交換機(jī)的一些常見故障分類以及故障排除
2018-07-10
2016-08-04
高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，經(jīng)常有客戶反饋畫面延時(shí)、卡頓等現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的原因有很多，但大多數(shù)情況下還是交換機(jī)的配置不夠合理，導(dǎo)致帶寬不足造成的。由于交換機(jī)在公司網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用范圍非常廣泛，從低端到中端，從中端到高端，幾乎涉及每個(gè)級(jí)別的產(chǎn)品，所以交換機(jī)發(fā)生故障的機(jī)率比路由器，硬件防火墻等要高很多，這也是為什么我們首先討論交換機(jī)故障的分類與排除故障步驟的原因。
一、交換機(jī)故障分類：
交換機(jī)故障一般可以分為硬件故障和軟件故障兩大類。
硬件故障主要指交換機(jī)電源、背板、模塊、端口等部件的故障，可以分為以下幾類。
（1）電源故障：
由于外部供電不穩(wěn)定，或者電源線路老化或者雷擊等原因?qū)е码娫磽p壞或者風(fēng)扇停止，從而不能正常工作。由于電源緣故而導(dǎo)致機(jī)內(nèi)其他部件損壞的事情也經(jīng)常發(fā)生。
如果面板上的POWER指示燈是綠色的，就表示是正常的；如果該指示燈滅了，則說明交換機(jī)沒有正常供電。這類問題很容易發(fā)現(xiàn)，也很容易解決，同時(shí)也是最容易預(yù)防的。
針對(duì)這類故障，首先應(yīng)該做好外部電源的供應(yīng)工作，一般通過引入獨(dú)立的電力線來提供獨(dú)立的電源，并添加穩(wěn)壓器來避免瞬間高壓或低壓現(xiàn)象。如果條件允許，可以添加UPS（不間斷電源）來保證交換機(jī)的正常供電，有的UPS提供穩(wěn)壓功能，而有的沒有，選擇時(shí)要注意。在機(jī)房內(nèi)設(shè)置專業(yè)的避雷措施，來避免雷電對(duì)交換機(jī)的傷害?，F(xiàn)在有很多做避雷工程的專業(yè)公司，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)布線時(shí)可以考慮。
（2）端口故障：
這是最常見的硬件故障，無論是光纖端口還是雙絞線的RJ-45端口，在插拔接頭時(shí)一定要小心。如果不小心把光纖插頭弄臟，可能導(dǎo)致光纖端口污染而不能正常通信。我們經(jīng)?？吹胶芏嗳讼矚g帶電插拔接頭，理論上講是可以的，但是這樣也無意中增加了端口的故障發(fā)生率。在搬運(yùn)時(shí)不小心，也可能導(dǎo)致端口物理損壞。如果購買的水晶頭尺寸偏大，插入交換機(jī)時(shí)，也容易破壞端口。此外，如果接在端口上的雙絞線有一段暴露在室外，萬一這根電纜被雷電擊中，就會(huì)導(dǎo)致所連交換機(jī)端口被擊壞，或者造成更加不可預(yù)料的損傷。
一般情況下，端口故障是某一個(gè)或者幾個(gè)端口損壞。所以，在排除了端口所連計(jì)算機(jī)的故障后，可以通過更換所連端口，來判斷其是否損壞。遇到此類故障，可以在電源關(guān)閉后，用酒精棉球清洗端口。如果端口確實(shí)被損壞，那就只能更換端口了。
（3）模塊故障：
交換機(jī)是由很多模塊組成，比如：堆疊模塊、管理模塊（也叫控制模塊）、擴(kuò)展模塊等。這些模塊發(fā)生故障的機(jī)率很小，不過一旦出現(xiàn)問題，就會(huì)遭受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如果插拔模塊時(shí)不小心，或者搬運(yùn)交換機(jī)時(shí)受到碰撞，或者電源不穩(wěn)定等情況，都可能導(dǎo)致此類故障的發(fā)生。
