网络故障诊断与实训 第4章 数据链路层的故障分析与排除
网络故障诊断与排除习题习题
第1章网络故障和网络诊断测试工具习题16．填空题：逻辑故障中最常见的情况有2类:一类是（），是因为网络设备的配置原因而导致的网络异常或故障。
另一类是一些（），主要是（）。
（逻辑故障中最常见的情况有2类:一类是（配置错误），是因为网络设备的配置原因而导致的网络异常或故障。
另一类是一些（重要进程或端口被关闭），主要是（系统的负载过高,路由器的负载过高）。
）17．填空题：网络故障的原因是多方面的，一般分为物理故障和逻辑故障。
物理故障，又称（），包括（）出现故障。
（网络故障的原因是多方面的，一般分为物理故障和逻辑故障。
物理故障，又称（硬件故障），包括（线路、线缆、连接器件、端口、网卡、网桥、集线器、交换机或路由器的模块）出现故障。
）18．选择题:引起计算机硬件故障原因:A. 如显示器、键盘、鼠标、CPU、RAM、硬盘驱动器、网卡、交换机和路由器等。
B. 软件有缺陷，造成系统故障；C.网络操作系统缺陷，造成系统失效;D. 使用者没有遵守网络赋予的权限,操作其他用户的数据资料。
( A )19．选择题: 作为网络管理员，应对计算机设备本身的运行状况进行检查。
A. 检查操作系统的运行、网络协议、网络地址的设置、网络接口设备驱动程序和设备收发网络数据包的情况。
B. 检查网络接口设备与网络接入设备的连接情况。
C. 检查服务器到网络接口设备的连接状况。
D. 检查网络连接设备运行状况。
E. 检查网络主干设备流量状况。
F. 启用备用线路或设备，进行故障隔离。
G. 根据故障分析结果，制定并实施解决方案。
( A B C D E )JSP实用简明教程• II •第2章物理层故障诊断与排除习题11．填空题：检查电磁场干扰,周围是否有( 、、、、)等设备。
(检查电磁场干扰,周围是否有(光电复印机、寻呼机、手机、电梯、微波炉或X射线)等设备。
)12．填空题：检验调制解调器的配置,在( )中，双击( )图标。
验证调制解调器的( )，运行( )向导检测调制解调器并确认当前配置是否( )。
数据链路层的故障诊断与排除
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1、以太帧可能发生的错误
1）巨帧 2）长帧 3）超短帧和碎片 4）错位帧 5）后期冲突
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2、 影响网络性能的以太帧
1）数据冲突 2）广播帧 3）如何发现错误帧
如果想对网络数据进行更为直观的认识,可以使用网络监控器 或协议分析仪, EtherPeek。这些类型的监控程序能够帮助工 作人员快捷、实时地观察网络的错误和有效性统计数据。
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网卡故障诊断与排除
1、网卡工作过程 2、影响网卡工作的因素 3、网卡故障诊断与维护
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1.3 交换机维护与故障排除
1、交换机硬件故障分类 1）电源故障 2）端口故障 3）模块故障 4）背板故障 5）线缆故障
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2交换机的软件故障分类
1）系统错误 2）配置不当 3）密码丢失 4）外部因素
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4、合理使用交换机的VLAN功能
1）VLAN的优势 2）VLAN存在的问题
网 络 故 障 诊 断 与 测 试
网 络 故 障 诊 断 与 测 试
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数据链路层的故障诊断与排除
前面介绍了数据链路层的功能与组成，下面分别从组成数 据链路层的以太帧、发送和接受帧的以太网卡以及转发传输帧 的交换机三个方面讨论数据链路层的帧故障诊断与排除
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1.2 网卡故障诊断与排除
在以太网中，网卡用于连接访问介质并控制对介质的存取， 以太网采用的载波侦听多路存取/冲突检测（CSMA/CD）方法就是在 网卡内实现的。同时，网卡还负责将上层协议形成的协议数据单元 （PDU）组成以太数据帧发送到网络上，并负责接收处理网络中传 来的以太网帧。
第4章 数据链路层的故障分析与排除
1.1 OSI模型中的数据链路层的功能
数据链路层位于OSI模型中的第二层 .
目 录
应用层 表示层 会话层 传输层
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网络层
数据链路层 物理层
退 出
数据链路层的功能主要有： 1）链路连接的建立和分离。 2）帧定界和帧同步。 3）对“比特流”的差错检测与恢复。 4）帧的有序传输和基于帧的网络流量控制机制，
4.2.3 数据链路层上接收和转发帧的设备—交换机
目 录
这种困窘情况常见于一些公司和学校，这些公司和学校从二十 世纪九十年代初到中期就拥有自己的网络，并且不停地扩充，而且 他们投资的网络容量也仅仅能够容下运行中的工作站和服务器的数 量。不久，在一个单个的冲突域里他们便拥有了50，100，甚至300 台的工作站，这一切简直不可思议。如图4-7所示这种情况。
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退 出
4.3.2 捕获帧的方法
如果想对网络数据进行更为直观的认识,可以使用网络监控 器或协议分析仪,例如Wildpacket的EtherPeek,Fluke的 Protocol Inspector和 Sniffer Technologies的Sniffer程序 图4-10给出了EtherPeek的错误显示屏。
4 2.2 数据链路层中封装帧的设备—NIC网卡
.
