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ping丢包详细故障处理

更新时间:2021年05月06日   作者:spoto   标签(Tag):

1、Ping丢包故障定位思路故障分析

Ping丢包是指Ping报文在网络中传输,由于各种原因(如线路过长、网络拥塞等)而产生部分Ping报文丢弃的现象。在使用Ping命令,出现Ping丢包的现象时,第一步需要确定Ping丢包的网络位置,其次是确定Ping丢包的故障原因,然后依据定位的故障原因再进行解决。

确认Ping丢包的网络位置时一般采用逐段Ping的方法,可以将Ping丢包故障最终确定在直连网段之间。 确认Ping丢包的故障原因一般采用流量统计的方法,通过流量统计可以知道丢弃报文的具体位置、判断故障原因。

导致Ping丢包的原因非常多,也非常复杂,实际故障定位中需要综合考虑各种因素。本文档针对常见Ping丢包故障分析,总结出以下几种常见故障: 物理环境故障;网络环路;ARP问题;ICMP问题。

需要注意并不是Ping丢包就一定表示网络质量差,某些情况下虽然Ping丢包,但是业务是正常的。分析Ping丢包时注意以下两点:
当设备对报文进行硬件转发,速度非常快,就不会丢包。例如,Ping设备端口下挂的电脑。当报文需要CPU进行处理时,CPU繁忙就会丢包。例如:Ping设备上的IP地址。

为了防止网络攻击对设备造成影响,设备具有CPU保护功能,对于超过CPCAR(Control Plane Committed Access Rate)值的ARP、ICMP等报文进行丢弃,造成Ping丢包现象。此种现象不影响业务的正常运行。

2、Ping丢包故障定位

Ping丢包故障定位

3、Ping丢包故障现象

Ping丢包故障现象

4、Ping丢包故障定位

依据故障发生的可能原因进行故障定位,故障定位方法如下:

(1、)配置Ping多包

为了持续复现丢包现象,以便于故障处理,需要持续发送Ping报文。可以配置Ping的-c count参数,发送多个Ping报文。

(2、)缩小故障范围

当在PC上直接Ping IP地址192.168.4.41丢包时,直接判定故障出现的原因将非常的困难。此时可以先缩小故障范围,在PC上分别Ping SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD,通过Ping结果可以判断出哪一段网络出现故障。本例假设PC上Ping SwitchB时也出现丢包,则可以初步判断丢包发生在SwitchA和SwitchB直连网段之间。

(3、)配置流量统计

通过缩小故障范围最终将故障定位在SwitchA和SwitchB之间,为了进一步确认故障点,需要在SwitchA和SwitchB上配置流量统计功能,观察丢包情况。具体理论统计配置方法请参考各设备的说明手册。

(4、)分析统计结果

在SwitchA上持续Ping SwitchB。
如果离开SwitchA的报文数目多余进入SwitchB的报文数目,说明传输链路上存在丢包,请依照后面介绍的物理链路故障引起ping丢包进行处理。
如果离开SwitchA的报文数目等于进入SwitchB的报文数目,但是离开SwitchB的报文数目少于进入SwitchB报文数目,说明SwitchB上存在丢包。引起SwitchB设备丢包可能原因分为网络环路和ICMP问题。
登录设备,续查看CPU和接口利用率是否很高、查看是否出现MAC地址漂移。如果出现利用率高或MAC地址漂移现象,请依照后面的网络环路引起ping丢包进行处理。
登录设备,查看是否有ICMP报文被丢弃、查看ICMP报文限速的配置是否过小。如果出现报文被丢弃或ICMP报文限速配置得很小,请依照后面介绍的ICMP问题引起ping丢包进行处理。
如果离开SwitchA的报文数目少于Ping发送的报文数目,说明SwitchA上丢包。引起SwitchA丢包可能原因分为网络环路和ARP问题。
登录设备,查看CPU和接口利用率的情况,查看是否出现MAC地址漂移,如果出现利用率高或MAC地址漂移现象,请依照后面介绍的网络环路引起ping丢包进行处理。
登录设备,查看是否有ARP报文被丢弃。如果出现报文被丢弃现象,请依照后面介绍的ARP问题引起ping丢包进行处理。

5、物理链路故障引起ping丢包分析

通过Ping丢包故障定位思路可以判断出是否由于物理链路故障引起的丢包。物理链路故障常见以下原因:
计算机网卡有问题、设备接口不正常、线缆接头接触不良或松脱、网线过长或出现破损、光纤弯曲度过大、光模块收发的光功率过低、电口协商不一致,如一端自协商一端非自协商。
在实际环境中设备未接地导致静电不能释放、风扇损坏导致设备过热等物理环境问题也会引起Ping丢包。
物理链路故障可以通过观察发现,如光纤弯曲度过大、物理连接线过长、设备或者电脑网卡指示灯显示不正常等。针对物理链路故障,故障的解决的办法一般是更换物理器件,器件更换后故障即可恢复。

6、网络环路故障引起ping丢包分析

以太网交换网络中为了进行链路备份,提高网络可靠性,通常会使用冗余链路。但是使用冗余链路会在交换网络上产生环路,引发广播风暴以及MAC地址表不稳定等故障现象,从而导致用户通信质量较差,甚至通信中断。网络环路会导致设备CPU和端口利用率高,Ping报文被丢弃。
当设备处于存在环路的网络中,设备的反应速度比较缓慢。环路问题判断方法如下:

(1)通过display interface brief | include up命令查看

查看所有UP接口下的流量,存在环路的接口上InUti和OutUti两个计数会逐步增加,甚至到接近100%,远远超过业务流量。
第一次查询:
display interface brief | include up
...
Interface PHY Protocol InUti OutUti inErrors outErrors
GigabitEthernet0/0/2 up up 0.56% 0.56% 0 0
... 第二次查询: display interface brief | include up
...
Interface PHY Protocol InUti OutUti inErrors outErrors
GigabitEthernet0/0/1 up up 76% 76% 0 0
...

(2)判断交换机是否存在MAC地址漂移

可以执行display trapbuffer命令,查看MAC地址漂移的日志来判断。
可以执行mac-address flapping detection命令配置MAC地址漂移检测功能,然后通过display mac-address flapping record命令来判断是否出现MAC地址漂移。
可以多次执行display mac-address来观察,若MAC地址在交换机不同的接口学习到,则存在mac地址漂移。

(3)检查CPU的利用率

通过命令display cpu-usage查看CPU的利用率。网络环路会导致CPU利用率一直很高,Ping报文未来得及处理就被丢弃。
解决此种Ping丢包问题的方法是破除网络环路,可以在设备上部署RRPP、SEP、Smart Link、STP/RSTP/MSTP等协议,对环路进行处理。


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