網(wǎng)絡(luò)丟包是我們在使用ping對目站進(jìn)行詢問時，數(shù)據(jù)包由于各種原因在信道中丟失的現(xiàn)象。ping使用了ICMP回送請求與回送回答報文。ICMP回送請求報文是主機或路由器向一個特定的目的主機發(fā)出的詢問，收到此報文的機器必須給源主機發(fā)送ICMP回送回答報文。這種詢問報文用來測試目的站是否可到達(dá)以及了解其狀態(tài)。需要指出的是，ping是直接使用網(wǎng)絡(luò)層ICMP的一個例子，它沒有通過運輸層的UDP或TCP。
網(wǎng)絡(luò)丟包的原因主要有物理線路故障、設(shè)備故障、病毒攻擊、路由信息錯誤等，下面我們結(jié)合具體情況進(jìn)行說明。
物理線路故障
網(wǎng)管員發(fā)現(xiàn)廣域網(wǎng)線路時通時斷，發(fā)生這種情況時，有可能是線路出現(xiàn)故障，也可能是用戶方面的原因。為了分清是否是線路故障，可以做如下測試。
如果廣域網(wǎng)線路是通過路由器實現(xiàn)的，可以登錄到路由器，通過擴展ping向?qū)Χ寺酚善鲝V域網(wǎng)接口發(fā)送大量的數(shù)據(jù)包進(jìn)行測試。
如果線路是通過三層交換機實現(xiàn)，可在線路兩端分別接一臺計算機，并將IP地址分別設(shè)為本端三層路由交換機的廣域網(wǎng)接口地址，使用“ping 對端計算機地址 -t”命令進(jìn)行測試。
如果上述測試沒有發(fā)生丟包現(xiàn)象，則說明線路運營商提供的線路是好的，引起故障的原因在于用戶自身，需要進(jìn)一步查找。
如果上述測試發(fā)生丟包現(xiàn)象，則說明故障是由線路供應(yīng)商提供的線路引起的，需要與線路供應(yīng)商聯(lián)系盡快解決問題。
由物理線路引起的丟包現(xiàn)象還有很多，如光纖連接問題，跳線沒有對準(zhǔn)設(shè)備接口，雙絞線及RJ-45接頭有問題等。另外，通信線路受到隨機噪聲或者突發(fā)噪聲造成的數(shù)據(jù)報錯誤，射頻信號的干擾和信號的衰減等都可能造成數(shù)據(jù)包的丟失。我們可以借助網(wǎng)絡(luò)測試儀來檢查線路的質(zhì)量。
設(shè)備故障
設(shè)備故障主要是指設(shè)備硬件方面的故障，不包含軟件配置不當(dāng)造成的丟包。如網(wǎng)卡是壞的，交換機的某個端口出現(xiàn)了物理故障，光纖收發(fā)器的電端口與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口，或兩端設(shè)備接口的雙工模式不匹配。
筆者近日在工作中發(fā)現(xiàn)一交換機端口的光纖模塊故障造成的丟包現(xiàn)象，該交換機在通信一段時間后死機，即不能通信，重啟后恢復(fù)正常。在經(jīng)過一段時間觀察后發(fā)現(xiàn)，某光纖模塊存在問題，取一塊新的模塊替換，一切正常。究其原因，交換機會對所有接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行CRC錯誤檢測和長度校驗，將檢查出有錯誤的包丟棄，正確的包轉(zhuǎn)發(fā)出去。但這個過程中有些有錯誤的包在CRC錯誤檢測和長度校驗中都均未檢測出錯誤，這樣的包在轉(zhuǎn)發(fā)過程中不會被發(fā)送出去，也不會被丟棄，它們將會堆積在動態(tài)緩存中，永遠(yuǎn)無法發(fā)送出去，等到緩存中堆積滿了，就會造成交換機死機的現(xiàn)象。最終結(jié)果是，數(shù)據(jù)包無法到達(dá)目的主機。
網(wǎng)絡(luò)擁塞
網(wǎng)絡(luò)擁塞造成丟包率上升的原因很多，主要是路由器資源被大量占用造成的。
如果發(fā)現(xiàn)網(wǎng)速慢，并且丟包率呈現(xiàn)上升的情況，這時應(yīng)該show process cpu和show process mem，一般情況下發(fā)現(xiàn)IP input process占用過多的資源。接下來可以檢查fast switching在大流量外出端口是否被禁用，如果是，則需要重新使用。
再看一下Fast switching on the same interface是否被禁用，如一個接口配有多個網(wǎng)段并且這些網(wǎng)段間流量很大時，路由器工作在process-switches方式，這種情況下要在接口上執(zhí)行命令“enable ip route-cache same-interface”。
接下來，用show interfaces和show interfaces switching命令識別大量包進(jìn)出的端口。一旦確認(rèn)進(jìn)入端口后，打開IP accounting on the outgoing interface看其特征，如果是攻擊，源地址會不斷變化但是目的地址不變，可以用命令“access list”暫時解決此類問題(最好在接近攻擊源的設(shè)備上配置)，最終解決辦法是停止攻擊源。
應(yīng)用中遇到的造成網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況還有很多，如大量的UDP流量，可以用解決spoof attack的步驟解決此問題。大量的組播流、廣播包穿越路由器，路由器配置了IP NAT并且有很多DNS包穿越路由器等。上述情況造成網(wǎng)絡(luò)擁塞后，通信雙方采取流量控制，丟棄不能傳輸?shù)陌?br />
路由錯誤