目 录
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退 出
NIC（网络接口卡）用于物理层和数据链路层。在数据链 路层， NIC 包含设备的物理地址用于执行特定网络系统结构所 要求的数据格式化操作和介质接入操作的组件。作为操作系统 和NIC之间接口的设备驱动器也是数据链路层的一部分。 观念上,网络接口卡在网络中发挥着不显眼的作用。接口卡 和工作站连在一起,用户只需将接口卡插上,而不用过多地考虑接 口卡的用途和工作原理。这是大多数网络管理人员所采取的方 法,也是一种合理的方法。然而,要记住在选择和配置 NIC的工作 模式,以便用户在挑选NIC的过程中有个明确的概念。
第4讲：网络层故障诊断与排除
8. 检查设备基本配置 当发生路由表项丢失或其他问题时，使用此方法。 (1) 使用display rip 命令查看RIP的各种参数设置 看RIP是否已经启动，相关的接口是否已经使能，network 命令设置的网段是否正确。 (2) 用debug rip 系列命令查看RIP的调试信息 每隔30秒钟，在所指定运行RIP的接口上，路由器将报告 RIP路由更新报文的传输，debug信息显示了发送每个路由 更新报文的路由和度量值。 通过debug信息可以很明白地看出RIP报文是否被正确地收 发。如果发送或接收有问题，也可从debug信息中看到是 什么原因导致发送或接收报文失败。
10. OSPF排错步骤 由于OSPF协议自身的复杂性，在配置的过程中可能会出 现错误。 OSPF协议正常运行的标志是：在每一台运行该协议的路 由器上，应该得到的路由一条也不少，并且都是最优路径。 一般步骤如下： (1) 配置故障处理。检查是否已经启动并正确配置了OSPF 协议。 (2) 局部故障处理。检查两台直接相连的路由器之间协议运 行是否正常。 (3) 区域故障处理。检查一下系统设计(主要是指区域的划分) 是否正确。 (4) 其他疑难问题。路由时通时断、路由表中存在路由却无 法PING通该地址。需要针对不同的情况具体分析。
9. RIP正常时的异常解决 应当考虑是否在接口上配置undo rip work命令，是否 验证有问题，是否引入其他路由有问题，是否访问控 制列表配置不正确等。 查看接口的display current-configuration信息，可以 看到RIP在接口模式下的配置信息是否正确。例如， 该接口是否收发RIP报文，接口配置验证了什么和验 证是什么类型的，接口向外发送的报文是RIP1还是 RIP2，是广播发送还是多播发送，接口在接收和发 送路由时是否增加附加的路由权。 查看display current-configuration信息，可以看到 RIP在协议模式下的配置信息是否正确。例如，是否 引入其他协议的路由，如果引入，是以多大的路由权 值引入的，是否对路由进行过滤和按什么规则过滤等。
网络层故障诊断与排除
任务四网络层故障诊断与排除1、网络层的功能是什么？网络层是OSI参考模型的第三层，是涉及网络配置工作最多的地方，主要解决网络与网络之间的通信的问题。
其中包含了分配网络地址与子网掩码、添加默认网关与域名服务器、安装和配置路由器。
2、设计路由算法时要考虑的技术要素主要有？首先是路由算法所基于的性能指标，一种是选择最短路由，一种是选择最优路由；其次要考虑通信子网是采用虚电路还是数据报方式；其三，是采用分布式路由算法，即每节点均为到达的分组选择下一步的路由，还是采用集中式路由算法，即由中央点或始发节点来决定整个路由；其四，要考虑关于网络拓扑，流量和延迟等网络信息的来源；最后，确定是采用动态路由选择策略，还是选择静态路由选择策略。
3、ICMP的作用是？ICMP的作用：由于IP协议的两个缺陷：没有差错控制和查询机制，因此产生了ICMP。
ICMP主要是为了提高IP数据报成功交付的机会，在IP数据报传输的过程中进行差错报告和查询，比如目的主机或网络不可到达，报文被丢弃，路由阻塞，查询目的网络是否可以到达等等。
4、路由器的功能是？路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。
5、低端和高端路由器的区别？衡量一个路由器的档次一般就看它的负载能力与吞吐量。
（1）负载能力，也叫带机数量。
不过，带机数量并不是一个标准化的数据量，它要根据实际的使用情况来衡量，例如网吧里所有人都在埋头上网聊天、游戏，而且几乎所有数据都通过路由器WAN口，所以负载很重;但如果是一个企业网，只有小部分人在用网络，而且大部分数据都是在企业网内部流动，所以路由器负载很轻，那就可以同时负载比较多的客户端。
如果是说最大负载253台，那就没什么意义了，因为DHCP最大可以分配的IP 地址数是254个，减掉路由器自己用掉的一个就是253个，这种不能称为指标。
所以，我们要看一款路由器的实际负载能力，而不是理论负载能力。
数据链路层技术的故障诊断与修复指南
数据链路层技术的故障诊断与修复指南引言：在现代社会中，数据链路层技术扮演着重要的角色。
它是计算机网络中的一个关键组成部分，负责将原始的比特流转换为适合于传输的数据帧，并在发送和接收端之间建立可靠的通信连接。
然而，由于各种原因，数据链路层技术可能会发生故障，影响网络通信的可靠性和效率。
本文将介绍数据链路层技术的常见故障，并提供一些诊断和修复的指南。
故障一：物理连接问题物理连接问题是导致数据链路层故障的常见原因之一。
检查物理连接的可靠性是第一步。
