在出現網絡故障時，作為網絡工程師能夠及時定位故障并解決網絡故障是十分重要的。CiscoISO操作系統(tǒng)軟件提供了一組功能豐富的命令，可以用來進行網絡故障查找與排除、問題診斷以及性能檢測。命令大致可以分為兩類：show命令和debug命令。同時，還包含一組用于連接這兩類命令的clear命令。下面我們分別講解各命令

網絡故障診斷與排除——show命令

在這一節(jié)中，我們將講述最常用的show命令，闡述這些命令的輸出以及這些命令適用于解決的故障類型。為了敘述清楚，這些命令被分為全局系統(tǒng)命令、與接口相關的命令和與協議相關的命令。我們僅討論最常使用的命令。

網絡故障診斷與排除——全局系統(tǒng)命令

本節(jié)將列出與路由器軟件和硬件相關的輸出命令，其中包括存儲區(qū)和電源。showversion命令是最基本的命令之一，它顯示路由器本身以及其所使用的軟、硬件的基本信息。showhardware命令的功能與showversion命令類似。

命令的輸出信息包括：IOS的版本、路由器持續(xù)運行的時間約23周、最近一次重啟動的原因、路由器主存的大小、共享存儲器的大小、閃存的大小、IOS映像的文件名，以及路由器從何處啟動等信息。showversion命令顯示了路由器的許多非常有用的信息。在解決問題時，通常應該從這個命令開始收集數據。

如果路由器的多個接口同時丟失報文，則可能由于路由器內存不足或者CPU過載。用戶可以使用showmemory命令檢查內存利用率（如下所示）。CPU利用率可以使用showprocess命令檢查。

YH-Router#showmemoryHeadTotal(b)Used(b)Free(b)Lowest(b)Largest(b)Processor60DB19C0191954566162924130325321161516411250780Fast60DB19C0131072128344272827282684 

showmemory的前兩行顯示了存儲器的一般信息，它表明系統(tǒng)有足夠可用的內存。同時它還顯示內存中沒有碎片，因為在13.03兆字節(jié)可用內存中最大的可用塊接近11.25兆字節(jié)。內存碎片表明內存被劃分為了許多不連續(xù)的塊。它將導致內存的利用率降低，嚴重時可能產生內存錯誤從而也嚴重影響路由器的性能。

現在看一看路由器中有許多內存碎片的情形（如下所示）。此時我們有足夠多的可用內存（8.4兆字節(jié)），但是其中最大的塊僅為0.5兆字節(jié)。連續(xù)內存中沒有足夠大的可用塊，這有可能導致嚴重的內存分配問題。這些問題有時表現為一個或多個接口間歇性的丟失報文。此時路由器產生內存碎片錯誤消息。

HX-Router#shmemHeadTotal(b)Used(b)Free(b)Lowest(b)Largest(b)Processor60DB19C019195456107137128481744192680586748Fast60DB19C013107290936401364013640092 

使用命令showmemoryfree，用戶可以看到可用內存被劃分為許多很小的碎片。需要注意的是，路由器中存在一定數量的內存碎片是正常的。雖然并沒有一個很嚴格的界限來劃分內存碎片的可接受程度，但是可用塊的大小至少應該不小于可用內存的一半。用戶可以通過重新啟動路由器來解決這個問題。在重新啟動時，系統(tǒng)重新分配內存和緩存空間。此時，用戶應該監(jiān)視內存分配的過程。如果再次發(fā)生類似的情況，則應該咨詢CiscoTAC。

用戶可以使用showprocesscpu命令檢查路由器的CPU是否過載。該命令將給出路由器CPU的利用率，同時顯示路由器中不同進程的CPU占用率。在下述示例中，路由器的CPU工作正常。在通常情況下，在5分鐘內CPU的平均利用率小于60%是可以接受的。如果懷疑CPU利用率出現了問題，則需要不斷地監(jiān)視這一參數，因為它可能在短時間內發(fā)生變化。最好每10秒鐘使用一次該命令。通過這種方法，可以清楚地了解CPU利用率的波動情況。

YH-Router#shprocesscpuCPUutilizationforfiveseconds:15%/4%;oneminute:175;fiveminutes:19%PIDRuntime(ms)InvokeduSecs5Sec1Min5MinTTYProcess14601845380085850.00%0.00%0.00%0NTP225274953623842051060100.00%2.35%2.65%0CheckHeaps......1326155236913595828620.32%0.25%0.22%0IPBackground1431772015015021160.00%0.00%0.00%0IPCacheager......23515983801350948513810.32%0.24%0.28%0IPXInput24867921242366207136670.98%0.87%0.89%0IPXRIP2543848094812338416135537.94%3.31%3.91%0IPXSAP...... 

