述

根据防火墙和Internet接入方式的不同,一般将整个校园网以防火墙为中心分为三个部分:内网区、外网区和服务区。内网区主要是校园网内部用户的集合,具体为学校办公用户、移动用户、内网学生上机等;外网区主要是指整个校园网的Internet接入;服务区提供整个校园网的网络功能,它是整个校园网的中心。 3 校园网络常见故障诊断与排除

校园网故障诊断以网络配置、网络原理和网络运行知识为基础,从故障现象出发,以网络诊断工具为手段获取诊断信息,确定网络故障点,查找问题根源,排除故障,恢复校园网正常运行。校园网故障根据故障的不同对象可划分为:线路故障、服务器故障、配置故障、路由器故障、网络通讯设备故障等。下面对校园网常见故障的诊断与排除分别作介绍。

3.1 线路故障诊断与排除

线路故障常见的现象就是线路不通,常会出现线路损坏、接口松动、线路受到严重电磁干扰等。列如,网络管理员发现网络某条线路突然中断,首先用ping命令检查与网络中心的线路是否连通,如果连续ping都出现信息“Request time out\\”,则说明网络线路不通。此时,要检查RJ45端口插头是否松动或损坏,或者网线接法是否正确。现在的网线大多使用的是双绞线,双绞线是由4对线严格且合理地紧密绞合在一起的,以减少串扰和背景噪音的影响。目前,使用了双绞线的1、2、3、6四条线,其中1、2用于发送,3、6用于接受,而1、2必须来个绕对,只有这样,才能最大限度地避免串拢。如果RJ45接口被损坏,需要制作新的RJ45接口。有时候线路不通,也要检查线路连接是否正确,比如两个路由器Router直接连接,这时应该让一台路由器的出口连接另一台路由器的入口,而这台路由器的入口连接另一路由器的出口才行。当然,集线器hub、交换机、多路复用器也必须连接正确,否则也会导致网络中断。 3.2 服务器故障诊断与排除

校园网通常由若干个服务器(Data服务器、Web服务器、Dns服务器等)运行来支持多功能的网络服务,服务器存在一些典型的问题,例如,账号和口令过短,網络服务配置不当,没有控制finger、RPC、rlogin服务等。这些问题会导致网络中数据的丢失,服务器权限被非法取得,甚至整个网络被黑客攻击。因此,必须将服务器上含有机密数据的区域全部转移成NTFS格式,限定使用登录网络的权限,做好数据备份、恢复工作等。RAS服务器对于黑客来说,进入主机很方便,但可限定远端用户只能存取单一服务器。windows NT的服务器可使用支持服务器远端存取(RAS)的回拔功能。windows NT虽然存在很多安全漏洞,但是微软公司会定期出台修补程序(补

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丁),有时收集成serbice pack(服务包)发布,网络管理人员需立即进行修补。校园网服务器,建议大家使用Unix系统平台,Unix的漏洞非常少,它的代码在网上是免费公布的,遭黑客攻击出现的问题不大。

3.3 配置故障诊断与排除

配置故障往往是由于网络设备的配置原因导致校园网故障或异常。造成配置错误的原因有可能是路由器端口参数设定不正确,或路由器路由配置错误以至于路由循环或找不到远端地址,或者是路由掩码设置错误等。例如,以校园网中的线路故障为例,故障线路没有流量,但可以ping通线路的两端端口,这种情况就是有可能是路由配置错了。此时,我们通常用“路由跟踪程序”就是Tracert,Tracert用于确定 IP 数据报访问目标所采取的路径,它把端到端的线路按线路所经过的路由器分成多段,然后以每段返回响应与延迟。如果发现在Tracert的结果中某一段后,两个IP地址循环出现,这时,一般就是线路远端把端口路由又指向了线路的近端,导致IP包在该线路上来回反复传递。Tracert也能检测到哪个路由器之前都能响应,到哪个路由器就不能响应了。这时只需要更改远端路由器端口配置,就能恢复线路正常了。

配置故障也可能是校园网内的单机配置错误。学校的网络对外IP地址通常只有几个,因此,校园网就需要划分成局域网,IP地址划分为B类还是C类要视学校大小来定。有的教师并不注意上网需要填写IP地址、DNS、子网掩码等配置信息,此时需要咨询网络中心人员以填写正确的配置信息。

3.4 路由器故障诊断与排除

实际上,线路故障很多情况都涉及到路由器,因此,有些线路故障可以归结为路由器故障。通常,我们利用变量浏览器MIB来检测路由器故障,用它收集路由器的路由表、计费数据、端口流量数据、路由器CPU的温度、负载以及路由器的内存余量等数据,一般情况下,校园网管理系统有专门的管理进程不断地检测路由器的关键数据,并及时给出报警。路由器的硬件故障有可能是路由器CPU温度或路由器内存导致的。路由器CPU温度过高十分危险,有可能导致路由器的烧毁;而路由器CPU利用率过高和路由器内存余量太小都将直接影响到网络服务的质量。解决这种故障只有对路由器升级、扩大内存等,或者重新规划校园网拓扑结构。路由器的软件故障通常是本地或远程的路由器配置丢失,或端口配置CLOCKRATE丢失,将CSU或DSU设置为“LoopBACK”状态,用“Showints*”命令确认line Protocol是否up,如果up,证明路由器已经ShutDown。

3.5 网络通讯设备故障诊断与排除

校园网一般由通信线路、交换机、路由器和防火墙等网络通讯设备组成。如果发生校园网瘫痪状态,需仔细排查网络通讯设备是否故障,发现问题及时解决。专业的防火墙容易出现CPU利用率和温度过高,影响了校园网的服务质量,因而要定期地为防火墙升级。

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4 结束语

高校校园网提供了丰富的教育教学信息和资源,拓宽了学生获取知识的渠道,提高了学校的现代化管理水平,因此,在信息化的时代,对于高校师生员工来说,正确地使用校园网,并能解决一些常见的网络故障具有重要的意义。 参考文献:

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[3] 张殿明,徐涛,丁向朝,等.网络规划建设与管理维护[M].北京:清华大学出版社,2008. [4] 宋文官,胡蓉,徐文.商务网站规划设计与管理[M].北京:清华大学出版社,2008.