确保所有的连接器和插头都牢固地连接在一起。
如果有任何松动或损坏的情况，应该及时更换或修复。
故障二：电缆故障电缆故障可能会导致数据链路层连接断开或信号传输不稳定。
可以通过使用替代电缆来排除故障是否在电缆本身上。
此外，使用电缆测试仪来测试电缆的连通性和信号质量，以确定是否存在断线或损坏的问题。
故障三：设备配置错误设备配置错误可能会导致数据链路层通信的中断或混乱。
在诊断时，需要检查设备的配置参数是否正确设置。
例如，检查设备的IP地址设置、子网掩码和网关设置是否正确。
确保设备之间的配置参数是一致的，以确保数据链路层通信的顺利进行。
故障四：设备故障设备故障可能会导致数据链路层技术无法正常工作。
如果诊断中发现设备故障，首先检查设备的电源是否正常。
检查设备的硬件组件是否存在损坏或松动的情况，必要时进行修复或更换。
如果问题仍然存在，可能需要联系厂家或专业维修人员进行故障修复。
故障五：网络拓扑错误网络拓扑错误是指网络中的设备配置和连接安排的错误。
对于大型网络而言，这种故障可能会导致数据链路层技术无法正确工作。
在诊断时，需要检查网络拓扑图和设备连接图，确保设备之间的连接安排正确。
如果发现拓扑错误，需要重新配置设备的连接或拓扑结构，以确保数据链路层技术的正常运行。
故障六：协议错误协议错误可能会导致数据链路层无法正常工作。
在诊断时，需要检查所使用的协议是否与其他设备兼容，版本是否匹配。
计算机网络通讯技术故障分析与处理
计算机网络通讯技术故障分析与处理在计算机网络通讯技术中，故障是不可避免的。
当出现故障时，及时准确地识别和解决问题是至关重要的。
故障的种类和原因各不相同，但以下是一些常见的故障类型和应对措施。
一、物理层故障物理层故障主要指硬件层面的问题，如网线接触不良、网卡故障等。
出现这种故障时，应该先检查硬件，确保设备连接正确。
如果不行，可以尝试更换网线、网卡等硬件设备。
如果问题依然存在，可能需要进行更深入的诊断。
二、数据链路层故障数据链路层故障主要指网络设备之间的通信问题，如MAC地址混乱、帧格式错误等。
替换网线和网卡通常不能解决这种问题。
可以通过查看设备之间的关系，检查MAC地址，确保数据格式正确。
另外，可尝试对网络设备进行重启或升级。
三、网络层故障网络层故障主要指路由器和交换机之间出现的问题，如IP地址冲突、路由表问题等。
解决这种问题通常需要更深入的技能，例如诊断路由表问题，并且必须检查各种路由表项，排除重复项。
四、传输层故障传输层故障主要指TCP/UDP连接问题，例如连接失败、中断和超时等。
这种故障可能是与应用程序、网络工具或防火墙设置有关。
可以尝试通过更改应用程序设置，调整网络工具配置或更新防火墙规则来解决问题。
五、应用层故障应用层故障主要指应用程序中的问题，例如无法连接到服务器、无法打开文档等。
这种故障通常要求对特定应用程序有深入的了解。
可以尝试重新安装应用程序，更新驱动程序或重新安装操作系统。
总的来说，我们应该在了解网络通讯技术的基础上，总结出一套诊断和解决网络问题的方法。
关于网络问题的解决方法，我们需要带着科学的态度进行分析，明确问题所在，根据不同的故障类型选择不同的方法。
处理故障要有耐心，如果方法不正确，在处理网络通讯技术故障时，可能会降低系统的完整性和安全性。
网络层故障诊断与排除
02
网络层故障类型
物理层故障
总结词
物理连接问题
详细描述
物理层故障通常表现为网络连接断开、设备接口损坏或线路故障。常见原因包 括网线断裂、接口松动、集线器或交换机端口损坏等。
数据链路层故障
总结词
数据传输问题
详细描述
数据链路层故障通常表现为数据传输过程中出现丢包、延迟或数据损坏。可能的 原因包括网卡驱动程序问题、网络配置错误或网络设备性能瓶颈等。
问题。
测试网络连通性
使用ping、traceroute 等工具测试网络的连通 性，检查网络通信是否
正常。
检查网络配置
检查网络设备的配置， 包括IP地址、子网掩码、 网关等，确保配置正确。
故障排除案例分析
案例一
某公司局域网内部分计算机无法 访问服务器，经排查发现是ARP 协议问题，通过重新配置ARP协
THANKS
感谢观看
网络监控系统
实时监控网络设备的状态和性能，发现异常及时 报警。
3
故障管理软件
提供故障诊断、记录和跟踪功能，帮助管理员快 速定位问题。
故障诊断步骤
定位故障
利用诊断工具确定故障的具体 位置，如某个设备或某个网络 段。
排除故障
根据分析结果，采取相应的措 施解决问题，如更换硬件、修 改配置等。
识别故障
通过监控系统或用户报告，确 定故障发生的区域和类型。
03
网络层故障诊断方法
故障管理策略
预防性维护
通过定期检查和测试网络设备，提前发现潜在问题， 预防故障发生。
响应性维护
当故障发生时，迅速响应并采取措施解决问题，确保 网络尽快恢复正常。
预测性维护
利用数据分析技术预测潜在故障，提前采取措施进行 预防。
浅谈计算机网络数据链路层网络故障排除
络 管理 可以分为 网管 型交换机和非网管理 型交换机等等 。局域 网交换机最主要的指 标是端 口的配置、 数据交换能 力、 包交换速
度等 。
交 换 机 的 故障 为 硬 件 故 障 或是 设 置 错 误 。 先 应 检 查 电 源是 否 接 通 ， 换 机 的状 首 交 态指示灯是否正常 ，连接计算机终端 的网
明。
