国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

校園網(wǎng)中由地址配置引起網(wǎng)絡故障原因的探索

2015-10-15 19:19徐春林
科技資訊 2015年20期
關鍵詞:網(wǎng)絡故障

摘要:伴隨的計算機計算機技術的快速發(fā)展,計算機網(wǎng)絡已經(jīng)成為高校校園一個不可缺少的組成部分。但是隨著網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴展,網(wǎng)絡管理人員所面臨的終端管理的復雜度也越來越大。本文從實際出發(fā),以實踐中出現(xiàn)的問題故障,結合DHCP、Gratuitous ARP、交換機ARP緩存相關知識進行詳細分析,提出了交換網(wǎng)絡中根據(jù)故障緊急及優(yōu)先次序分類處理的方法,并針對目前IP地址配置和管理上容易出的問題,提出了一些建議。

關鍵詞:Gratuitous ARP;DHCP;IP沖突;網(wǎng)絡故障;交換網(wǎng)絡;

中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)07(b)-0000-00

1. 引言

伴隨計算機技術的迅猛發(fā)展,計算機網(wǎng)絡已經(jīng)在校園快速普及,成為高校中重要的信息發(fā)布交換平臺。網(wǎng)絡在高校的教學、科研、管理等方面發(fā)揮著重要的作用,是現(xiàn)代高校中一個不可或缺的重要組成部分。但是,隨著校園網(wǎng)絡規(guī)模的迅速擴張,校園網(wǎng)的管理維護日趨復雜和困難,尤其在計算機選擇解決終端IP地址的配置方面引起故障的解決方案時的通常會出現(xiàn)難以取舍問題,更使得管理人員力不從心,如何從根本上解決這一問題,網(wǎng)絡管理人員應從基本理論上去分析實際問題,才能從根本上得出IP配置和管理上問題的最優(yōu)方案。

2. IP地址配置和管理上存在的問題

在校園網(wǎng)絡整體設計時,通常只會設計用戶使用IP地址的范圍,不針對用戶的計算機終端類型進行特別設定。通常提供給用戶的獲取IP地址方式為DHCP動態(tài)獲取,用戶只要將計算機網(wǎng)卡設置為自動獲取,就可以獲得IP成功連接到網(wǎng)絡中。而在實際情況中,一些例如外屏顯示器、單片機、無線AP等網(wǎng)絡設備需要手動設置地址,這經(jīng)常引起IP沖突,嚴重時會引起網(wǎng)絡癱瘓。

下面以揚州某高校校園網(wǎng)絡日常維護中遇到特殊問題為案例進行分析,該校網(wǎng)絡結構為大二層扁平化的交換網(wǎng)絡,DNS和DHCP服務都集成在核心交換機上。

案例1:多媒體教室安裝一塊LED電子橫幅,使用單片機編程控制,網(wǎng)絡接口為常用的RJ45適配器,手動配置IP地址,MAC地址可以在軟件操作界面自行更換。首次配置地址后,正常連通網(wǎng)絡。但是保持原有IP地址不變,操作“更新MAC地址”后,網(wǎng)絡無法連接,等待300秒后,恢復正常。

案例2:校園網(wǎng)絡用戶報修稱網(wǎng)絡使用一段時間后,網(wǎng)絡延時較大,甚至出現(xiàn)掉線現(xiàn)象。經(jīng)實地檢測,用戶使用的是DHCP自動獲取的IP地址,使用30分鐘后出現(xiàn)Ping值變大,甚至出現(xiàn)超時現(xiàn)象,由此出現(xiàn)網(wǎng)絡丟包斷線現(xiàn)象,幾分鐘后恢復正常。

上述兩個案例中:案例1是用戶使用手動配置IP引發(fā)的網(wǎng)絡故障,案例2是交換網(wǎng)絡中用戶使用DHCP自動獲取地址情況下出現(xiàn)的故障。仔細分析這兩個故障發(fā)生時的現(xiàn)象,大致可以從核心交換機的DHCP、ARP以及ARP緩存等方面入手查找故障原因。

3. DHCP、Gratuitous ARP、交換機ARP緩存相關知識

3.1 DHCP服務

DHCP是一種簡化了的主機IP地址分配管理的TCP/IP標準協(xié)議,其利用UDP協(xié)議工作。網(wǎng)絡管理員可利用DHCP服務器來管理動態(tài)的IP地址分配及其相關的環(huán)境配置工作。動態(tài)的IP分配避免了手工設置IP地址及子網(wǎng)掩碼所產(chǎn)生的錯誤,即避免了同一個IP地址分配給多臺計算機形成的地址沖突,減少配置網(wǎng)絡中計算機所花費的時間和管理IP地址設置的負擔,還可以靈活地設置地址租期,節(jié)省了IP資源,提高了工作效率。

