網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)丟包故障分析
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假設(shè)，你去 Ping 個網(wǎng)站，如果能 Ping 通，且網(wǎng)站返回信息全?，則說明與網(wǎng)站服務(wù)器的通信是暢通的；
本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/202306/448091.htm如果 Ping 不通，或者返回的信息不全等，則很可能是數(shù)據(jù)被丟包了。
網(wǎng)絡(luò)丟包最常見的就是水晶頭氧化，網(wǎng)卡適配器損壞，網(wǎng)線環(huán)路，光衰過大等原因。
當網(wǎng)絡(luò)有問題，首先我們會進行 ping 命令測試是否丟包，用過的人都知道，可以使用命令：ping -t 192.168.16.1 或者 ping 192.168.16.1。
但是丟包的原因其實很多，定位問題又難倒了不少萌新。今天分享一些常見的丟包故障定位法，希望能讓你遇到丟包莫慌。
01
什么是網(wǎng)絡(luò)丟包
說明網(wǎng)絡(luò)丟包之前，你需要了解的是收發(fā)包的原理。
數(shù)據(jù)在 Internet 上是以數(shù)據(jù)包為單位傳輸?shù)模瑔挝粸樽止?jié)，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，受網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量等原因的影響，使得接收到的數(shù)據(jù)小于發(fā)送出去的數(shù)據(jù)，造成丟包。
了解了收發(fā)包的原理，可以了解到，丟包原因主要會涉及?卡設(shè)備、?卡驅(qū)動、內(nèi)核協(xié)議棧三類。
在文章開頭說到一點，網(wǎng)絡(luò)丟包是在使用Ping對目的站進行詢問時，數(shù)據(jù)包由于各種原因在信道中丟失的現(xiàn)象。
ping 命令使用了 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，是用來測試目的站是否可到達以及了解其狀態(tài)。
需要指出的是，Ping命令是直接使用網(wǎng)絡(luò)層 ICMP 協(xié)議的一個例子，它沒有通過運輸層的 UDP 或 TCP 協(xié)議。
網(wǎng)絡(luò)丟包是網(wǎng)絡(luò)中常見的故障之一，它會引起網(wǎng)速降低甚至造成網(wǎng)絡(luò)中斷。
發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障在所難免，但是如何快速隔離和排除故障是網(wǎng)絡(luò)工程師應(yīng)該具備的基本素質(zhì)。
02
常見的丟包故障現(xiàn)象+處理方法
01 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包發(fā)送時通時斷，丟包嚴重
【故障現(xiàn)象】
通常故障發(fā)生時，該方向網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)震蕩性中斷。使用ping命令測試，發(fā)現(xiàn)在一段時間內(nèi)數(shù)據(jù)包發(fā)送延時比正常值略高，間隔一小段時間數(shù)據(jù)包又全部丟失，丟包率超過 60%，丟包曲線成規(guī)則狀，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基本不可用。
【故障分析】
在局域網(wǎng)中引起網(wǎng)絡(luò)發(fā)生振蕩性時斷時通，一般可能是由于互連的交換機中的某兩個交換機間出現(xiàn)了環(huán)路，或者某個交換機的兩個端口直接相連。
這樣就會造成局域網(wǎng)的生成樹協(xié)議構(gòu)建失敗，不斷重復(fù)檢查并試圖構(gòu)建新的生成樹網(wǎng)絡(luò)，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)振蕩性通斷。
同時，伴隨著交換機間不斷重復(fù)地發(fā)送廣播包，就會形成“廣播風暴”，使交換機負擔過重，網(wǎng)絡(luò)傳輸通道嚴重被堵塞，無法正常的處理通信數(shù)據(jù)。
環(huán)路雖然可能出現(xiàn)在某個接入交換機上，但會影響整個以三層交換機為核心的局域網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
【故障處理】
當發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包發(fā)送時通時斷，丟包嚴重，特別是整個單位或整個樓層出現(xiàn)振蕩性中斷現(xiàn)象時，則可以判定應(yīng)該是該單位的某個交換機上出現(xiàn)了環(huán)路所致。
應(yīng)首先查看各接入交換機的指示燈閃爍狀態(tài)，通常出現(xiàn)環(huán)路狀況指示燈會急速閃爍，每秒4次以上，所環(huán)交換機更為突出。
逐個撥出交換機級聯(lián)接入網(wǎng)線，同時實時監(jiān)控交換機狀態(tài)，在撥下某端口網(wǎng)線后，交換機指示燈恢復(fù)正常狀態(tài)，再進一步查找，會發(fā)現(xiàn)該連接線的末端有線路形成環(huán)路，清理該網(wǎng)線后，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)暢通。
02 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包發(fā)送超時現(xiàn)象嚴重，時有不規(guī)則丟包
【故障現(xiàn)象】
網(wǎng)絡(luò)突然出現(xiàn)嚴重堵塞，日常辦公程序不能正常運行，打開網(wǎng)頁速度緩慢，有時會因超時而中斷。未發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有任何問題，該網(wǎng)絡(luò)中有幾臺計算機在入網(wǎng)后速度明顯變慢，在禁用網(wǎng)卡或者中斷網(wǎng)絡(luò)后恢復(fù)正常。
