網絡丟包是我們在使用ping對目站進行詢問時，數據包由于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(fā)出的詢問，收到此報文的機器必須給源主機發(fā)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(tài)。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(fā)現廣域網線路時通時斷，發(fā)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(fā)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臺計算機，并將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(fā)生丟包現象，則說明線路運營商提供的線路是好的，引起故障的原因在于用戶自身，需要進一步查找。
如果上述測試發(fā)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，跳線沒有對準設備接口，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(fā)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(fā)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(fā)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后死機，即不能通信，重啟后恢復正常。在經過一段時間觀察后發(fā)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(fā)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(fā)過程中不會被發(fā)送出去，也不會被丟棄，它們將會堆積在動態(tài)緩存中，永遠無法發(fā)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(fā)現網速慢，并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(fā)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并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(zhí)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。一旦確認進入端口后，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并且有很多DNS包穿越路由器等。上述情況造成網絡擁塞后，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(fā)出的訪問其他網絡的數據包會被網關丟棄。但此類丟包屬于正常情況下的丟包，是意料之中的，不會對網絡造成影響。
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(fā)現廣域網線路時通時斷，發(fā)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(fā)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臺計算機，并將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(fā)生丟包現象，則說明線路運營商提供的線路是好的，引起故障的原因在于用戶自身，需要進一步查找。
如果上述測試發(fā)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，跳線沒有對準設備接口，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(fā)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(fā)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(fā)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后死機，即不能通信，重啟后恢復正常。在經過一段時間觀察后發(fā)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(fā)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(fā)過程中不會被發(fā)送出去，也不會被丟棄，它們將會堆積在動態(tài)緩存中，永遠無法發(fā)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(fā)現網速慢，并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(fā)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并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(zhí)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。一旦確認進入端口后，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并且有很多DNS包穿越路由器等。上述情況造成網絡擁塞后，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(fā)出的訪問其他網絡的數據包會被網關丟棄。但此類丟包屬于正常情況下的丟包，是意料之中的，不會對網絡造成影響。
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