如果CPU的平均利用率超過了80%，則表明路由器過載。下一步需要檢測那一些進程導致了CPU利用率過高。在上面的顯示中，我們可以看到進程IPXSAP占用了絕大部分的CPU處理能力，但是它還在可以接受的范圍之內。有時候，如果SRBbackground參數持續(xù)過高，則表明發(fā)生了路由網橋風暴。

showprocessmemory命令可以用來給出路由器可用內存的一般信息，然后顯示每一個進程所占用的內存空間的詳細信息。

如果路由器由于臨時重啟動而完全崩潰，則相應的錯誤消息將包含在showversion命令的輸出中。showstack命令用于跟蹤路由器的堆棧，提供路由器臨時重新啟動的原因。如果由于錯誤而導致重新啟動，堆棧記錄將在輸出的末尾顯示。為了抽取與網絡故障相關的信息，堆棧記錄需要解碼。這一工作通常由CiscoTAC工程師完成。此外，擁有相應CCO登錄ID的用戶可以通過將showstack命令的輸出發(fā)送到CCO而獲得解碼信息。堆棧記錄解碼的結果有時與Cisco路由器的bug有關。

當用戶向CiscoTAC報告網絡故障時，支持技術人員通常要求用戶發(fā)送showtech_support命令的輸出結果。這個命令將導致下述命令的按序執(zhí)行：Showversion、Showcontrollers、Showbuffers、Showinterface、Showstack、Showprocesscpu、Showprocessmemory和Showrunning-config。這些命令的組合將給出路由器配置以及大多數關鍵性能參數的詳細信息。showtech_support命令的輸出對于CiscoTAC技術人員解決復雜網絡問題是十分有用。

網絡故障診斷與排除——與接口相關的命令

下面我們將闡述一些直接與路由器活躍接口相關的命令。showipinterfacebrief將顯示每一個路由器接口的IP地址信息以及第二層的狀態(tài)信息（如下所示）。其他與IP對應的協議的相關性信息可以通過相應命令屬性獲得，比如showipxinterfacebrief。

YH-Router#shipinbriefInterfaceIP-AddressOK?MethodStatusProtocolTokenRing0/0172.26.12.3YESNVRAMupupTokenRing0/1172.27.12.3YESNVRAMupupTokenRing0/2172.28.12.3YESNVRAMupupTokenRing0/3unassignedYESNVRAMadministrativelydowndownEthernet1/0172.30.12.3YESNVRAMupupEthernet1/0172.31.12.3YESNVRAMupupEthernet1/0172.32.12.3YESNVRAMupupEthernet1/0172.33.12.3YESNVRAMupup 

showinterface命令可以獲得更多的信息。我們以以太網為例來討論這些通用接口參數。

YH-Router#shinte1/0Ethernet1/0isup,lineprotcolisupHardwareiscxBusEthernet,addressis00e0.f78a.6d40(bia00e0.f78a.6d40)Description:seg=E2LABSRV1Internetaddressis172.30.12.3/16MTU1500bytes,BW10000Kbit,DLY1000usec,rely255/255,load1/255EncapsulationARPA,loopbacknotset,keepaliveset(10sec)ARPtype:ARPA,ARPTimeout04:00:00Lastinput00:00:00,output00:00:00,outputhangneverQueueingstrategy:fifoOutputqueue0/40,44drops;inputqueue0/75,66114drops5minuteinputrate181000bits/sec,23packets/sec5minuteoutputrate43000bits/sec,26packets/sec525599659packetsinput,2042735431bytes,0nobufferReceived4004547broadcasts,10runts,0giants139inputerrors,0CRC,129frame,0overrun,0ignored,0abort0inputpacketswithdribbleconditiondetected481020335packetsoutput,1069273018bytes,47underruns20outputerrors,95880485collisions,0interfaceresets0babbles,0latecollision,0deferred0lostcarrier,0nocarrier0outputbufferfailures,0outputbuf  
 