【故障分析】
首先，在一臺用戶終端上ping網(wǎng)關(guān)測試，結(jié)果可以ping通網(wǎng)關(guān)，但是數(shù)據(jù)包發(fā)送超時現(xiàn)象嚴重，丟包率30%左右，丟包不規(guī)律。
其次，登陸用戶交換機，運行arp -a命令，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)IP和網(wǎng)關(guān)MAC地址指向正確。
通過上面的測試基本排除網(wǎng)絡(luò)設(shè)置錯誤以及ARP欺騙，丟包表現(xiàn)了一定的隨機性而沒有連續(xù)性和振蕩性的通斷，基本排除網(wǎng)絡(luò)環(huán)路問題，初步判斷這種現(xiàn)象可能是病毒攻擊等引起的。
為此，需要進一步獲取ARP信息、網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)包等信息。
再次，部署抓包分析。在該交換機上配置鏡像端口，并將維護終端接到此端口上，啟動網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析工具（sniffer）捕獲分析網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信，約10分鐘后停止。
在網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)主界面左邊的節(jié)點瀏覽器中發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)中可能存在偽造IP地址攻擊或自動掃描攻擊。
選擇連接視圖，發(fā)現(xiàn)在10分鐘內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)中共發(fā)起了12000多個連接，且狀態(tài)大多都是客戶端請求同步。
據(jù)此，斷定網(wǎng)絡(luò)中存在自動掃描攻擊。
最后，詳細查看連接信息，發(fā)現(xiàn)這些連接大多都是由同一主機發(fā)起，選中任意一個連接，選擇數(shù)據(jù)包視圖，查看傳輸數(shù)據(jù)的原始解碼信息，發(fā)現(xiàn)這臺計算機正在主動對網(wǎng)絡(luò)中其它主機的TCP 445端口進行掃描攻擊，可能是主機感染病毒程序，或者有人正使用掃描軟件。通過分析圖表視圖，進一步確定主機肯定存在自動掃描攻擊。
【故障處理】
找到問題根源后，對主機進行隔離，經(jīng)過一段時間的測試，網(wǎng)絡(luò)丟包現(xiàn)象有所緩解，但沒有從根本上解決問題。
于是再次啟動網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析系統(tǒng)捕獲并分析，又發(fā)現(xiàn)了1臺相似情況的主機。據(jù)此基本可以斷定兩臺主機都是感染了病毒，且該病毒會主動掃描網(wǎng)絡(luò)中其他主機是否打開TCP 445端口，如果某主機打開該端口，就攻擊并感染這臺主機。
如此循環(huán)，即引發(fā)了上述的網(wǎng)絡(luò)故障。立即對新發(fā)現(xiàn)感染病毒的兩臺主機進行物理隔離，網(wǎng)絡(luò)通信立刻恢復(fù)正常，再對該終端進行殺毒處理。
03 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包發(fā)生嚴重延時現(xiàn)象，下載、瀏覽等服務(wù)不能正常使用
【故障現(xiàn)象】
局域網(wǎng)內(nèi)部日常數(shù)據(jù)共享正常，但是出局瀏覽外網(wǎng)和下載數(shù)據(jù)時速度明顯降低，使用Ping命令發(fā)現(xiàn)到某個方向網(wǎng)絡(luò)時延特別大，甚至有少量丟包現(xiàn)象。
【故障分析】
一般通過telnet遠程登陸到該方向的交換機，以華為系列交換機為例，輸入下列命令：
#Display cpu 查看交換機CPU利用率
#Display memory 查看內(nèi)存利用率
發(fā)現(xiàn)兩者都非常高，再通過輸入命令 #Display interface端口號，檢查各端口下的數(shù)據(jù)流。
對其數(shù)據(jù)流進行抓包分析，發(fā)現(xiàn)多線程指向某網(wǎng)站電影欄目，為避免影響整個網(wǎng)絡(luò)的暢通，對所接入交換機進行處理。
發(fā)現(xiàn)其中的兩個端口數(shù)據(jù)流量特別大，遠高于正常使用的網(wǎng)絡(luò)流量。對其數(shù)據(jù)流進行抓包分析，發(fā)現(xiàn)多線程指向某網(wǎng)站電影欄目，為避免影響整個網(wǎng)絡(luò)的暢通，對所接入交換機進行處理。
【故障處理】
進入該端口配置界面下，輸入Shutdown命令，強制關(guān)閉該端口使其斷網(wǎng)，聯(lián)系該終端使用人員，令其終止下載進程后，再恢復(fù)其網(wǎng)絡(luò)。
寫在最后：
最后想補充一點，很多網(wǎng)工用Ping命令來檢測丟包情況，但其實除了Ping，常用的tracert，nslookup 都可以用來判斷主機的網(wǎng)絡(luò)連通性。
而且 Linux 下有一個更好用的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通性判斷工具，它可以結(jié)合ping nslookup traceroute 來判斷網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)特性，這個命令就是 mtr。
mtr 全稱 my traceroute，是一個把 ping 和 traceroute 合并到一個程序的網(wǎng)絡(luò)診斷工具。
traceroute 默認使用 UDP 數(shù)據(jù)包探測，而 mtr 默認使用 ICMP 報文探測，ICMP 在某些路由節(jié)點的優(yōu)先級要比其他數(shù)據(jù)包低，所以測試得到的數(shù)據(jù)可能低于實際情況。
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