對(duì)于Cisco路由器故障問題，大家都很感興趣。在向大家詳細(xì)介紹Cisco路由器故障診斷技術(shù)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(yōu)劣。

作為網(wǎng)絡(luò)工程師，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)定位故障并解決故障是十分重要的。本文以CISCO路由式網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，介紹使用診斷工具對(duì)Cisco路由器進(jìn)行故障診斷的方法。限于篇幅，我們所介紹的內(nèi)容和示例主要是基于IP報(bào)文的，基于IPX和Appletalk等協(xié)議的診斷技術(shù)與此類似。

路由器的功能特性和體系結(jié)構(gòu)，在學(xué)習(xí)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(jié)構(gòu)是十分重要的。網(wǎng)絡(luò)工程師應(yīng)該理解診斷命令執(zhí)行時(shí)所起的作用以及對(duì)于路由器性能所產(chǎn)生的影響。

Cisco路由器故障：交換與路由是我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中經(jīng)常遇到的術(shù)語。此處所說的交換與局域網(wǎng)中的幀級(jí)交換是完全不同的概念。交換過程是指路由器如何在兩個(gè)不同的接口間傳送報(bào)文。比如，路由器在以太網(wǎng)接口0接收到一個(gè)報(bào)文。路由器首先從報(bào)文中獲取MAC頭信息，然后檢查網(wǎng)絡(luò)層報(bào)文頭。路由器檢查路由表是否有與報(bào)文的目的地址匹配的表項(xiàng)。

假設(shè)路由表中包含匹配的項(xiàng)，并且下一跳地址是另外一個(gè)路由器，該路由器可以通過以太網(wǎng)接口1到達(dá)。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(wǎng)接口1發(fā)送ARP廣播報(bào)文。如果沒有接收到ARP響應(yīng)，路由器則將該報(bào)文丟棄。如果有響應(yīng)信息，路由器則建立到下一跳路由器的以太網(wǎng)幀。

在Cisco路由器故障這個(gè)例子中，路由器從接收到以太網(wǎng)幀到建立并發(fā)送以太網(wǎng)幀的整個(gè)過程稱為交換過程。需要注意的是，ARP解析過程通常不認(rèn)為是交換過程的一部分。上面的過程中，執(zhí)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(jiǎn)單的報(bào)文交換方法，因而其開銷和延遲都比較大。所有的路由協(xié)議最終都依賴于路由表的建立，路由器通過接收運(yùn)行相同協(xié)議的相鄰路由器發(fā)送的路由更新報(bào)文來更新相應(yīng)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(guó)內(nèi)應(yīng)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(jìn)行路由的過程基本上是相似的，但是交換的過程卻根據(jù)其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)方面有很多改進(jìn)。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(jié)構(gòu)減少了快速交換時(shí)系統(tǒng)總線的負(fù)載。

集成后的功能對(duì)路由處理器和交換處理器都作了性能、穩(wěn)定性、可擴(kuò)充性和安全等方面的優(yōu)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(yōu)化交換。Cisco 4000/2500系列路由器的硬件結(jié)構(gòu)比7000/7500系列路由器的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

這些設(shè)備只在交換過程中才共享存儲(chǔ)器。所有的報(bào)文緩存和Cache都位于共享存儲(chǔ)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(shù)都是通過緩存來提高交換速度的，因?yàn)槠渚彺娴奈恢貌煌謩e稱為不同的技術(shù)。

CISCO路由器故障診斷與排除命令，Cisco ISO操作系統(tǒng)軟件提供了一組功能豐富的命令，可以用來進(jìn)行故障查找與排除、問題診斷以及性能檢測(cè)。命令大致可以分為兩類：show命令和debug命令。同時(shí)，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(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(guān)的命令和與協(xié)議相關(guān)的命令。我們僅討論最常使用的命令。

全局系統(tǒng)命令，本節(jié)將列出與路由器軟件和硬件相關(guān)的輸出命令，其中包括存儲(chǔ)區(qū)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(xù)運(yùn)行的時(shí)間約23周、最近一次重啟動(dòng)的原因、路由器主存的大小、共享存儲(chǔ)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(dòng)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(shí)，通常應(yīng)該從這個(gè)命令開始收集數(shù)據(jù)。

