對于Cisco路由器故障問題，大家都很感興趣。在向大家詳細介紹Cisco路由器故障診斷技術之前，首先讓大家了解下一般密碼破解的基本流程，然后比較下面幾種方法的優劣。

作為網絡工程師，在網絡環境出現故障時，及時定位故障并解決故障是十分重要的。本文以CISCO路由式網絡為基礎，介紹使用診斷工具對Cisco路由器進行故障診斷的方法。限于篇幅，我們所介紹的內容和示例主要是基于IP報文的，基于IPX和Appletalk等協議的診斷技術與此類似。

路由器的功能特性和體系結構，在學習Cisco路由器上可使用的各種故障排除和診斷工具之前，了解路由器的基本體系結構是十分重要的。網絡工程師應該理解診斷命令執行時所起的作用以及對于路由器性能所產生的影響。

Cisco路由器故障：交換與路由是我們在網絡互聯中經常遇到的術語。此處所說的交換與局域網中的幀級交換是完全不同的概念。交換過程是指路由器如何在兩個不同的接口間傳送報文。比如，路由器在以太網接口0接收到一個報文。路由器首先從報文中獲取MAC頭信息，然后檢查網絡層報文頭。路由器檢查路由表是否有與報文的目的地址匹配的表項。

假設路由表中包含匹配的項，并且下一跳地址是另外一個路由器，該路由器可以通過以太網接口1到達。然后路由器需要檢查下一跳的第二層地址。如果它沒有該地址，則需要在以太網接口1發送ARP廣播報文。如果沒有接收到ARP響應，路由器則將該報文丟棄。如果有響應信息，路由器則建立到下一跳路由器的以太網幀。

在Cisco路由器故障這個例子中，路由器從接收到以太網幀到建立并發送以太網幀的整個過程稱為交換過程。需要注意的是，ARP解析過程通常不認為是交換過程的一部分。上面的過程中，執行路由表查詢以尋找下一跳的地址表明采用了交換過程。這是一種最簡單的報文交換方法，因而其開銷和延遲都比較大。所有的路由協議最終都依賴于路由表的建立，路由器通過接收運行相同協議的相鄰路由器發送的路由更新報文來更新相應的路由表，我們稱之為路由過程（routing process），它主要由路由處理器完成。

目前在國內應用比較廣泛的Cisco路由器包括2500系列、4000系列、7000系列和7500系列，這些路由器進行路由的過程基本上是相似的，但是交換的過程卻根據其系統結構的不同而不同。7000系列支持過程交換、快速交換、自治交換和硅交換。Cisco 7500系列路由器比7000系列在體系結構方面有很多改進。路由處理器和交換處理器的功能被集成到路由器交換處理器（RSP）中。這一新的體系結構減少了快速交換時系統總線的負載。

集成后的功能對路由處理器和交換處理器都作了性能、穩定性、可擴充性和安全等方面的優化。7500系列路由器既不支持自治交換也支持硅交換，它支持更加靈活的優化交換。Cisco 4000/2500系列路由器的硬件結構比7000/7500系列路由器的硬件結構簡單。

這些設備只在交換過程中才共享存儲器。所有的報文緩存和Cache都位于共享存儲器中，因此只支持快速交換或過程交換。需要知道過程交換需要通過查詢路由表來做出路由選擇，而且其他交換技術都是通過緩存來提高交換速度的，因為其緩存的位置不同而分別稱為不同的技術。

CISCO路由器故障診斷與排除命令，Cisco ISO操作系統軟件提供了一組功能豐富的命令，可以用來進行故障查找與排除、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。

show命令，在這一節中，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。

全局系統命令，本節將列出與路由器軟件和硬件相關的輸出命令，其中包括存儲區和電源。show version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。show hardware命令的功能與show version命令類似。