網(wǎng)絡(luò)路徑錯誤也會導(dǎo)致數(shù)據(jù)包不能到達(dá)目的主機，如主機的默認(rèn)路由配置錯誤，主機發(fā)出的訪問其他網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包會被網(wǎng)關(guān)丟棄。但此類丟包屬于正常情況下的丟包，是意料之中的，不會對網(wǎng)絡(luò)造成影響。
網(wǎng)絡(luò)丟包的原因主要有物理線路故障、設(shè)備故障、病毒攻擊、路由信息錯誤等，下面我們結(jié)合具體情況進(jìn)行說明。
物理線路故障
網(wǎng)管員發(fā)現(xiàn)廣域網(wǎng)線路時通時斷，發(fā)生這種情況時，有可能是線路出現(xiàn)故障，也可能是用戶方面的原因。為了分清是否是線路故障，可以做如下測試。
如果廣域網(wǎng)線路是通過路由器實現(xiàn)的，可以登錄到路由器，通過擴展ping向?qū)Χ寺酚善鲝V域網(wǎng)接口發(fā)送大量的數(shù)據(jù)包進(jìn)行測試。
如果線路是通過三層交換機實現(xiàn)，可在線路兩端分別接一臺計算機，并將IP地址分別設(shè)為本端三層路由交換機的廣域網(wǎng)接口地址，使用“ping 對端計算機地址 -t”命令進(jìn)行測試。
如果上述測試沒有發(fā)生丟包現(xiàn)象，則說明線路運營商提供的線路是好的，引起故障的原因在于用戶自身，需要進(jìn)一步查找。
如果上述測試發(fā)生丟包現(xiàn)象，則說明故障是由線路供應(yīng)商提供的線路引起的，需要與線路供應(yīng)商聯(lián)系盡快解決問題。
由物理線路引起的丟包現(xiàn)象還有很多，如光纖連接問題，跳線沒有對準(zhǔn)設(shè)備接口，雙絞線及RJ-45接頭有問題等。另外，通信線路受到隨機噪聲或者突發(fā)噪聲造成的數(shù)據(jù)報錯誤，射頻信號的干擾和信號的衰減等都可能造成數(shù)據(jù)包的丟失。我們可以借助網(wǎng)絡(luò)測試儀來檢查線路的質(zhì)量。
設(shè)備故障
設(shè)備故障主要是指設(shè)備硬件方面的故障，不包含軟件配置不當(dāng)造成的丟包。如網(wǎng)卡是壞的，交換機的某個端口出現(xiàn)了物理故障，光纖收發(fā)器的電端口與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口，或兩端設(shè)備接口的雙工模式不匹配。
筆者近日在工作中發(fā)現(xiàn)一交換機端口的光纖模塊故障造成的丟包現(xiàn)象，該交換機在通信一段時間后死機，即不能通信，重啟后恢復(fù)正常。在經(jīng)過一段時間觀察后發(fā)現(xiàn)，某光纖模塊存在問題，取一塊新的模塊替換，一切正常。究其原因，交換機會對所有接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行CRC錯誤檢測和長度校驗，將檢查出有錯誤的包丟棄，正確的包轉(zhuǎn)發(fā)出去。但這個過程中有些有錯誤的包在CRC錯誤檢測和長度校驗中都均未檢測出錯誤，這樣的包在轉(zhuǎn)發(fā)過程中不會被發(fā)送出去，也不會被丟棄，它們將會堆積在動態(tài)緩存中，永遠(yuǎn)無法發(fā)送出去，等到緩存中堆積滿了，就會造成交換機死機的現(xiàn)象。最終結(jié)果是，數(shù)據(jù)包無法到達(dá)目的主機。
網(wǎng)絡(luò)擁塞
網(wǎng)絡(luò)擁塞造成丟包率上升的原因很多，主要是路由器資源被大量占用造成的。
如果發(fā)現(xiàn)網(wǎng)速慢，并且丟包率呈現(xiàn)上升的情況，這時應(yīng)該show process cpu和show process mem，一般情況下發(fā)現(xiàn)IP input process占用過多的資源。接下來可以檢查fast switching在大流量外出端口是否被禁用，如果是，則需要重新使用。
再看一下Fast switching on the same interface是否被禁用，如一個接口配有多個網(wǎng)段并且這些網(wǎng)段間流量很大時，路由器工作在process-switches方式，這種情況下要在接口上執(zhí)行命令“enable ip route-cache same-interface”。
接下來，用show interfaces和show interfaces switching命令識別大量包進(jìn)出的端口。一旦確認(rèn)進(jìn)入端口后，打開IP accounting on the outgoing interface看其特征，如果是攻擊，源地址會不斷變化但是目的地址不變，可以用命令“access list”暫時解決此類問題(最好在接近攻擊源的設(shè)備上配置)，最終解決辦法是停止攻擊源。
應(yīng)用中遇到的造成網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況還有很多，如大量的UDP流量，可以用解決spoof attack的步驟解決此問題。大量的組播流、廣播包穿越路由器，路由器配置了IP NAT并且有很多DNS包穿越路由器等。上述情況造成網(wǎng)絡(luò)擁塞后，通信雙方采取流量控制，丟棄不能傳輸?shù)陌?br />
路由錯誤
網(wǎng)絡(luò)路徑錯誤也會導(dǎo)致數(shù)據(jù)包不能到達(dá)目的主機，如主機的默認(rèn)路由配置錯誤，主機發(fā)出的訪問其他網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包會被網(wǎng)關(guān)丟棄。但此類丟包屬于正常情況下的丟包，是意料之中的，不會對網(wǎng)絡(luò)造成影響。