DHCP協(xié)議的主要工作原理為:當沒有任何配置的DHCP客戶端接入網(wǎng)絡時,會向網(wǎng)絡廣播一個DHCPDISCOVER數(shù)據(jù)包,其源地址為0.0.0.0,目的地址為255.255.255.255,然后再附上DHCP discover的信息。當DHCP服務器監(jiān)聽到客戶端發(fā)出的DHCP discover廣播數(shù)據(jù)包后,它會從那些還沒有租出的地址范圍內(nèi),選擇最前面的閑置IP,連同其它TCP/IP設定,給客戶端發(fā)送一個DHCP offer的數(shù)據(jù)包,客戶端在開始的時候還沒有IP地址,所以在其DHCP discover封包內(nèi)會帶有其MAC地址信息。假如網(wǎng)絡上有多臺DHCP服務器的響應客戶端,那么客戶端只會挑選其中一個DHCP offer而已(通常是最先抵達的那個),并且會向網(wǎng)絡發(fā)送一個DHCP request廣播封包,告訴所有DHCP服務器它將指定接受哪一臺服務器提供的IP地址。

3.2 Gratuitous ARP

Gratuitous ARP一般也稱為免費ARP。它與一般的APR請求不一樣,主要區(qū)別在于它不要求得到IP對應的MAC地址,而是當主機啟動或者更換網(wǎng)卡(或更換MAC地址)的時候,將發(fā)送一個Gratuitous ARP廣播,宣告自己的IP地址對應的MAC地址。

Gratuitous ARP有兩種作用:第一,確定設置的IP地址在局域網(wǎng)中是否已經(jīng)被占用,主機啟動后廣播Gratuitous ARP,若得到回應,那么就可以確定設定的IP已經(jīng)被占用,否則就可以繼續(xù)使用設定的IP。第二,如果發(fā)送Gratuitous ARP的主機正好改變了硬件地址(更換MAC地址或者網(wǎng)卡適配器),發(fā)送的Gratuitous ARP廣播包就可以使其他主機高速緩存中舊的硬件地址進行相應的更新。

3.3 ARP高速緩存

ARP高速緩存(ARP cache),由最近的ARP項組成的內(nèi)在中的一個臨時表。每個主機、交換機或路由器都有一個ARP高速緩存表。它用來存放最近IP地址到硬件MAC地址之間的映射記錄。轉發(fā)數(shù)據(jù)包時可以快速查找到對應MAC地址的端口。高速緩存表中每一項的生存時間都是有限的,一般稱為老化時間,起始時間從被創(chuàng)建時開始計算的,一般老化時間為300秒。

4. 故障原因分析

4.1案例1故障分析

根據(jù)上述Gratuitous ARP、ARP緩存相關知識對案例1進行分析,單片機更改了MAC地址,網(wǎng)卡啟動后會自動廣播Gratuitous ARP來宣告既定的IP地址,更新上層設備(二層交換機)的MAC地址表項,通知三層網(wǎng)絡設備更新ARP高速緩存。但是案例1中三層設備的ARP緩存卻沒有立即更新,而是等原有的ARP信息老化之后才進行更新,這就導致LED顯示屏單片機更換MAC后出現(xiàn)網(wǎng)絡故障。同樣,使用一臺計算機主機接在與單片機接在相同的二層交換機下,當單片機更換MAC后,計算機能夠立即Ping通單片機,這說明計算機系統(tǒng)能夠接受單片機發(fā)送Gratuitous ARP,并快速更新計算機系統(tǒng)的ARP高速緩存。

4.2案例2故障分析

根據(jù)DHCP、ARP緩存相關知識并查看三層交換機中DHCP的配置,用戶使用30分鐘后Ping值變大,甚至出現(xiàn)丟包現(xiàn)象,而30分鐘恰好是DHCP租期的一半。為了確定為DHCP問題,將用戶計算機的IP設置為手動地址,觀察30分鐘后故障現(xiàn)場沒有出現(xiàn),同時檢查三層核心交換機上的ARP緩存變動情況,發(fā)現(xiàn)在30分鐘(租期一半)時,核心交換機清空了ARP高速緩存。這樣,原來直接由硬件快速轉發(fā)的數(shù)據(jù)包轉由軟件轉發(fā),所以轉發(fā)時間變長,出現(xiàn)Ping值變長,甚至丟包現(xiàn)象。