槽 ， 者 换一 个插 槽 插 人 网卡 ， 紧 固 定螺 或 旋 丝保证网卡接触良好，更换一条经过检测 的 连 接 线 连 接 计 算机 与 网络 设 备 。 如果 仍 然不能排除网卡故障 ，就要考虑网卡本 身 是 否 存 在 问 题 。 有 条 件 的 可 以在 另外 一 台 计算机安装这块 网卡进行 实验 。如果 出现 同样的问题 ，应该更换这块 网卡。 ２ 、无 法 安 装 网卡 故 障 排 除 如果发现计算机无法安装网卡的现象 ， 产 生这 种故 障 的原 因可 能 两 种 。一 种 可 能 是这 台计算机上安装过其它类型的 网络接 口卡 ，另一种可能是计算机 中有的设备安 装得 不 正 确 。 于 第 一 种情 况 ， 对 可以 通 过 控 制面 板 ， 网络 适 配 器进 行 设 置 ， 设 置 窗 对 在 口中检 查 有 无 中 断 号 以 及 Ｉ Ｏ 地 址 冲突 ， ／ 如果有 冲突 ，可以先把其他暂时不使用的 卡 卸 载 ， 后 安 装 网卡 ， 网 卡 工作 正 常 后 然 在 再 安 装 其 他 接 口卡 。第 二 种 情 况 是 由于 设 备没有正确安装 ，或者在设备管理器中有 “ 未知设备”一项 ，使系统 不能正常检测到 网卡 。 这时可以删除 “ 未知设备”中的所有 项 目 ， 后 重 新 启 动 计算 机 ，再 安装 网卡 。 然 ３ 网卡 设 置 故障 排 除 、 计算机 启动后 ，鼠标右键点击桌面上 网上邻居 ， 查看属性一项 ， 在弹 出的窗 口可 以 看 到 本 地 连 接 图标 ，如 果 网 卡 工 作 不正 常， 图标上就 会出现一个红色的叉。 这说明 网络适配器没有正确安装或者计算机与 网
网络故障诊断和排除方法
网络故障诊断和排除方法随着人们生活水平的不断提高，网络逐渐成为了当代人生活的主流。
然而网络中所出现的各种各样的故障也给人们带来了许多不必要的麻烦，对于一些较复杂的网络故障，就需要网络管理人员必须具备广泛的网络知识和丰富的工作经验。
本文将网络故障分类进行论述，并提出了解决的方案。
一、常见网络故障1.1 网络硬件故障网络的硬件故障，主要是看网络设备有没有被正常的连接，网卡有没有安装到正确位置，网路线路是否出现短路问题。
并且网络模块和线路的打线的连接是否正常，路由器的电源和所连接的端口有没有安装正常，网络设备和交换机连接是否正常，CPU的温度是否处于正常范围，各网络设备的内部板卡有没有出现损害等问题。
由此可见，网络设备和线路的工作环境许多的因素都是可能造成网络故障的主要原因。
1.2 网络软件故障网络软件故障相对网络硬件故障来说复杂得多，网络软件故障主要体现在网卡驱动程度的问题上，看网络协议是否正确，IP地址分配正确没，路由器和交换机在配置上是否准确，并且看VLAN或子网划分是否正确等。
当出现网络软件故障的时候，会出现网页无法正常游览，网速较慢、不稳定，网络连接间间断断。
二、网络故障及排查方法2.1 线路故障在日常网络的维护中，线路的故障主要是指线路出现损坏和线路受到电磁的严重干扰。
线路故障采取的排查方法：短距离的范围内，想要正确的判断网线的好坏一个关键的步骤就是将该网络线一端插入一台正常连接局域网的主机的插座中，而另一段则连接到正常的端口上，插好这两端的线路以后，从主线的一端Ping线路另一端的主机或路由器，根据所出现的通断来判断线路的损坏。
对于电磁所受到的干扰，可以使用屏蔽性能较强的屏蔽线在该网路上进行通信的测试，如果使用屏蔽线的时候该网络的一切网络通信正常，不使用就无法正常的接受通信，这就表明该线路受到严重的电磁干扰。
2.2 端口故障端口所出现的故障主要包括端口本身的物理故障、端口关闭和插头松动。
网络故障诊断与排除项目4
⑤在新配置环境下进行测试
⑥整理新的配置文档
9
Chp4 交换机虚拟接口和VLAN间路由的故障排除
项目四、交换机虚拟接口和VLAN间路由的故障排除
4.5.2 具体实现
1、任务目标 ①查看现有交换机配置，确定已有的VLAN信息； ②查看现有交换机配置，确定现有空闲的交换机端口； 2、任务所需设备 ①笔记本一台，并装有超级终端软件或TELNET软件，并确定访问所需的用户名和口令 ②配置线缆； ③记录所用的笔和纸； 3、实施步骤 ①使用超级终端软件连接交换机，使用show vlan信息确定交换机S2和S3的VLAN信息和空闲的 端口。
G1/1为Trunk接口
…
PC1 VLAN10 PC2
…
PC3 VLAN20
…
PC4 VLAN10
…
VLAN20
图4-1
5
Chp2 通过测试发现故障
项目四、交换机虚拟接口和VLAN间路由的故障排除
新的拓扑结构和和原有网络拓扑结构图一致，只是增加了VLAN30，分别在S2和S3上增加 VLAN30，通时利用核心交换机S1进行路由互连互通。
子任务1：查看新曾配置后各台交换机的配置
10
Chp4 交换机虚拟接口和VLAN间路由的故障排除
项目四、交换机虚拟接口和VLAN间路由的故障排除
4.5.2 具体实现
②根据上述配置信息，整理S2和S3的VLAN信息和空闲端口信息，并填入表4-2中。 交换机 S2 已有VLAN ID 10,20,30 空闲端口 Gig1/2
某市财政局局域网系统最近有新的业务需要接入，所以要在现有的交换机上完成新增VLAN配 置，并确保新增业务的互连互通。实现的主要步骤如下： ① 查看现有交换机配置，落实已有的VLAN和IP地址信息； ② 对现有交换机进行配置，包括终端互连交换机和VLAN通过的交换机； ③ 进行新增终端的互连测试，并分析测试过程中数据包的转发过程
数据链路层技术的调试与故障排除方法(一)
数据链路层技术的调试与故障排除方法在现代通信领域中，数据链路层被广泛应用于网络通信中，起着传输、控制和管理数据的重要作用。