當(dāng)然上面提到的這3個(gè)模塊都有外部接口，比較容易辨認(rèn)，有的還可以通過模塊上的指示燈來辨別故障。比如：堆疊模塊上有一個(gè)扁平的梯形端口，或者有的交換機(jī)上是一個(gè)類似于USB的接口。管理模塊上有一個(gè)CONSOLE口，用于和網(wǎng)管計(jì)算機(jī)建立連接，方便管理。如果擴(kuò)展模塊是光纖連接的話，會(huì)有一對(duì)光纖接口。
在排除此類故障時(shí)，首先確保交換機(jī)及模塊的電源正常供應(yīng)，然后檢查各個(gè)模塊是否插在正確的位置上，最后檢查連接模塊的線纜是否正常。在連接管理模塊時(shí)，還要考慮它是否采用規(guī)定的連接速率，是否有奇偶校驗(yàn)，是否有數(shù)據(jù)流控制等因素。連接擴(kuò)展模塊時(shí)，需要檢查是否匹配通信模式，比如：使用全雙工模式還是半雙工模式。當(dāng)然如果確認(rèn)模塊有故障，解決的方法只有一個(gè)，那就是應(yīng)當(dāng)立即聯(lián)系供應(yīng)商給以更換。
（4）背板故障：
交換機(jī)的各個(gè)模塊都是接插在背板上的。如果環(huán)境潮濕，電路板受潮短路，或者元器件因高溫、雷擊等因素而受損都會(huì)造成電路板不能正常工作。比如：散熱性能不好或環(huán)境溫度太高導(dǎo)致機(jī)內(nèi)溫度升高，指使元器件燒壞。
在外部電源正常供電的情況下，如果交換機(jī)的各個(gè)內(nèi)部模塊都不能正常工作，那就可能是背板壞了，遇到這種情況即使是電器維修工程師，恐怕也無計(jì)可施，惟一的辦法就是更換背板了。
（5）線纜故障：
其實(shí)這類故障從理論上講，不屬于交換機(jī)本身的故障，但在實(shí)際使用中，電纜故障經(jīng)常導(dǎo)致交換機(jī)系統(tǒng)或端口不能正常工作，所以這里也把這類故障歸入交換機(jī)硬件故障。比如接頭接插不緊，線纜制作時(shí)順序排列錯(cuò)誤或者不規(guī)范，線纜連接時(shí)應(yīng)該用交叉線卻使用了直連線，光纜中的兩根光纖交錯(cuò)連接，錯(cuò)誤的線路連接導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)環(huán)路等。
從上面的幾種硬件故障來看，機(jī)房環(huán)境不佳極易導(dǎo)致各種硬件故障，所以我們?cè)诮ㄔO(shè)機(jī)房時(shí)，必須先做好防雷接地及供電電源、室內(nèi)溫度、室內(nèi)濕度、防電磁干擾、防靜電等環(huán)境的建設(shè)，為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的正常工作提供良好的環(huán)境。
二、交換機(jī)的軟件故障：
交換機(jī)的軟件故障是指系統(tǒng)及其配置上的故障，它可以分為以下幾類。
（1）系統(tǒng)錯(cuò)誤：
交換機(jī)系統(tǒng)是硬件和軟件的結(jié)合體。在交換機(jī)內(nèi)部有一個(gè)可刷新的只讀存儲(chǔ)器，它保存的是這臺(tái)交換機(jī)所必需的軟件系統(tǒng)。這類錯(cuò)誤也和我們常見的Windows、Linux一樣，由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的原因，存在一些漏洞，在條件合適時(shí)，會(huì)導(dǎo)致交換機(jī)滿載、丟包、錯(cuò)包等情況的發(fā)生。所以交換機(jī)系統(tǒng)提供了諸如Web、TFTP等方式來下載并更新系統(tǒng)。當(dāng)然在升級(jí)系統(tǒng)時(shí)，也有可能發(fā)生錯(cuò)誤。 對(duì)于此類問題，我們需要養(yǎng)成經(jīng)常瀏覽設(shè)備廠商網(wǎng)站的習(xí)慣，如果有新的系統(tǒng)推出或者新的補(bǔ)丁，請(qǐng)及時(shí)更新。
（2）配置不當(dāng)：