通過案例1和案例2可以看出,二者都是在交換網(wǎng)絡的核心交換機的ARP機制上出現(xiàn)的故障,兩種故障的發(fā)生從機制上解釋又發(fā)生了矛盾:案例1中主機變更MAC地址后要求能快速更新核心交換機的ARP緩存,而案例2為了快速更新ARP緩存提前做了清空,反而導致網(wǎng)絡丟包。

5. IP地址配置和管理上應當注意的幾點

從案例1和案例2分析的結果上來看,由于引起故障的原因是對立和矛盾的,所以無法同時解決這兩個故障。從故障的輕重緩急來看,可以把案例2的故障重要性放在案例1前,優(yōu)先從技術上處理,對于案例1的故障則要從管理上處理。主要有以下幾個方面:

1) 正確規(guī)劃IP地址范圍,合理使用DHCP服務,啟動dhcp功能的同時,適當預留一些不分配的地址,以供特殊的手動配置使用。

2) 在交換機端口上使用ip dhcp snooping功能限制自動獲取IP地址的用戶,使其不能手動配置。

3) 優(yōu)化三層核心交換機上的ARP高速緩存清理機制,減少因清理ARP高速緩存而引起的數(shù)據(jù)丟包。

4) 盡量減少簡單網(wǎng)絡設備的接入,接入設備能夠處理Gratuitous ARP回應包,有IP沖突提醒機制。

6. 結語

本文從實踐的角度出發(fā),利用網(wǎng)絡維護中的案例,結合DHCP、Gratuitous ARP、交換機ARP緩存相關知識具體分析了故障的原因,并從故障查看,測試、分析和排除的步驟以及故障原因的相互對比中,提出了交換網(wǎng)絡中根據(jù)故障緊急及優(yōu)先次序分類處理的方法,并針對目前IP地址配置和管理上容易出的問題,提出了一些建議。

【參考文獻】

1. 徐春林. 基于Gratuitous ARP泛洪的局域網(wǎng)故障分析.淮海工學院學報(自然科學版)[J],2014(23)第2期:45-47.

2. 劉志雄.朱向慶. DHCP Failover研究與實驗設計.計算機系統(tǒng)應用[J].2015(24)第7期:244-249.

3. 李方敏,盧錫城,汪鐘鳴.主機動態(tài)配置協(xié)議(DHCP)原理及其實現(xiàn)[J].湘潭礦業(yè)學院學報,1997,12(3):17-24

4. 賈毅峰,逯建速.校園網(wǎng)中的 DHCP 引起的沖突與解決[J]. 銅仁學院學報. 2014(16)第4期:96-98.

5. 陳小中,校園網(wǎng)DHCP故障與解決[J].福建電腦,2010(10):167-169.

6. 余光華.高校局域網(wǎng)用戶自行接入DHCP服務器故障的排除.電腦編程技巧與維護[J], 2010(10) :117-117;127.

7. 帷幄. 解決DHCP難題,提升網(wǎng)絡運行效率,電腦知識與技術2011(1).

猜你喜歡
網(wǎng)絡故障
汽車涂裝車間改造中一種網(wǎng)絡故障的解決方案
VxWorks網(wǎng)絡存儲池分析在網(wǎng)絡故障排查中的應用
基于信息流的RBC系統(tǒng)外部通信網(wǎng)絡故障分析
西門子400PLC系統(tǒng)DP網(wǎng)絡故障處理及預防方法
基于可靠性理論的計算機通信網(wǎng)絡故障分析
加強局域網(wǎng)維護減少計算機網(wǎng)絡故障分析
Wireshark協(xié)議解析在網(wǎng)絡故障排查中的應用
計算機網(wǎng)絡故障排除實踐探索
企業(yè)信息化建設與網(wǎng)絡故障的識別
通訊網(wǎng)絡故障類型研究
巩义市| 德江县| 黄龙县| 吴忠市| 金阳县| 邳州市| 兴安县| 文安县| 长葛市| 广平县| 南城县| 会泽县| 蓬安县| 河东区| 平陆县| 阜新| 延长县| 台北市| 通海县| 来宾市| 齐河县| 哈尔滨市| 石狮市| 沧州市| 万山特区| 万盛区| 洞口县| 武邑县| 大埔县| 桃园县| 清流县| 泸溪县| 论坛| 桐庐县| 凯里市| 桃园市| 滦平县| 前郭尔| 芒康县| 田阳县| 濉溪县|