交換機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、卡頓等現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的原因有很多，但大多數(shù)情況下還是交換機的配置不夠合理，導(dǎo)致帶寬不足造成的。由于交換機在公司網(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，幾乎涉及每個級別的產(chǎn)品，所以交換機發(fā)生故障的機率比路由器，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故障的分類與排除故障步驟的原因。
一、交換機故障分類：
交換機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，同時也是最容易預(yù)防的。
針對這類故障，首先應(yīng)該做好外部電源的供應(yīng)工作，一般通過引入獨立的電力線來提供獨立的電源，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）來保證交換機的正常供電，有的UPS提供穩(wěn)壓功能，而有的沒有，選擇時要注意。在機房內(nèi)設(shè)置專業(yè)的避雷措施，來避免雷電對交換機的傷害。現(xiàn)在有很多做避雷工程的專業(yè)公司，實施網(wǎng)絡(luò)布線時可以考慮。
（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。在搬運時不小心，也可能導(dǎo)致端口物理損壞。如果購買的水晶頭尺寸偏大，插入交換機時，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，就會導(dǎo)致所連交換機端口被擊壞，或者造成更加不可預(yù)料的損傷。
一般情況下，端口故障是某一個或者幾個端口損壞。所以，在排除了端口所連計算機的故障后，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。如果端口確實被損壞，那就只能更換端口了。
（3）模塊故障：
交換機是由很多模塊組成，比如：堆疊模塊、管理模塊（也叫控制模塊）、擴展模塊等。這些模塊發(fā)生故障的機率很小，不過一旦出現(xiàn)問題，就會遭受巨大的經(jīng)濟損失。如果插拔模塊時不小心，或者搬運交換機時受到碰撞，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。
當然上面提到的這3個模塊都有外部接口，比較容易辨認，有的還可以通過模塊上的指示燈來辨別故障。比如：堆疊模塊上有一個扁平的梯形端口，或者有的交換機上是一個類似于USB的接口。管理模塊上有一個CONSOLE口，用于和網(wǎng)管計算機建立連接，方便管理。如果擴展模塊是光纖連接的話，會有一對光纖接口。
在排除此類故障時，首先確保交換機及模塊的電源正常供應(yīng)，然后檢查各個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，還要考慮它是否采用規(guī)定的連接速率，是否有奇偶校驗，是否有數(shù)據(jù)流控制等因素。連接擴展模塊時，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。當然如果確認模塊有故障，解決的方法只有一個，那就是應(yīng)當立即聯(lián)系供應(yīng)商給以更換。
（4）背板故障：
交換機的各個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，如果交換機的各個內(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，恐怕也無計可施，惟一的辦法就是更換背板了。
（5）線纜故障：
其實這類故障從理論上講，不屬于交換機本身的故障，但在實際使用中，電纜故障經(jīng)常導(dǎo)致交換機系統(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硬件故障。比如接頭接插不緊，線纜制作時順序排列錯誤或者不規(guī)范，線纜連接時應(yīng)該用交叉線卻使用了直連線，光纜中的兩根光纖交錯連接，錯誤的線路連接導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)環(huán)路等。
從上面的幾種硬件故障來看，機房環(huán)境不佳極易導(dǎo)致各種硬件故障，所以我們在建設(shè)機房時，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、交換機的軟件故障：
交換機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)錯誤：
交換機系統(tǒng)是硬件和軟件的結(jié)合體。在交換機內(nèi)部有一個可刷新的只讀存儲器，它保存的是這臺交換機所必需的軟件系統(tǒng)。這類錯誤也和我們常見的Windows、Linux一樣，由于當時設(shè)計的原因，存在一些漏洞，在條件合適時，會導(dǎo)致交換機滿載、丟包、錯包等情況的發(fā)生。所以交換機系統(tǒng)提供了諸如Web、TFTP等方式來下載并更新系統(tǒng)。當然在升級系統(tǒng)時，也有可能發(fā)生錯誤。 對于此類問題，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)推出或者新的補丁，請及時更新。
（2）配置不當：