初學(xué)者對(duì)交換機(jī)不熟悉，或者由于各種交換機(jī)配置不一樣，管理員往往在配置交換機(jī)時(shí)會(huì)出現(xiàn)配置錯(cuò)誤。比如VLAN 劃分不正確導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不通，端口被錯(cuò)誤地關(guān)閉，交換機(jī)和網(wǎng)卡的模式配置不匹配等原因。這類故障有時(shí)很難發(fā)現(xiàn)，需要一定的經(jīng)驗(yàn)積累。如果不能確保用戶的配置有問題，請(qǐng)先恢復(fù)出廠默認(rèn)配置，然后再一步一步地配置。最好在配置之前，先閱讀說明書，這也是網(wǎng)管所要養(yǎng)成的習(xí)慣之一。每臺(tái)交換機(jī)都有詳細(xì)的安裝手冊(cè)、用戶手冊(cè)，深入到每類模塊都有詳細(xì)的講解。由于很多交換機(jī)的手冊(cè)是用英文編寫的，所以英文不好的用戶可以向供應(yīng)商的工程師咨詢后再做具體配置。
（3）密碼丟失：
這可能是每個(gè)管理員都曾經(jīng)經(jīng)歷過的。一旦忘記密碼，都可以通過一定的操作步驟來恢復(fù)或者重置系統(tǒng)密碼。有的則比較簡單，在交換機(jī)上按下一個(gè)按鈕就可以了。而有的則需要通過一定的操作步驟才能解決。
此類情況一般在人為遺忘或者交換機(jī)發(fā)生故障后導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，才會(huì)發(fā)生。
（4）外部因素：
由于病毒或者黑客攻擊等情況的存在，有可能某臺(tái)主機(jī)向所連接的端口發(fā)送大量不符合封裝規(guī)則的數(shù)據(jù)包，造成交換機(jī)處理器過分繁忙，致使數(shù)據(jù)包來不及轉(zhuǎn)發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致緩沖區(qū)溢出產(chǎn)生丟包現(xiàn)象。還有一種情況就是廣播風(fēng)暴，它不僅會(huì)占用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，而且還將占用大量的CPU處理時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)如果長時(shí)間被大量廣播數(shù)據(jù)包所占用，正常的點(diǎn)對(duì)通信就無法正常進(jìn)行，網(wǎng)絡(luò)速度就會(huì)變慢或者癱瘓。
一塊網(wǎng)卡或者一個(gè)端口發(fā)生故障，都有可能引發(fā)廣播風(fēng)暴。由于交換機(jī)只能分割沖突域，而不能分割廣播域（在沒有劃分VLAN 的情況下），所以當(dāng)廣播包的數(shù)量占到通信總量的30%時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率就會(huì)明顯下降。
總的來說軟件故障應(yīng)該比硬件故障較難查找，解決問題時(shí)，可能不需要花費(fèi)過多的金錢，而需要較多的時(shí)間。最好在平時(shí)的工作中養(yǎng)成記錄日志的習(xí)慣。每當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)做好故障現(xiàn)象記錄、故障分析過程、故障解決方案、故障歸類總結(jié)等工作，以積累自己的經(jīng)驗(yàn)。比如有時(shí)在進(jìn)行配置時(shí)，由于種種原因，當(dāng)時(shí)沒有對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響或者沒有發(fā)現(xiàn)問題，但也許幾天以后問題就會(huì)逐漸顯現(xiàn)出來。如果有日志記錄，就可以聯(lián)想到是否前幾天的配置有錯(cuò)誤。由于很多時(shí)候都會(huì)忽略這一點(diǎn)，以為是在其他方面出現(xiàn)問題，當(dāng)走了許多彎路之后，才找到問題所在。所以說記錄日志及維護(hù)信息是非常必要的。
三、交換機(jī)故障的一般排障步驟：
