何為網絡丟包，如何解決？

    網絡丟包是我們在使用ping對目站進行詢問時，數據包由於各種原因在信道中丟失的現象。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出的詢問，收到此報文的機器必須給源主機發送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以及了解其狀態。需要指出的是，ping是直接使用網絡層ICMP的一個例子，它沒有通過運輸層的UDP或TCP。

網絡丟包的原因主要有物理線路故障、設備故障、病毒攻擊、路由信息錯誤等，下面我們結合具體情況進行說明。


物理線路故障


網管員發現廣域網線路時通時斷，發生這種情況時，有可能是線路出現故障，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。


如果廣域網線路是通過路由器實現的，可以登錄到路由器，通過擴展ping向對端路由器廣域網接口發送大量的數據包進行測試。


如果線路是通過三層交換機實現，可在線路兩端分別接一台計算機，並將IP地址分別設為本端三層路由交換機的廣域網接口地址，使用“ping 對端計算機地址 -t”命令進行測試。


如果上述測試沒有發生丟包現象，則說明線路運營商提供的線路是好的，引起故障的原因在於用戶自身，需要進一步查找。


如果上述測試發生丟包現象，則說明故障是由線路供應商提供的線路引起的，需要與線路供應商聯系盡快解決問題。


由物理線路引起的丟包現象還有很多，如光纖連接問題，跳線沒有對准設備接口，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噪聲造成的數據報錯誤，射頻信號的干擾和信號的衰減等都可能造成數據包的丟失。我們可以借助網絡測試儀來檢查線路的質量。


設備故障


設備故障主要是指設備硬件方面的故障，不包含軟件配置不當造成的丟包。如網卡是壞的，交換機的某個端口出現了物理故障，光纖收發器的電端口與網絡設備接口，或兩端設備接口的雙工模式不匹配。


筆者近日在工作中發現一交換機端口的光纖模塊故障造成的丟包現象，該交換機在通信一段時間後死機，即不能通信，重啟後恢復正常。在經過一段時間觀察後發現，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據包進行CRC錯誤檢測和長度校驗，將檢查出有錯誤的包丟棄，正確的包轉發出去。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，這樣的包在轉發過程中不會被發送出去，也不會被丟棄，它們將會堆積在動態緩存中，永遠無法發送出去，等到緩存中堆積滿了，就會造成交換機死機的現象。最終結果是，數據包無法到達目的主機。


網絡擁塞


網絡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。


如果發現網速慢，並且丟包率呈現上升的情況，這時應該show process cpu和show process mem，一般情況下發現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段並且這些網段間流量很大時，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命令識別大量包進出的端口。一旦確認進入端口後，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備上配置)，最終解決辦法是停止攻擊源。


應用中遇到的造成網絡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並且有很多DNS包穿越路由器等。上述情況造成網絡擁塞後，通信雙方采取流量控制，丟棄不能傳輸的包。


路由錯誤


網絡路徑錯誤也會導致數據包不能到達目的主機，如主機的默認路由配置錯誤，主機發出的訪問其他網絡的數據包會被網關丟棄。但此類丟包屬於正常情況下的丟包，是意料之中的，不會對網絡造成影響。