谷德威天津思科培训之路由器诊断技术（-）

谷德威天津思科培训之路由器诊断技术（-）

路由器诊断技术（一）

1. 路由器的功能特性和体系结构

交换与路由是我们在网络互联中经常遇到的术语。此处所说的交换与局域网中的帧级交换是完全不同的概念。交换过程是指路由器如何在两个不同的接口间传送报文。
    比如，路由器在以太网接口0接收到一个报文。路由器首先从报文中获取MAC头信息，然后检查网络层报文头。路由器检查路由表是否有与报文的目的地址匹配的表项。假设路由表中包含匹配的项，并且下一跳地址是另外一个路由器，该路由器可以通过以太网接口1到达。然后路由器需要检查下一跳的第二层地址。如果它没有该地址，则需要在以太网接口1发送ARP广播报文。如果没有接收到ARP响应，路由器则将该报文丢弃。如果有响应信息，路由器则建立到下一跳路由器的以太网帧。在这个例子中，路由器从接收到以太网帧到建立并发送以太网帧的整个过程称为交换过程。需要注意的是，ARP解析过程通常不认为是交换过程的一部分。上面的过程中，执行路由表查询以寻找下一跳的地址表明采用了交换过程。这是一种最简单的报文交换方法，因而其开销和延迟都比较大。所有的路由协议最终都依赖于路由表的建立，路由器通过接收运行相同协议的相邻路由器发送的路由更新报文来更新相应的路由表，我们称之为路由过程（routing process），它主要由路由处理器完成。
    Cisco 7500系列路由器在体系结构方面有很多改进。路由处理器和交换处理器的功能被集成到路由器交换处理器（RSP）中。这一新的体系结构减少了快速交换时系统总线的负载。集成后的功能对路由处理器和交换处理器都作了性能、稳定性、可扩充性和安全等方面的优化。7500系列路由器既不支持自治交换也支持硅交换，它支持更加灵活的优化交换。
    需要知道过程交换需要通过查询路由表来做出路由选择，而且其他交换技术都是通过缓存来提高交换速度的，因为其缓存的位置不同而分别称为不同的技术。
2 故障诊断与排除命令
    Cisco ISO*作系统软件提供了一组功能丰富的命令，可以用来进行故障查找与排除、问题诊断以及性能检测。命令大致可以分为两类：show命令和debug命令。同时，还包含一组用于连接这两类命令的clear命令。下面我们分别讲解各命令。（debug命令因工作中极少使用，这里暂时不进行说明）
    2.1 show命令
    在这一节中，我们将讲述最常用的show命令，阐述这些命令的输出以及这些命令适用于解决的故障类型。为了叙述清楚，我们仅讨论最常使用的命令。
    全局系统命令
    本节将列出与路由器软件和硬件相关的输出命令，其中包括存储区和电源。show version命令是最基本的命令之一，它显示路由器本身以及其所使用的软、硬件的基本信息。

下面是设备的实例：

show version

Cisco Internetwork Operating System Software

IOS (tm) C3550 Software (C3550-I5Q3L2-M), Version 12.1(22)EA1a, RELEASE SOFTWARE (fc1)

Copyright (c) 1986-2004 by cisco Systems, Inc.

Compiled Fri 20-Aug-04 00:44 by yenanh

Image text-base: 0x00003000, data-base: 0x0083AF00

ROM: Bootstrap program is C3550 boot loader

HD-1-YUNXIAO-29 uptime is 20 weeks, 1 day, 4 hours, 46 minutes

System returned to ROM by power-on

System restarted at 12:53:17 GMT Thu Jan 27 2005

System image file is "flash:c3550-i5q3l2-mz.121-22.EA1a/c3550-i5q3l2-mz.121-22.EA1a.bin"

cisco WS-C3550-24 (PowerPC) processor (revision N0) with 65526K/8192K bytes of memory.

Processor board ID CAT0829N2P7

Last reset from warm-reset

Bridging software.

Running Layer2/3 Switching Image

Ethernet-controller 1 has 12 Fast Ethernet/IEEE 802.3 interfaces

Ethernet-controller 2 has 12 Fast Ethernet/IEEE 802.3 interfaces

Ethernet-controller 3 has 1 Gigabit Ethernet/IEEE 802.3 interface

Ethernet-controller 4 has 1 Gigabit Ethernet/IEEE 802.3 interface

24 FastEthernet/IEEE 802.3 interface(s)

2 Gigabit Ethernet/IEEE 802.3 interface(s)

The password-recovery mechanism is enabled.

