网络故障的诊断技术

网络故障的诊断技术

网络故障的诊断技术

随着现代科学技术的发展，设备的集成度越来越高，越来越复杂，承载信息的网络已经成为人们生活不可或缺的一部分。但网络运行

中经常会发生一些硬件故障，这些故障的产生使日常工作不能正常

进行，诊断并排除网络故障就成为网络管理的一项重要工作。要做

到及时发现网络故障、准确定位故障并排除故障，必须要掌握大量

专业知识并具备丰富的经验。

一、研究背景

在过去的几十年间，计算机网络的规模经历了爆炸式的增长。网络的应用已经深入到人们生活、工作的每一个角落，成为必不可少

的基础设施。随着对网络依赖性的加强，人们对网络的可靠性也提

出了更高的要求：①有稳定、高效、安全的网络环境：②当网络发

生故障时，能够及时的检测出故障原因并修复。可以看出，网络故

障诊断对保持网络的健康状态具有重要的意义.然而在当今网络环境下，网络故障诊断遇到了前所未有的.困难，其主要表现在以下几个

方面;

1.计算机网络无论从规模上，还是从网络复杂性和业务多样性上都有了巨大的发展。大规模网络的故障关系错综复杂，故障原因和

故障现象之间的对应关系模糊，大大提高了故障诊断的难度;

2.网络设备的复杂性也提高了故障诊断的难度。网络设备的复杂性有两个含义：第一是新的网络设备不断推出，功能越来越多，越

来越复杂;第二是设备提供商数量众多，产品规格和标准不统一;

二、网络体系结构

网络体系结构中涉及到了：协议、实体、接口

计算机网络中实现通信就必须依靠网络通过协议。在20世纪70

年代，各大计算机生产商的产品都拥有自己的网络通信协议。但是

不同的厂家生产的计算机系统就难以连接，为了实现不同厂商生产的计算机系统之间以及不同网络之间的数据通信，国际标准化组织ISO(开放系统互连参考模型)即OSI/RM也称为ISO/OSI，该系统称为开放系统。

物理层是OSI/RM的最低层，物理层包括：1.通信接口与传输媒体的物理特性;2.物理层的数据交换单元为二进制比特;3.比特的同步;4.线路的连接;5.物理拓扑结构;6.传输方法。

数据链路层是OSI/RM的第2层它包括：成帧、物理地址寻址、流量控制、差错控制、接口控制。

网络层是计算机通信子网的最高层，有：逻辑地址寻址、路由功能、流量控制、拥塞控制。

其它层次：传输层、会话层、表示层和应用层。

计算机也拥有TCP/IP的体系结构即传输控制协议/网际协议。TCP/IP包括TCP/IP的层次结构和协议集。

三、网络故障诊断原理

网络故障极为普遍，故障种类也十分繁杂。如果把网络故障的常见故障进行归类查找，无疑能够迅速而准确地查找故障根源，解决网络故障。一般可以分为物理类故障和逻辑类故障两大类。

物理故障，一般是指线路或设备出现物理类问题或说成硬件类问题。

1.线路故障

在日常网络维护中，线路故障的发生率是相当高的，约占发生故障的70%。线路故障通常包括线路损坏及线路受到严重电磁干扰。

2.端口故障

端口故障通常包括插头松动和端口本身的物理故障。

3.集线器或路由器故障

集线器或路由器故障在此是指物理损坏，无法工作，导致网络不通。

4.主机物理故障

网卡故障，笔者把其也归为主机物理故障，因为网卡多装在主机内，靠主机完成配置和通信，即可以看作网络终端。此类故障通常

包括网卡松动，网卡物理故障，主机的网卡插槽故障和主机本身故障。

主机资源被盗，主机没有控制其上的finger，RPC，rlogin等服务。攻击者可以通过这些进程的正常服务或漏洞攻击该主机，甚至

得到管理员权限，进而对磁盘所有内容有任意复制和修改的权限。

还需注意的是，不要轻易的共享本机硬盘，因为这将导致恶意攻击

者非法利用该主机的资源。

四、网络故障诊断的主要技术

无线器传感器网络在军事上的研究和应用最早可追溯到冷战时期，当时的美国建立了海底声纳监控系统用于监测前苏联核潜艇的相关

信息，并在随后建立了雷达防空网络。

无线器传感器网络具有密集型、低成本、随机分布的特点，自组织性和容错能力使其不会因为某些节点因为在恶意攻击中的损坏而

导致整个系统的崩溃，这一点是传统的传感器技术所无法比拟的，

也正是这一点，使传感器网络非常适合应用于恶劣的战场环境中[6]，主要包括侦察敌情，监控兵力、装备，判断核攻击、生物化学攻击等，能在多种场合、多方面满足军事信息获取的实时性、准确性、

全面性等需求。

在无线传感器网络中，依据一定的选举机制，选择某些节点作为骨干节点，周边节点归属于骨干节点管理，再由骨干节点负责构建

一个连通的网络，这类算法将整个网络划分为相连的区域，称为分

簇算法或成簇算法，骨干节点是簇头节点，普通节点是簇内节点。

层次型的成簇算法通常采用周期性选择簇头节点的做法使网络中的

节点能量消耗均衡。

无线传感器网络是一种特殊的无线自组网，它是由大量密集部署在监控区域的智能传感器节点构成的一种网络应用系统。其快速方便的部署特性和完备的监控能力使其被广泛应用于军事、工业过程控制、卫生保健和环境监测等领域。在无线传感器网络中，节点的能量十分有限且一般没有能量补充，因此如何高效使用能量来最大化网络生命周期便成了传感器网络所面临的首要挑战。

五、研究展望

无线传感器网络的拓扑控制研究是推动WSN进一步发展的核心，能源管理策略的最优化涉及到网络从物理层到高层甚至物理层以下CMOS电路的设计等。

网络拓扑作为上层协议运行的重要平台，良好性质的结构能提高路由协议和MAC协议的效率，有助于实验WSN的首要设计目标。

从全文的分析中可知，实质上拓扑控制的内部矛盾可以概括为需以尽可能小的能量耗费均衡地实现全局数据传输，并以此为基础考虑算法本身实现的代价、现实环境中流量不可预知性及网络所处环境的影响等多方面。