然而，尽管数据链路层技术非常成熟，但在实际应用中仍然难免会出现各种故障和问题。
本文将重点讨论数据链路层技术的调试与故障排除方法，帮助读者更好地理解并应对可能出现的问题。
一、物理层相关问题的排除在进行数据链路层问题排查之前，首先需要确认物理层的工作正常。
如果物理层存在故障，数据链路层的问题很可能是由此引起的。
常见的物理层问题包括信号损耗、线缆故障等。
为了确认物理层的正常工作，可以采取以下方法：1.检查线缆连接是否牢固。
有时线缆可能松脱，导致信号无法正常传输。
可以通过重新插拔线缆来解决这个问题。
2.使用专业设备测试信号强度。
可以使用专业的物理层测试仪器来检测信号强度和质量，判断是否存在信号损耗问题。
3.更换线缆进行测试。
如果确认存在线缆故障，可以尝试更换一条新的线缆，看是否能够解决问题。
二、链路层技术参数的调试当确认物理层正常后，接下来需要检查数据链路层的技术参数是否设置正确。
下面是一些常见的参数问题和排查方法：1.确认MTU设置是否正确。
MTU是最大传输单元，如果设置不正确，可能导致数据丢失或分段问题。
可以使用命令行工具或配置文件检查和修改MTU值。
2.检查MAC地址设置是否正确。
MAC地址是网络设备的唯一标识，如果设置错误，可能导致通信问题。
可以使用ifconfig命令来查看和修改MAC地址。
3.检查速率和双工模式设置是否匹配。
在网络设备连接时，速率和双工模式必须匹配，否则会出现通信问题。
可以在设备配置中查看和修改这些参数。
三、协议相关问题的解决数据链路层使用的协议是网络通信的基础，因此协议相关的问题也经常出现。
以下是一些常见的协议问题和解决方法：1.检查协议配置是否正确。
网络设备通常会配置多种协议，如果配置不正确，可能导致通信失败。
可以使用配置文件或管理界面来查看和修改协议配置。
第4讲：计算机网络故障诊断与排除 网络层故障诊断与排除
1. 静态路由表
由系统管理员事先设置好固定的路由表称为静 态(Static)路由表，一般是在系统安装时就根据 网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网 络结构的改变而改变。
2. 动态路由表
动态(Dynamic)路由表是路由器根据网络系统的 运行情况而自动调整的路径表。路由器根据路 由协议(Routing Protocol)提供的功能，自动学习 和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据 传输的最佳路径。
根据链路状态数据库，各路由器构建一棵以自己为根的 最短路径树，这棵树给出了到自治系统中各节点的路由。 外部路由信息出现在叶节点上，外部路由还可由广播它 的路由器进行标记以记录关于自治系统的额外信息。
OSPF的区域由BackBone(骨干区域)进行连接，该区域以 0.0.0.0标识。所有的区域都必须在逻辑上连续，为此， 骨干区域上特别引入了虚连接的概念以保证即使在物理 上分割的区域仍然在逻辑上具有连通性。
区域内和区域间路由描述的是自治系统内部的网
络结构，而外部路由则描述了应该如何选择到自 治系统以外目的地的路由。一般来说，第一类外 部路由对应于OSPF从其他内部路由协议所引入 的信息，这些路由的花费和OSPF自身路由的花 费具有可比性；第二类外部路由对应于OSPF从 外部路由协议所引入的信息，它们的花费远大于 OSPF自身的路由花费，因而在计算时，将只考 虑外部的花费。
路由器用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独 的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过 路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它 能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和 介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息， 属网络层的一种互联设备。它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运 行与网络层协议相一致的软件。路由器分本地路由器和远程路由器，本 地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆、双绞线；远 程路由器是用来连接远程传输介质的，并要求相应的设备，如电话线要 配调制解调器，无线要通过无线接收机、发射机。 一般说来，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成。 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路 径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策 略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保 存着各种传输路径的相关数据—— 路由表(Routing Table)，供路由选择 时使用。路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个 路由器的名字等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可 以由系统动态修改(可以由路由器自动调整，也可以由主机控制)。
