Диагностика работоспособности компьютерных сетей
Процесс монтажа кабельной системы локальной сети с учетом разного рода особенностей изначально не может гарантировать 100%-ную работоспособность всех сегментов сети.
Связано это с использованием достаточно большого количества механических операций, автоматизировать которые невозможно по ряду причин. Именно поэтому монтаж локальной сети всегда сопровождается постоянным процессом тестирования. Когда же монтаж локальной сети полностью завершен, осуществляется полная проверка работоспособности сети с подготовкой соответствующей технической документации.
Подобная процедура – стандартный подход в случае, когда проектированием и монтажом локальной сети (или, как ее называют в этом случае, СКС (структурированная кабельная система)), занимается фирма-подрядчик. Поскольку она получает за это деньги, соответственно, она должна предоставить качественный продукт.
В случае же, когда происходит монтаж небольшой сети, за ее создание, как правило, отвечает человек из штата организации – владельца локальной сети. По понятным причинам требовать от данного человека технической документации или других спецификаций не приходится, так как тестирование работоспособности сети происходит с использованием максимально упрощенных методов.
В любом случае существуют определенные методы проверки работоспособности сети, которые позволяют устранить возникшую неисправность как на этапе монтажа локальной сети, так и после его завершения.
Использование тестеров
Наиболее объективным и простым способом тестирования всех особенностей локальной сети является использование разного рода тестеров. Они позволяют максимально автоматизировать и упростить процесс тестирования, поэтому, если есть такая возможность, желательно применять именно этот способ.
Существуют разные варианты тестеров, отличающихся методами тестирования, количеством разнообразных тестов, а также способом выдачи результатов. От этих функций напрямую зависит стоимость тестирующего оборудования. На рынке существует достаточно много тестирующего оборудования от разных производителей, стоимость которого колеблется в широком диапазоне: от $50 до $20 000. По понятным причинам использовать дорогостоящее оборудование может себе позволить лишь серьезная фирма, предоставляющая профессиональные услуги по монтажу СКС. На практике при тестировании большей части создаваемых локальных сетей с 30–50 компьютерами применяются простейшие тестеры, которые позволяют только проверять состояние кабельного сегмента, чего в 90 % случаев вполне достаточно.
Различают два основных вида тестеров: для тестирования физических линий и сетевые анализаторы.
Тестеры для тестирования физических линий получили наибольшее распространение благодаря своей цене. Такой тестер способен определять неисправность кабельного сегмента на физическом уровне, вплоть до определения места обрыва проводников. Кроме того, он может, например, протестировать волновое сопротивление линии или измерить скорость передачи данных, что позволяет определить используемый сетевой стандарт или соответствие определенному стандарту. Покупку такого тестера может позволить себе даже небольшая фирма, что даст возможность быстро определять и устранять неисправность в процессе эксплуатации локальной сети.
Сетевые анализаторы – дорогостоящее оборудование, приобретение которого могут себе позволить только сетевые интеграторы. С помощью такого сетевого анализатора можно не только исследовать характеристики кабельной структуры, но и получить полную информацию о процессе, происходящем при прохождении сигнала от любого узла к любому узлу, с определением проблемных сегментов и «узких мест». Кроме того, можно даже прогнозировать состояние сети в ближайшем будущем и пути решения или предотвращения будущих проблем.
Внешний вид тестера, позволяющего оценить физическую целостность кабельного сегмента любой длины, показан на рис. 1.
Рис. 1. Кабельный тестер с набором переходников
Хороший тестер позволяет оценить максимальное количество параметров кабеля, для чего в комплекте с тестером часто идут разного рода переходники и вспомогательные инструменты. Например, используя соответствующие переходники, можно производить тестирование как коаксиальных сегментов, так и сегментов кабеля «витая пара». Что касается оптоволоконных линий, то оборудование для их тестирования имеет более сложную конструкцию и часто ориентировано только на тестирование оптоволокна.
Тестирование кабельного сегмента происходит разными способами, которые зависят от наличия доступа к кабелю. Один из способов заключается в следующем: конец обжатого кабеля подключается к разъему на тестере, а на второй конец устанавливается специальная заглушка. В результате тестер может проверить сопротивление каждого проводника, а также соответствие их подключению одному из стандартов. Использование данных о сопротивлении позволяет определить технические характеристики кабеля, а также выяснить расстояние до точки обрыва.
Использование программного способа
Когда возможности приобретения тестера нет, что часто происходит при монтаже офисной или «домашней» сети, целостность и качество кабельного сегмента можно проверить и программным путем, используя, например, системную утилиту ping.
Принцип работы этого метода крайне прост и сводится к тому, чтобы попытаться передать через кабель любые данные.