交換機(jī)的故障多種多樣，不同的故障有不同的表現(xiàn)形式。故障分析時(shí)要通過各種現(xiàn)象靈活運(yùn)用排除方法（如排除發(fā)、對(duì)比法、替換法），找出故障所在，并及時(shí)排除。
（1）排除法：
當(dāng)我們面對(duì)故障現(xiàn)象并分析問題時(shí)，無意中就已經(jīng)學(xué)會(huì)使用排除法來確定發(fā)生故障的方向了。這種方法是指依據(jù)所觀察到的故障現(xiàn)象，盡可能全面地列舉出所有可能發(fā)生的故障，然后逐個(gè)分析、排除。在排除時(shí)要遵循有簡到繁的原則，提高效率。使用這種方法可以應(yīng)付各種各樣的故障，但維護(hù)人員需要有較強(qiáng)的邏輯思維，對(duì)交換機(jī)知識(shí)有全面深入的了解。
（2）對(duì)比法：
所謂對(duì)比法，就是利用現(xiàn)有的、相同型號(hào)的且能夠正常運(yùn)行的交換機(jī)作為參考對(duì)象，和故障交換機(jī)之間進(jìn)行對(duì)比，從而找出故障點(diǎn)。這種方法簡單有效，尤其是系統(tǒng)配置上的故障，只要簡單地對(duì)比一下就能找出配置的不同點(diǎn)，但是有時(shí)要找一臺(tái)型號(hào)相同、配置相同的交換機(jī)也不是一件容易的事。
（3）替換法：
這是我們最常用的方法，也是在維修電腦中使用頻率較高的方法。替換法是指使用正常的交換機(jī)部件來替換可能有故障的部件，從而找出故障點(diǎn)的方法。它主要用于硬件故障的診斷，但需要注意的是，替換的部件必須是相同品牌、相同型號(hào)的同類交換機(jī)才行。
當(dāng)然為了使排障工作有章可循，我們可以在故障分析時(shí)，按照以下的原則來分析。
1.由遠(yuǎn)到近
端口模塊—>水平線纜—>跳線—>交換機(jī)這樣一條路線，逐個(gè)檢查，先排除遠(yuǎn)端故障的可能。
2.由外而內(nèi)
如果交換機(jī)存在故障，我們可以先從外部的各種指示燈上辨別，然后根據(jù)故障指示，再來檢查內(nèi)部的相應(yīng)部件是否存在問題。比如POWER LED為綠燈表示電源供應(yīng)正常，熄滅表示沒有電源供應(yīng)；LINK LEDs為黃色表示現(xiàn)在該連接工作在10Mb/s，綠色表示為100 Mb/s，熄滅表示沒有連接，閃爍表示端口被管理員手動(dòng)關(guān)閉；RDP LED表示冗余電源；MGMT LED表示管理員模塊。無論能否從外面的出故障所在，都必須登錄交換機(jī)以確定具體的故障所在，并進(jìn)行相應(yīng)的排障措施。
3.由軟到硬
發(fā)生故障，誰都不想動(dòng)不動(dòng)就那螺絲刀去先拆了交換機(jī)再說，所以在檢查時(shí)，總是先從系統(tǒng)配置或系統(tǒng)軟件上著手進(jìn)行排查。如果軟件上不能解決問題，那就是硬件有問題了。比如某端口不好用，那我們可以先檢查用戶所連接的端口是否不在相應(yīng)的VLAN中，或者該端口是否被其他的管理員關(guān)閉，或者配置上的其他原因。如果排除了系統(tǒng)和配置上的各種可能，那就可以懷疑到真正的問題所在——硬件故障上。
4.先易后難
在遇到故障分析較復(fù)雜時(shí)，必須先從簡單操作或配置來著手排除。這樣可以加快故障排除的速度，提高效率。
四、總結(jié)
由于交換機(jī)故障現(xiàn)象多種多樣，沒有固定的排除步驟，而有的故障往往具有明確的方向性，一眼就能識(shí)別得出。所以只能根據(jù)具體情況具體分析了，當(dāng)然不管是什么樣的故障對(duì)于一個(gè)新上任的網(wǎng)絡(luò)管理員來說都是困難的事，所以如果你希望能夠成為交換機(jī)故障的排除高手，就一定要在日常工作中積累經(jīng)驗(yàn)，每弄好一個(gè)問題都用心的去回顧問題根源以及解決方法。這樣才能不斷的提高自己，更好的完成網(wǎng)絡(luò)管理的重任。
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