网络故障诊断及排除方法
网络故障诊断及排除方法网络故障诊断及排除方法网络故障如何诊断?怎么排除网络故障的原因呢?为帮助各位计算机专业同学们深入学习网络故障诊断相关知识，店铺为大家分享网络故障原因诊断及排除方法!故障排除过程在开始动手排除故障之前，最好先准备一支笔和一个记事本，然后，将故障现象认真仔细记录下来。
在观察和记录时一定注意细节，排除大型网络故障如此，一般十几台电脑的小型网络故障也如此，因为有时正是一些最小的细节使整个问题变得明朗化。
1、识别故障现象作为管理员，在你排故障之前，也必须确切地知道网络上到底出了什么毛病，是不能共享资源，还是找不到另一台电脑，如此等等。
知道出了什么问题并能够及时识别，是成功排除故障最重要的步骤。
为了与故障现象进行对比，作为管理员你必须知道系统在正常情况下是怎样工作的，反之，你是不好对问题和故障进行定位的。
识别故障现象时，应该向操作者询问以下几个问题:(1)当被记录的故障现象发生时，正在运行什么进程(即操作者正在对电脑进行什么操作)。
(2)这个进程以前运行过吗?(3)以前这个进程的运行是否成功?(4)这个进程最后一次成功运行是什么时候?(5)从那时起，哪些发生了改变?带着这些疑问来了解问题，才能对症下药排除故障。
2、对故障现象进行详细描述当处理由操作员报告的问题时，对故障现象的详细描述显得尤为重要。
如果仅凭他们的一面之词，有时还很难下结论，这时就需要管理员亲自操作一下刚才出错的程序，并注意出错信息。
例如，在使用Web浏览器进行浏览时，无论键入哪个网站都返回"该页无法显示"之类的信息。
使用ping命令时，无论ping哪个IP地址都显示超时连接信息等。
诸如此类的出错消息会为缩小问题范围提供许多有价值的信息。
对此在排除故障前，可以按以下步骤执行:(1)收集有关故障现象的信息;(2)对问题和故障现象进行详细描述;(3)注意细节;(4)把所有的问题都记下来;(5)不要匆忙下结论。
计算机网络故障诊断与排除第3讲：数据链路层故障诊断与排除
老的网卡上用的都是分离元件，性能不稳定且设置复杂， 兼容性差，且主要是采用逐帧处理技术，这种工作方式 大大降低了系统的性能。针对这些缺点，后来进行了多 方面的改进。例外如，提高了集成度，网卡的稳定性有 所增强；采用了标准软件接口；传送方面采用了多帧处 理技术，即多帧缓冲技术。发送数据时，网卡在发送前 一帧的同时可以接收CPU发来的下一帧数据。同样，网 卡在接收端口传来数据的同时，即可向内存发送上一帧 数据，但必须是整帧整帧地发送或接收数据，并非完全 意义上的并行处理。
最新网卡采用ASIC和最先进的元件，大大提高了能和 集成度。另外，成本也降低了许多。用网卡驱动软件优 化传输操作时序，使管道任务的重叠达到最大，延时达 到最小。从而得到真正并行机制，使性能平均提高了 40%。在并行机制中，传送和接收是可叠加的流水过程， 不再是从前的逐帧处理。在发送数据时，不等整帧装入 网卡缓冲区即可开始向网络发送数据。在接收时，不等 整帧进入网上缓冲区即可开始向系统内存发送数据。
(2) 网卡采用共享内存方式，即CPU使用MOV指令直接对内存和网 卡缓冲区寻址。接收数据时数据帧先进入网卡缓冲区，ISR发出 内存读写请求，CPU响应后将数据从网卡送至系统内存。
(3) 网卡采用DMA方式，ISR通过CPU对DMA控制器编程，DMA控 制器一般在系统板上，有的网卡也内置DMA控制器。DMA控制 器收到ISR请求后，向主CPU发出总线HOLD请求，获CPU应答 后即向LAN发出DMA应答并接管总线，同时开始网卡缓冲区与 内存之间的数据传输。
一般的网卡占用主机的资源较多，对主CPU的依赖较大， 而智能型网卡拥有自己的CPU，可大大增加LAN带宽， 同时有独立的I/O子系统，将通道处理移至独立的自身 处理器上。
100Mbps和1000Mbps高速以太网是由当今最为 流行的10Mbps以太网发展而来的，其保留了 CSMA/CD协议，从而使得10、100、1000Mbps 以太网在带宽上可以方便地连接起来，不需要 协议转换。100Mbps和1000Mbps以太网传输速 率比传统的10Mbps以太网提高了10～100倍，理 论上数据吞吐量可达80Mbps～8000Mbps。
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图4-8 由中心交换机隔离成相对较小的冲突域
4.2.3 数据链路层上接收和转发帧的设备 交换机 数据链路层上接收和转发帧的设备—交换机
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5.使用中心交换机来扩展网络 交换机可以作为网络中枢设备的一种选择。当今的交换机能够 传输巨大数量的帧，快速地通过交换机中枢，同时端口能够配置 成从100Mbps到1Gbps的范围。这些类型的交换机通常都是拥有很多 用于插入芯片的插槽的框架模式，而在这些芯片上拥有很多各种 类型的用户需要的交换机端口。用户也可以加入一些用于网络管 理和网络层交换和路由选择功能的模块。图4-9给出了一个典型网 络中心的交换机。注意这种类型的交换机的使用和配置都是特殊 的，取决于具体的供应商。
1.1 OSI模型中的数据链路层的功能 模型中的数据链路层的功能
数据链路层位于OSI模型中的第二层 .
