使用第二層路由技術跟蹤進行排錯經驗
通過traceroute ip的方式來排除網絡故障，相信很多人都非常的熟悉。這是基于IP地址(第三層)路由跟蹤，可疑用來排除大部分的網絡故障。而使用第二層路由跟蹤，其跟第三層路由跟蹤非常的相似。其一個本質的區別就在于第二層路由跟蹤是基于MAC地址來進行跟蹤的，并解決第二層連接的故障。在確定第二層拓撲中數據傳輸的路徑，這個第二層路由跟蹤將是一種非常有用的工具。
一、traceroute ip的缺陷
traceroute ip雖然在排錯過程中具有很大的作用，基本上是每個網絡管理員必須要掌握的內容。但是在實際應用中其仍然有一定的局限性。如現在用戶反映客戶端訪問文件服務器的速度非常的慢。為了查明原因、排除故障，網絡管理員需要先知道客戶端與服務器的IP地址。然后通過traceroute ip命令，查看客戶端與服務器之間的連接是否正常，如是否出現擁塞、數據傳輸的路徑是否合理、有沒有出現丟包現象等等。但是如果客戶端與服務器之間的網絡拓撲比較復雜，那么處理起來仍然會比較麻煩。即使查明了問題發生的原因，也很難查清楚這個問題到底是發生在哪一段。所以traceroute ip命令使用的時候有一定的局限性。其比較容易查明問題發生的原因，但是對于問題到底發生在哪個位置，有時候會有點束手無策。特別是在拓撲結構比較復雜的時候，可能只有通過排除法來查明故障點。如此的話，工作量就會比較大。
二、第二層路由跟蹤能夠精確定位故障點
當遇上上面這種情況時，第二層路由追蹤就會非常的有用。因為通過第二層路由跟蹤，可以僅僅使用MAC地址來跟蹤網絡中的設備連接。如對于直接連接的子網設備，第二層路由追蹤命令可以將IP地址作為命令的一部分使用等等。在知道了服務器與客戶端的IP地址后，通過查詢ARP表，就可以確定它們的MAC地址。然后就可以通過“traceroute mac mac地址”命令來定位故障點。
三、第二層路由跟蹤的前提條件
由于第二層路由跟蹤是基于MAC地址的，所以在使用的時候，比traceroute ip命令有更多的前提條件。網絡管理員必須了解這些內容，以免在排錯的時候，做了無用功。其限制條件還是比較多的，具體來說，有如下幾條。
一是需要主要網絡設備所使用的軟件版本不同，其會有不同的限制。如思科網絡設備中，如果其部署的時CatOS系統，則正在進行排錯的設備(如用戶終端)必須與sc0或者slo接口處與相同的子網中。而如果交換機使用的是ios軟件的時候，則被跟蹤的設備必須與交換機上配置的SVI(交換機虛擬接口)處于相同的子網中。這是一個非常嚴格的限制條件。特別是對于那些平時不怎么接觸思科網絡設備的用戶來說，這一點需要牢牢記住。否則的話，可能得到的結果反而會誤導用戶排錯。
二是協議上的限制。如要要使用第二層路由跟蹤功能，則必須在網絡中所有的交換機和接口上運行CDP協議，并且這個CDP協議的工作狀態必須是正常的。CDP協議又成為思科發現協議。其主要用來獲取相鄰設備的協議地址以及發現這些設備的平臺。有些時候，網絡管理員可能出于安全等考慮，會將這些協議關閉掉。但是如果要啟用第二層路由跟蹤功能，則需要啟用這些協議。并且需要確保這些協議工作正常。否則的話，系統返回的信息，會跟實際的情況有所差距，從而影響管理員的正確排錯。通常情況下，在實際排錯過程中，利用這個功能之前，筆者都會事先確認CDP協議是否開啟并且工作正常。切記，這是一個必須要做的過程。