初學(xué)者對交換機不熟悉，或者由于各種交換機配置不一樣，管理員往往在配置交換機時會出現(xiàn)配置錯誤。比如VLAN 劃分不正確導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不通，端口被錯誤地關(guān)閉，交換機和網(wǎng)卡的模式配置不匹配等原因。這類故障有時很難發(fā)現(xiàn)，需要一定的經(jīng)驗積累。如果不能確保用戶的配置有問題，請先恢復(fù)出廠默認配置，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。每臺交換機都有詳細的安裝手冊、用戶手冊，深入到每類模塊都有詳細的講解。由于很多交換機的手冊是用英文編寫的，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，在交換機上按下一個按鈕就可以了。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發(fā)生故障后導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，才會發(fā)生。
（4）外部因素：
由于病毒或者黑客攻擊等情況的存在，有可能某臺主機向所連接的端口發(fā)送大量不符合封裝規(guī)則的數(shù)據(jù)包，造成交換機處理器過分繁忙，致使數(shù)據(jù)包來不及轉(zhuǎn)發(fā)，進而導(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，它不僅會占用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，而且還將占用大量的CPU處理時間。網(wǎng)絡(luò)如果長時間被大量廣播數(shù)據(jù)包所占用，正常的點對通信就無法正常進行，網(wǎng)絡(luò)速度就會變慢或者癱瘓。
一塊網(wǎng)卡或者一個端口發(fā)生故障，都有可能引發(fā)廣播風(fēng)暴。由于交換機只能分割沖突域，而不能分割廣播域（在沒有劃分VLAN 的情況下），所以當廣播包的數(shù)量占到通信總量的30%時，網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率就會明顯下降。
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，可能不需要花費過多的金錢，而需要較多的時間。最好在平時的工作中養(yǎng)成記錄日志的習(xí)慣。每當發(fā)生故障時，及時做好故障現(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。比如有時在進行配置時，由于種種原因，當時沒有對網(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誤。由于很多時候都會忽略這一點，以為是在其他方面出現(xiàn)問題，當走了許多彎路之后，才找到問題所在。所以說記錄日志及維護信息是非常必要的。
三、交換機故障的一般排障步驟：
交換機的故障多種多樣，不同的故障有不同的表現(xiàn)形式。故障分析時要通過各種現(xiàn)象靈活運用排除方法（如排除發(fā)、對比法、替換法），找出故障所在，并及時排除。
（1）排除法：
當我們面對故障現(xiàn)象并分析問題時，無意中就已經(jīng)學(xué)會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，然后逐個分析、排除。在排除時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，但維護人員需要有較強的邏輯思維，對交換機知識有全面深入的了解。
（2）對比法：
所謂對比法，就是利用現(xiàn)有的、相同型號的且能夠正常運行的交換機作為參考對象，和故障交換機之間進行對比，從而找出故障點。這種方法簡單有效，尤其是系統(tǒng)配置上的故障，只要簡單地對比一下就能找出配置的不同點，但是有時要找一臺型號相同、配置相同的交換機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部件來替換可能有故障的部件，從而找出故障點的方法。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、相同型號的同類交換機才行。
當然為了使排障工作有章可循，我們可以在故障分析時，按照以下的原則來分析。
1.由遠到近
端口模塊—>水平線纜—>跳線—>交換機這樣一條路線，逐個檢查，先排除遠端故障的可能。
2.由外而內(nèi)
如果交換機存在故障，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，都必須登錄交換機以確定具體的故障所在，并進行相應(yīng)的排障措施。
3.由軟到硬
發(fā)生故障，誰都不想動不動就那螺絲刀去先拆了交換機再說，所以在檢查時，總是先從系統(tǒng)配置或系統(tǒng)軟件上著手進行排查。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，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，一眼就能識別得出。所以只能根據(jù)具體情況具體分析了，當然不管是什么樣的故障對于一個新上任的網(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故障的排除高手，就一定要在日常工作中積累經(jīng)驗，每弄好一個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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