384K bytes of flash-simulated non-volatile configuration memory.

Base ethernet MAC Address: 00:11:93:7B:24:80

Motherboard assembly number: 73-5700-11

Power supply part number: 34-0966-04

Motherboard serial number: CAT08290CWX

Power supply serial number: LIT08230CM1

Model revision number: N0

Motherboard revision number: A0

Model number: WS-C3550-24-SMI

System serial number: CAT0829N2P7

Configuration register is 0x10F

命令的输出信息包括：IOS的版本、路由器持续运行的时间、最近一次重启动的原因、路由器主存的大小、共享存储器的大小、闪存的大小、IOS映像的文件名，以及路由器从何处启动等信息。show version命令显示了路由器的许多非常有用的信息。在解决问题时，通常应该从这个命令开始收集数据。
    如果路由器的多个接口同时丢失报文，则可能由于路由器内存不足或者CPU过载。用户可以使用show memory命令检查内存利用率（如下所示）。CPU利用率可以使用show process命令检查。
    show memory

                Head    Total(b)     Used(b)     Free(b)   Lowest(b) Largest(b)

Processor     C8E338    53933256     5914476    48018780    45833480    47844596

      I/O   80000000     8388608     3002004     5386604     5121016     5277020
show memory的前两行显示了存储器的一般信息，它表明系统有足够可用的内存。同时它还显示内存中没有碎片，内存碎片表明内存被划分为了许多不连续的块。它将导致内存的利用率降低，严重时可能产生内存错误从而也严重影响路由器的性能。
    现在看一看路由器中有许多内存碎片的情形（如下所示）。此时我们有足够多的可用内存（8.4兆字节），但是其中最大的块仅为0.5兆字节。连续内存中没有足够大的可用块，这有可能导致严重的内存分配问题。这些问题有时表现为一个或多个接口间歇性的丢失报文。此时路由器产生内存碎片错误消息。
sh mem
          Head      Total(b)    Used(b ) Free(b)   Lowest(b) Largest(b)
Processor 60DB19C0   19195456 10713712   8481744   192680   586748
    Fast 60DB19C0    131072       90936     40136    40136    40092
    使用命令show memory free，用户可以看到可用内存被划分为许多很小的碎片。需要注意的是，路由器中存在一定数量的内存碎片是正常的。虽然并没有一个很严格的界限来划分内存碎片的可接受程度，但是可用块的大小至少应该不小于可用内存的一半。用户可以通过重新启动路由器来解决这个问题。在重新启动时，系统重新分配内存和缓存空间。此时，用户应该监视内存分配的过程。如果再次发生类似的情况，则应该咨询Cisco TAC。
    用户可以使用show process cpu命令检查路由器的CPU是否过载。该命令将给出路由器CPU的利用率，同时显示路由器中不同进程的CPU占用率。在下述示例中，路由器的CPU工作正常。在通常情况下，在5分钟内CPU的平均利用率小于60%是可以接受的。如果怀疑CPU利用率出现了问题，则需要不断地监视这一参数，因为它可能在短时间内发生变化。最好每10秒钟使用一次该命令。通过这种方法，可以清楚地了解CPU利用率的波动情况。
    如果CPU的平均利用率超过了80%，则表明路由器过载。下一步需要检测那一些进程导致了CPU利用率过高。
    show process memory命令可以用来给出路由器可用内存的一般信息，然后显示每一个进程所占用的内存空间的详细信息。
    如果路由器由于临时重启动而完全崩溃，则相应的错误消息将包含在show version命令的输出中。当用户向Cisco TAC报告故障时，支持技术人员通常要求用户发送show tech_support命令的输出结果。这个命令将导致下述命令的按序执行：Show version、Show controllers、Show buffers、Show interface、Show stack、Show process cpu、Show process memory和Show running-config。这些命令的组合将给出路由器配置以及大多数关键性能参数的详细信息。show tech_support命令的输出对于Cisco TAC技术人员解决复杂网络问题是十分有用。

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