如果路由器的多個(gè)接口同時(shí)丟失報(bào)文，則可能由于路由器內(nèi)存不足或者CPU過載。用戶可以使用show memory命令檢查內(nèi)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(chǔ)器的一般信息，它表明系統(tǒng)有足夠可用的內(nèi)存。同時(shí)它還顯示內(nèi)存中沒有碎片，因?yàn)樵?3.03兆字節(jié)可用內(nèi)存中最大的可用塊接近11.25兆字節(jié)。內(nèi)存碎片表明內(nèi)存被劃分為了許多不連續(xù)的塊。它將導(dǎo)致內(nèi)存的利用率降低，嚴(yán)重時(shí)可能產(chǎn)生內(nèi)存錯(cuò)誤從而也嚴(yán)重影響路由器的性能。

現(xiàn)在看一看路由器中有許多內(nèi)存碎片的情形（如下所示）。此時(shí)我們有足夠多的可用內(nèi)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(nèi)存中沒有足夠大的可用塊，這有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的內(nèi)存分配CISCO路由器故障。這些問題有時(shí)表現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)接口間歇性的丟失報(bào)文。此時(shí)路由器產(chǎn)生內(nèi)存碎片錯(cuò)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(nèi)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(shù)量的內(nèi)存碎片是正常的。雖然并沒有一個(gè)很嚴(yán)格的界限來劃分內(nèi)存碎片的可接受程度，但是可用塊的大小至少應(yīng)該不小于可用內(nèi)存的一半。用戶可以通過重新啟動(dòng)路由器來解決這個(gè)問題。在重新啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)重新分配內(nèi)存和緩存空間。此時(shí)，用戶應(yīng)該監(jiān)視內(nèi)存分配的過程。如果再次發(fā)生類似的情況，則應(yīng)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(shí)顯示路由器中不同進(jìn)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(nèi)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(xiàn)了問題，則需要不斷地監(jiān)視這一參數(shù)，因?yàn)樗赡茉诙虝r(shí)間內(nèi)發(fā)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(dòng)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(cè)那一些進(jìn)程導(dǎo)致了CPU利用率過高。在上面的顯示中，我們可以看到進(jìn)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(nèi)。有時(shí)候，如果SRB background參數(shù)持續(xù)過高，則表明發(fā)生了路由網(wǎng)橋風(fēng)暴。show process memory命令可以用來給出路由器可用內(nèi)存的一般信息，然后顯示每一個(gè)進(jìn)程所占用的內(nèi)存空間的詳細(xì)信息。

如果路由器由于臨時(shí)重啟動(dòng)而完全崩潰，則相應(yīng)的錯(cuò)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(shí)重新啟動(dòng)的原因。如果由于錯(cuò)誤而導(dǎo)致重新啟動(dòng)，堆棧記錄將在輸出的末尾顯示。為了抽取與故障相關(guān)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(yīng)CCO登錄ID的用戶可以通過將show stack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(jié)果有時(shí)與Cisco路由器的bug有關(guān)。

當(dāng)用戶向Cisco TAC報(bào)告故障時(shí)，支持技術(shù)人員通常要求用戶發(fā)送show tech_support命令的輸出結(jié)果。這個(gè)命令將導(dǎo)致下述命令的按序執(zhí)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(shù)關(guān)鍵性能參數(shù)的詳細(xì)信息。show tech_support命令的輸出對(duì)于Cisco TAC技術(shù)人員解決復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)問題是十分有用。

Cisco路由器故障：與接口相關(guān)的命令

下面我們將闡述一些直接與路由器活躍接口相關(guān)的命令。show ip interface brief將顯示每一個(gè)路由器接口的IP地址信息以及第二層的狀態(tài)信息（CISCO路由器故障如下所示）。其他與IP對(duì)應(yīng)的協(xié)議的相關(guān)性信息可以通過相應(yīng)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。