fersswappedout 

其中：

Ethernet1/0isup表明OSI模型的第一層成功啟動。

Lineprotocolup表明第二層成功啟動。

Description用戶自定義的描述。使用這一功能給出接口準確的描述是十分重要的。在一個大型組織中，一個局部網絡的工程師很難定位發(fā)生故障的路由器。

MTU指定最大傳輸單元，用戶可以配置。

BW、Dly、rely、load（帶寬、延遲、可靠性和負載）：這些參數與IGRP/EIGRP標準有關。帶寬和延遲的配置可以影響到路由選擇。在工作正常的接口中，可靠性的值為255。除非在十分繁忙的條件下，否則負載通常不應超過150/255。

Encapsulation它指在接口的第二層封裝。在以太網中，對于IP，Cisco的缺省設置為ARPA，而IPX的缺省設置為Novell-Ether。

從輸出中還能獲取哪些其他的信息呢？讀者可以看到，ARPcachetimeout的值為4小時（該值為缺省設置）。從路由器接口輸入到輸出的時間不到1秒鐘。輸出從未被掛起。接口計數器最后一次被清0是在5個星期以前。在評估接口的統(tǒng)計信息時，這些數據是十分有用的。在通常情況下，可以將計數器清０以便作進一步的監(jiān)視。

接口所采用的是FIFO排隊規(guī)則。輸出隊列和輸入隊列的缺省長度分別為40和75。隊列中都不包含報文。在計數器最后一次被清0后，輸入隊列丟失了許多報文。但是，正如我們前面所說的，計數器5個星期未被清0；因此，該值不能說明一定發(fā)生了網絡故障。在這種情況下，應該首先將計數器清０，然后再監(jiān)視輸出隊列的丟失報文數。

同時，命令的輸出中還顯示每1秒鐘通過路由器接口的平均信息量（以字節(jié)為單位）以及報文數。這些參數的總量信息、路由器接口觀測到的所有廣播報文的數量也在命令的輸出中顯示。如果廣播報文的數量增長非常迅速，尤其是如果相對于輸入報文的數量非常高，則表明在局域網段中有廣播風暴。由于某些特定的應用程序需要頻繁使用廣播報文，因此確定廣播報文的數量閥值是很困難的。但是，如果廣播報文的數量超過了整個輸入報文的30%，則需要使用局域網協議分析儀進一步檢測網絡。

我們還可以獲取接口的下列錯誤檢測信息：

Runts是指大小小于最小值的報文。在示例的以太網中，該值為64。以太網中指定最小報文大小大小是由于在這種傳輸模式下的工作站需要檢測碰撞。如果以太網段中包含以太網中繼器并且其距離符合規(guī)定的標準，最小報文大小大小可以使處在這種傳輸模式下的工作站檢測線路中的任何碰撞。

Giants指大小超過線路可以承受的最大報文大小的報文。以太網的MTU通常為1500字節(jié)，或者最大的封裝數據為1500字節(jié)。

Inputerrors指到達報文中檢測到的錯誤，也可能表明網段本身發(fā)生了錯誤。

Outputerrors指輸出報文中的錯誤，它可能表明路由器接口本身發(fā)生了網絡故障。

CRCs由于報文不正確的以太網校驗和而檢測到的循環(huán)冗余校驗錯。它可能由于網段的噪聲引起，或者由于網卡故障、報文沖突引發(fā)。CRC的頻率應是每100000個輸入報文中發(fā)生一次。

Frameerrors指接收到的幀的類型與路由器以太網幀類型（IP協議幀類型為ARPA）不匹配。

Aborts在碰撞檢測中過度的重傳而導致的問題。在以太網中，重傳的最大次數不超過15次。

Dribblecondition指接收到的幀比MTU大，但不屬于Giants。

Babble是指持續(xù)接收到可疑的幀。

網絡故障的排除是很復雜的問題，隨著網絡的發(fā)展，這些故障還會相繼出現的，所以希望大家多多學習這些網絡故障的排除方法。