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应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层
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物理层
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数据链路层的功能主要有： 1）链路连接的建立和分离。 2）帧定界和帧同步。 3）对“比特流”的差错检测与恢复。 4）帧的有序传输和基于帧的网络流量控制机制，
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4.2.3 数据链路层上接收和转发帧的设备 交换机 数据链路层上接收和转发帧的设备—交换机
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1.交换机的功能 所有交换机的基本功能都是相同的：接收帧，寻找通向目 的的地址的端口，发送帧。交换机保存一个MAC地址表和端口数 对。当产换机刚启动时，地址表是空的。当工作站发出一个帧 时，交换机读出帧的源地址和目的地址，记下收到该帧的端口。 源地址和端口数用于建立交换表，存在CAM（按内容寻址的 存储器）中。如果交换机在地址表中已经保存了源MAC地址， 则它只对计时器作简单地更新。计时器记录在源端机发送出帧 以后，该源地址在地址表中所存储的时间。该帧的目的地址和 表中的地址进行核对，然后从选定的相应端口输出。 以太网中的交换机能够完成各种各样的功能。它可以作为 网络的高速中枢，通过这个中枢，成百上千的业务数据通过， 大量的工作站和服务器相连。
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4.3.1 捕获帧的用途
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协议分析仪就是能够捕获网络报文的设备。协议分析仪的 正当用处在于扑捉分析网络的流量,以便找出所关心的网络中潜 在的问题。例如,假设网络的某一段运行得不是很好,报文的发送 比较慢,而我们又不知道问题出在什么地方,此时就可以用协议分 析仪来作出精确的问题判断。 平时用户的工作并不集中于捕获和分析以太帧，虽然一台 网络监控器仅仅简单地收集和显示统计信息，在日常生活中比 帧捕获和协议分析程序更为重要，但是一些特定的情况下，对 实际收发数据的分析是解决问题最快或惟一的方法。 那么什么类型的问题需要用协议分析仪来处理呢？一方面。 用户可以解决网络应用配置问题，用户也能够处理由不匹配帧 类型、错误配置NIC驱动程序故障引起的帧格式化问题。
第二节 数据链路层的组成
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物理层设备没有校验信息的功能，用于接收和校验直接来 自物理层的信息的任何设备都包含数据链路层的功能。由数据 链路层设备校验的信息是称为“帧”的字节包。在以下的几个 小节中，我们将分析帧、网络接口卡、交换机和网桥。在介绍 这些设备的过程中，读者能够掌握数据链路层的组成和各个组 成设备的工作模式。
千兆光纤端口
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10/100M以太网端口
图4-9 带有8个插槽的箱式交换机
第三节 以太帧的捕获与分析
目 录 以太帧（Ethernet Frame）在网络中的传输过程就象 血液在人体中流动。当人生病时，人体的血液就会发生 变化，医生通过查血的方式去诊断病人的病因。非常类 似的是：当位于数据链路层的网络部分发生故障时，网 络中传输的数据帧就会发生变化，网络工程技术人员就 可以通过捕获与分析以太帧的方式去查找网络的故障。 所以，在学习如何维护与排除数据链路层的网络故障之 前，我们首先学习如何捕获与分析以太帧的方法。我们 下面就讨论这个问题。
1.2 基于数据链路层通信的物理寻址功能
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为了让数据从源计算机传输到目的计算机,两端的计算机上 都需要有物理地址。在以太网中,物理地址是一个48比特,以十六 进制表达表示的。该物理地址被嵌入NIC（网卡）的芯片中,一 般不能修改。这个地址被称为物理地址或MAC地址。虽然许多 NIC允许嵌入的MAC地址被软件任务所取代,但是这种做法并不 受推崇,因为这样可能导致MAC地址重复,从而在网络上造成灾 难性的后果。 MAC地址由两个字段组成:OUI(厂商唯一标识符)和ID序列号, 其中OUI为3比特或25比特,而序列号为24比特。OUI标识了NIC的 制造厂商,而MAC地址的序列号部分则唯一地标识了NIC网卡。这 两部分联合在一起就确保了在网络中不存在重复的MAC地址。 如果某家厂商想要生产以太网卡，他们就必须从IEEE组织购买 一个24比特的ID。
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4.2.3 数据链路层上接收和转发帧的设备 交换机 数据链路层上接收和转发帧的设备—交换机
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交换机完成这些附加的功能，因此帧只往能够到达目的地的 端口发送。这就意味着减少了每个网段上的通信量和冲突的次 数，然而，这些外加的功能是以时延为代价的。和集线器相比， 如果和设备相连的是交换机，则帧从源地址到目的地址需要花 上更长的时间，当然这些是以使用集线器的网络不会因冲突而 降低网速为前提条件的。 4.使用交换机来隔离冲突域 随着网络的发展，网络不断地新增加电缆、工作站和集线 器。在意识到这些问题之前，您需要在没有违反5-4-3转发器规 则的情况下处理如何增加一个新的集线器的问题。即使强行增 加集线器的过程比较顺利，我们也会马上看到集线器上显示冲 突的LED指示灯在不停地闪动。从此，网络速度开始变慢，用户 开始不满意网络速度了。