Например, чтобы проверить сегмент коаксиального пути, необходимо соединить им два компьютера и установить на них терминаторы. Далее нужно настроить IP-адресацию каждого компьютера, присвоив одному, например, IP-адрес 192.168.2.1, а второму – 192.168.2.2 с маской подсети 255.255.255.0. Затем на компьютере с адресом 192.168.2.1 следует запустить командную строку, в которой ввести следующую команду: ping 192.168.2.2
Если в результате выполнения этой команды последует ответ «Ответ от 192.168.2.2: число байт=32 время < 1мс TTL=64", значит, кабельный сегмент физически цел.
Если же в результате выполнения команды на экране появится надпись «Превышен интервал ожидания для запроса», это будет свидетельствовать о том, что кабель имеет обрыв или коннекторы обжаты неправильно.
Подобным образом можно производить тестирование любого кабеля, в том числе и кабеля «витая пара». В случае с кабелем «витая пара» подобного рода подключение возможно только для варианта кроссовер. Если же необходимо протестировать работоспособность кабеля типа патч-корд, его необходимо подключать к центральному узлу, например коммутатору, а в паре с ним использовать заведомо рабочий кабель, который подключен ко второму компьютеру.
1. А.И. Ватаманюк. «Создание, обслуживание и администрирование сетей на 100%»
Наверх
Диагностика работоспособности компьютерных сетей
Число компьютерных сетей увеличивается лавинообразно, растет число больших (>10 ПК) и многопротокольных сетей (802.11, 802.16, 802.17 и т.д.). По мере увеличения сети усложняется ее обслуживание и диагностика, с чем сталкивается администратор при первом же отказе. Наиболее сложно диагностировать многосегментные сети, где ПК разбросаны по большому числу помещений, далеко отстоящих друг от друга. По этой причине сетевой администратор должен начинать изучать особенности своей сети уже на фазе ее формирования и готовить себя и сеть к будущему ремонту.
При возникновении нештатной ситуации администратор должен суметь ответить на ряд вопросов:
- связана проблема с оборудованием или программным обеспечением;
- отказ вызван повреждением программы, неверным выбором конфигурации или ошибочными действиями оператора.
Сетевая диагностика – это получение и обработка информации о состоянии сети.
Документирование сети
Начинать надо с исчерпывающего документирования аппаратной и программной части сети. Администратор всегда должен иметь под рукой схему сети, отвечающую реальному положению на текущий момент, и подробное описание конфигурации программного обеспечения с указанием всех параметров (физические и IP-адреса всех интерфейсов, маски, имена ПК, маршрутизаторов, значения MTU, MSS, TTL и других системных переменных, типовые значения RTT и других параметров сети, измеренных в разных режимах.).
В пределах локальной сети поиск неисправности возможен с помощью временного деления ее на части. По мере интеграции сети в Интернет такие простые меры становятся недостаточными или недопустимыми. Но не следует пренебрегать такими простыми средствами, как проверка отсутствия обрыва или закоротки сетевого кабеля.
Следует помнить, что сетевая диагностика является основой сетевой безопасности. Только администратор, знающий все о том, что происходит в сети, может быть уверен в ее безопасности.
В лекции будет предполагаться, что сеть на физическом уровне использует стандарт Ethernet, а для межсетевой связи протокол TCP/IP (Интернет). Этим перечнем разнообразие сетевых сред не исчерпывается, но многие приемы и программные диагностические средства с успехом могут использоваться и в других случаях. Большинство из рассматриваемых программ работают в среде UNIX, но существуют их аналоги и для других ОС.
Источником диагностической информации может быть компьютер, его процессор, сетевой интерфейс, операционная система, установленная на машине, сетевые перключатели, маршрутизаторы и т.д.
При переходе на стандарты передачи 1 и тем более 10Гбит/с возникают дополнительные проблемы. Обработка таких потоков с целью диагностики может существенно замедлить работу машины. Аналогичные проблемы возникают при построении IPS/IDS-систем, а также антивирусных программ. Впрочем эта проблема становится тяжелой также из-за фантастического роста числа сигнатур (миллионы) атак и вирусов. Одним из способов решения задачи является привлечение аппаратных средств, а также организация нескольких потоков обработки, что достаточно реально для машин с несколькими процессорами.
Программные средства диагностики
В Интернет имеется немало общедоступных специализированных диагностических программных продуктов: Etherfind, Tcpdump, netwatch, snmpman, netguard, ws_watch.
Такие средства входят также и в комплекты поставки большинства стандартных сетевых пакетов для ОС UNIX, Windows и других: ping, tracetoute, netstat, arp, snmpi, dig (venera.isi.edu /pub), hosts, nslookup, ifconfig, ripquery. Перечисленные выше диагностические программы являются необходимым инструментом для отладки программ, передающих и принимающих пакеты.
Диагностические команды ОС
Название команды
Отображает или модифицирует таблицу протокола ARP (преобразование IP в MAC-адреса)