命令的輸出信息包括：IOS的版本、路由器持續運行的時間約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。show version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show memory命令檢查內存利用率（如下所示）。CPU利用率可以使用show process命令檢查。
◆YH-Router#show memory
◆Head Total(b) Used(b) Free(b) Lowest(b) Largest(b)
◆Processor 60DB19C0 19195456 6162924 13032532 11615164 11250780
◆Fast 60DB19C0 131072 128344 2728 2728 2684
◆show memory的前兩行顯示了存儲器的一般信息，它表明系統有足夠可用的內存。同時它還顯示內存中沒有碎片，因為在13.03兆字節可用內存中最大的可用塊接近11.25兆字節。內存碎片表明內存被劃分為了許多不連續的塊。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），但是其中最大的塊僅為0.5兆字節。連續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CISCO路由器故障。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#sh mem
◆Head Total(b) Used(b) Free(b) Lowest(b) Largest(b)
◆Processor 60DB19C0 19195456 10713712 8481744 192680 586748
◆Fast 60DB19C0 131072 90936 40136 40136 40092

使用命令show memory free，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，系統重新分配內存和緩存空間。此時，用戶應該監視內存分配的過程。如果再次發生類似的情況，則應該咨詢Cisco TAC。

用戶可以使用show process cpu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，則需要不斷地監視這一參數，因為它可能在短時間內發生變化。最好每10秒鐘使用一次該命令。通過CISCO路由器故障這種方法，可以清楚地了解CPU利用率的波動情況。
◆YH-Router#sh process cpu
◆CPU utilization for five seconds:15%/4%;one minute:175;five minutes:19%
◆PID Runtime(ms) Invoked uSecs 5Sec 1Min 5Min TTY Process
◆1 460184 5380085 85 0.00% 0.00% 0.00% 0 NTP
◆2 252749536 2384205 106010 0.00% 2.35% 2.65% 0 Check Heaps
◆......
◆13 26155236 9135958 2862 0.32% 0.25% 0.22% 0 IP Background
◆14 317720 150150 2116 0.00% 0.00% 0.00% 0 IP Cache ager
◆......
◆23 51598380 135094851 381 0.32% 0.24% 0.28% 0 IPX Input
◆24 86792124 23662071 3667 0.98% 0.87% 0.89% 0 IPX RIP
◆25 438480948 123384161 3553 7.94% 3.31% 3.91% 0 IPX SAP
◆......

CISCO路由器故障,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IPX SAP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SRB background參數持續過高，則表明發生了路由網橋風暴。show process memory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show version命令的輸出中。show stack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。為了抽取與故障相關的信息，堆棧記錄需要解碼。這一工作通常由Cisco TAC工程師完成。此外，擁有相應CCO登錄ID的用戶可以通過將show stack命令的輸出發送到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Cisco TAC報告故障時，支持技術人員通常要求用戶發送show tech_support命令的輸出結果。這個命令將導致下述命令的按序執行：Show version、Show controllers、Show buffers、Show interface、Show stack、Show process cpu、Show process memory和Show running-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。show tech_support命令的輸出對于Cisco TAC技術人員解決復雜網絡問題是十分有用。

Cisco路由器故障：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。show ip interface brief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信息（CISCO路由器故障如下所示）。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show ipx interface brief。
◆YH-Router#sh ip in brief
◆Interface IP-Address OK? Method Status Protocol
◆TokenRing0/0 172.26.12.3 YES NVRAM up up
◆TokenRing0/1 172.27.12.3 YES NVRAM up up
◆TokenRing0/2 172.28.12.3 YES NVRAM up up
◆TokenRing0/3 unassigned YES NVRAM administratively down down
◆Ethernet1/0 172.30.12.3 YES NVRAM up up
◆Ethernet1/0 172.31.12.3 YES NVRAM up up
◆Ethernet1/0 172.32.12.3 YES NVRAM up up
◆Ethernet1/0 172.33.12.3 YES NVRAM up up
◆show interface命令可以獲得更多的信息。