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数据链路层中封装帧的设备—NIC网卡 4 2.2 数据链路层中封装帧的设备 网卡
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1.网卡与网络类型的匹配 首先,用户必须保证NIC的类型和您所使用的网络类型相匹配。
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2. 网卡驱动程序 驱动程序是连接操作系统和硬件设备的一套软件系统。
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3. 网卡工作模式 NIC通常能够兼容的工作模式由如下几种: 10M bps半双工 10M bps全双工 100M ຫໍສະໝຸດ ps半双工 100M bps全双工
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4.3.2 捕获帧的方法
如果想对网络数据进行更为直观的认识,可以使用网络监控 器或协议分析仪,例如Wildpacket的EtherPeek,Fluke的 Protocol Inspector和 Sniffer Technologies的Sniffer程序 图4-10给出了EtherPeek的错误显示屏。
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4.2.1 数据链路层的传输对象 数据链路层的传输对象——“帧” 帧
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帧（Frame）是对数据的一种包装或封装，之后这些数据被 分割成一个一个比特后在物理层上传输。这种数据包被称为 “帧”有一个非常简单的理由：当网络层向下发送一个数据包 到数据链路层时，这个数据包被“帧”化，即在数据包的头部 和尾部加上一些字节作为帧头和帧尾。如图4-3所示。
数据链路层中封装帧的设备—NIC网卡 4 2.2 数据链路层中封装帧的设备 网卡
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NIC（网络接口卡）用于物理层和数据链路层。在数据链 路层，NIC包含设备的物理地址用于执行特定网络系统结构所 要求的数据格式化操作和介质接入操作的组件。作为操作系统 和NIC之间接口的设备驱动器也是数据链路层的一部分。 观念上,网络接口卡在网络中发挥着不显眼的作用。接口卡 和工作站连在一起,用户只需将接口卡插上,而不用过多地考虑接 口卡的用途和工作原理。这是大多数网络管理人员所采取的方 法,也是一种合理的方法。然而,要记住在选择和配置NIC的工作 模式,以便用户在挑选NIC的过程中有个明确的概念。
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4.3.3 剖析捕获到的帧
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首先让我们对IEEE802.3帧的格式和内容有个大概的认识。 第一项是目的地址，长为6个字节。注意帧具有6个字节的MAC地 址，在这个址地中还名含了供应商的ID编号。这种情况下， EtherPeek将这个地址作为一个多播802.1D网桥组。正如期望那 样，该地址第一个字节的第一个比特被置“1”，则该地址为多 播地址。第二项是源地址，给出了Cisco的供应商ID（用户能够 猜到哪种设备能发送这样帧吗？）。最后一项是802.3帧头，帧 中位置 是[12-13]。802.3帧中的长度项中的数据是帧数据信息 的长度，而并不包括32-bit FCS，源和目的地址和长度项本身 的长度。如图4-15，该帧中的长度值为38。如果再加12个字节 的源和目的地址，4个字节FCS和2个字节的长度项本身，帧的长 度总数为56个字节。
4.2.3 数据链路层上接收和转发帧的设备 交换机 数据链路层上接收和转发帧的设备—交换机
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这种困窘情况常见于一些公司和学校，这些公司和学校从二十 世纪九十年代初到中期就拥有自己的网络，并且不停地扩充，而且 他们投资的网络容量也仅仅能够容下运行中的工作站和服务器的数 量。不久，在一个单个的冲突域里他们便拥有了50，100，甚至300 台的工作站，这一切简直不可思议。如图4-7所示这种情况。
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图4-10 EtherPeek的错误显示屏
4.3.2 捕获帧的方法
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这些类型的监控程序能够帮助工作人员快捷、实时地观察 网络的错误和有效性统计数据.当然,这些程序也提供一些历史统 计信息,所以工作人员可以查看过去的错误计数数据，EtherPeek NX软件评估及分析整个OSI七层的架构。解析每个封包及即时的 监视网路的各种状态，包含各个网络结点及网络架构的问题。 问题的自动识别能对其发生的问题提供说明及解决方案，并可 以追踪36种以上的网络状况，及提供Latency及Throughput解析。 还能将网络上的所有结点沟通的状态以图形的方式完全显示出 来。它的显示方式让管理者能非常容易的了解网络目前的状況。