三是交換機規格的限制。現在并不是思科的所有產品都是支持第二層路由跟蹤的。對于源和存在問題的設備之間的所有中間交換機，都必須要求支持L2路由跟蹤特性。大部分的思科設備現在都支持這個特性。只有那些比較早期的，如2950等產品，需要軟件升級之后才能夠使用。由于其不怎么引人注意，所以在實際工作中特別容易讓人忽視。故筆者在這里特別強調一下。
可見，在使用第二層路由跟蹤的時候，還是有比較嚴格的限制的。不過這些限制條件，并不影響其使用價值。在一些復雜的拓撲結構中，網絡管理員還是樂意使用這個命令。雖然在前期需要花時間確認這些條件是否滿足。
四、第二層路由追蹤執行實例簡介
假設現在有一個客戶端，其MAC地址為AAAA.AAAA.AAAA.0001。還有一個文件服務器，其MAC地址為AAAA.AAAA.AAAA.0002。現在用戶反映從客戶端訪問文件服務器的速度特別的慢。由于企業的網絡拓撲比較復雜。從客戶端到文件服務器中間要經過五個交換機、兩個路由器。在這種情況下，使用traceroute ip命令雖然可以查明問題的原因，但是無法精確定位故障點。此時就需要使用基于第二層的路由追蹤。通過查詢ARP表，可以知道服務器的MAC地址。通常情況下，在執行第二層路由跟蹤功能的時候，只要知道目的MAC地址或者交換機的MAC地址，管理員就可以選擇網絡中的任何交換機。如可以執行命令traceroute mac AAAA.AAAA.AAAA.0001 AAAA.AAAA.AAAA.0002命令，來查看這個客戶端與服務器之間的連接是否存在問題。有時候為了縮小范圍，也可以將目標MAC地址或者源MAC地址替換掉，如替換為中間交換機的MAC地址。一步步縮小范圍，最終就能夠精確的定位故障發生的點。
顯然，通過使用第二層路由追蹤得到的結果，可能幫助管理員集中精力對源和目標設備之間的鏈路進行分析與排錯，而管理員不用擔心構建的網絡圖或者復雜的拓撲結構。簡而言之，只要知道客戶端與服務器以及中間所有交換機的MAC地址，那么只要坐在電腦之前，網絡管理員就可以通過不斷的執行第二層路由追蹤，查詢到故障發生的點。點找到之后，再根據原先的網絡圖紙，找到故障交換機的位置。找到故障計算機后，就可以對其進行排錯、維修。要么重新啟動、要么升級軟件、要么更新等等。這就是后話了。只要能夠精確的定位故障點，找到故障的交換機等網絡設備，其他一切都簡單了。有時候網絡排錯之所以耗費大量的時間與精力，主要的原因就是找不到問題到底發生在哪里。顯然使用第二層路由跟蹤功能幫助管理員解決了這個問題。
為了盡快找到故障點，這其中還有一個小技巧。其實這就好像是一個差數字的游戲。告訴你數字的范圍，如1到100。然后讓你猜一個數字。如果猜錯的話，就重新給你一個范圍。如你猜的是50，如果錯的話，那么就會告訴你一個新的范圍1到50。在使用第二層路由追蹤縮小范圍的時候，跟這個猜數字的游戲類似。如果不怎么清楚網絡的拓撲圖，為了盡快縮小范圍，則這當中也會有一些技巧。如嘗試命令的時候，可以采用中間值的方式。即如果中間有10個交換機，則可以先在客戶端與第5個交換機之間進行測試。采用中間值的方法，可以大幅度減少測試的次數。當中間設備越多，這個方法的效果會越明顯。
綜上所述，第二層路由跟蹤是一個非常有用的排錯工具。管理員可以坐在終端前面，確定網絡任何兩臺交換機之間是否存在著故障。在比較復雜的拓撲網絡中進行排錯的時候，第二層路由跟蹤可以幫助管理員精確定位故障點，為解決故障爭取寶貴的時間。
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