《网络故障诊断》课件第10章.ppt

1、第第10章章 广域网故障诊断广域网故障诊断10.1 广域网中的在线测试10.2 广域网中的离线测试10.3 X.2510.4 帧中继10.5 综合业务数字网10.6 ADSL10.7 数字数据网10.8 小结10.1 广域网中的在线测试广域网中的在线测试 10.1.1 信号状态测量信号状态测量信号状态的测量是通过测量接口数据和时钟线路的信号波形，并与标准中给出的建议值相比较来完成的。一般来说，吞吐量减小的典型原因都可以通过信号状态量检查出来，如信号电平过低、信号抖动或控制信号的定时不正确等，这些故障原因通常都是由电磁干扰、电缆衰减过大或线路终端失效等引起的。如果电通信线路的终端阻抗不匹配，则产

2、生的反射信号会使随后的信号出现失真。10.1.2 交换延时测量交换延时测量控制信号的定时准确与否，是实现无差错数据通信的前提条件。如果在规定的时间窗口内没有收到某些指定的信号(如请求发送RTS、消除发送CTS等)，就表明处理过程可能出错了。一般常用数据分析器来快速测试不同接口上发生的重要的信令处理进程，虽然协议分析器也可以进行相似的测试，而且能提供更为精确的测试结果，但是其价格较高，而且使用起来也比较麻烦。10.1.3 协议分析和统计测量协议分析和统计测量在实际的网络运行过程中，许多故障原因都不在物理层，而在OSI的其他高协议层。对高层故障来说，可以通过协议分析器来诊断，协议分析器可以监测、记

3、录并分析数据包的格式和协议的处理过程。协议分析器可以自动标记无效数据包(如数据包过长、数据包过短、CRC校验差错等)和协议处理过程差错(超时、窗口尺寸不对、经常性重传等)，从而可以快速缩小故障域。ATM、SDH等现代通信系统都使用专用的协议来承载网络当前运行状态和差错的信息(如OAM协议、SDH开销字节等)，这些信息也可以用协议分析器来加以分析。在测试时，协议分析器既可以直接插入被测线路，也可以通过无源、高输入阻抗的Y型适配器连接到网络上。协议分析器除了可以分析数据包和协议处理过程之外，另一个非常重要的作用就是可以产生网络通信的统计报告，这些针对不同对象的统计报告为网络故障的排除提供了非常有价

4、值的详细信息，从而无需花费大量的时间逐个分析数据包。因此，在分析网络故障时，常常需要对某些统计参数进行长期监测并产生统计报告，常见的统计参数有：最活跃的发送和接受站点列表、包长度分布情况、链路容量使用率、协议分布(如FTP、SMTP、HTTP和信令包的比例)、差错数据包数量、重传操作的次数以及响应时间等。10.2 广域网中的离线测试广域网中的离线测试 10.2.1 误码率测量广域网中一个非常重要的测试就是测量系统的误码率(BER)，因为在查找网络故障原因时，不仅要测出误码的绝对数量，而且还要找出这些误码随时间的分布规律，如误码是零星出现的还是周期性出现的，或者是成块出现的。在实际中，可以使用非

5、环测试装置和环回测试装置这两类不同的基本测试装置进行误码率的测量。在非环测试装置中，误码测试仪的发送模块和接收模块是分开的，分别连接到被测链路的两端，在发送模块开始发送测试序列时，接收模块就开始根据接收的数据流进行时钟和模式同步，进而进行误码率的测量。对环回测试装置来说，发送和接收模块都连接在被测链路的同一端，同时将远端的发送和接收线路连接在一起，这样测试序列就能很快从发送模块环回到接收模块。只要对不同的环路进行测试，就可以连续消除可能的差错源。电话网中误码率测量的环回连接方法可参见ITU V.54，而公共数据网的环回连接方法则定义在X.150中。10.2.2 信号失真测量信号失真测量信号失真

6、是指信号从一个状态转换到另一个状态时标称定时发生了偏移。信号失真有许多类型，如偏移失真、起止失真等，这些失真参数只是在模拟数据通信中才需要测试(参见ITU V.52、V.53和V.57)。模拟数据通信的数据编码是通过调制载波频率进行的，调制的不对称性以及通信链路的干扰都会产生上述失真。对基带通信系统来说，由于可以从线路编码中提取时钟脉冲，所以接收端不会出现信号失真。在信号出现偏移失真时，某种信号状态出现连续的过长或过短现象，而与此相对的信号状态则出现连续的过短或过长现象。10.2.3 测试电通信线路测试电通信线路在模拟和数字通信中，物理介质的固有特性会使信号在传输过程中产生变形，这类信号变形主

7、要由衰减和相位偏移引起。在理想情况下，整个通信线路的衰减是个常量，而相位偏移则与频率成比例，此时称为无失真信号传输。但是，现实中的信号衰减一般都随传输路径而变化，而且相位偏移也不与频率成比例，导致信号波形在传输过程中出现失真。因此，我们可以用衰减、相位偏移与理想情况的偏差来描述通信线路的质量。1.模拟电话网的线路测试模拟电话网的线路测试对模拟电话网来说，标准中给出了频率为1020 Hz时的通信链路的全部信号损耗和相关衰减失真，对经由电话网构成的数据连接来说，衰减失真的容差为4 dB(ITU M.1020和M.1025)。电话网中的相位失真与组延时的变化(组延时失真)有关，但是相位失真对用户线路

8、的影响并不大。2.数字数据网的线路测试数字数据通信中的信号带宽远远大于电话网中的模拟传输带宽，因此，线路衰减和非衰减失真构成了线路传输质量的决定因素。线路衰减决定了数据链路的最大传输距离，它与铜缆的线径(0.4 mm、0.6 mm或0.8 mm)有关。当数据率为64 Kb/s时，如果铜缆线径为0.4 mm，则最大传输距离为4 km；如果铜缆线径为0.8 mm，则最大传输距离为10 km。数字数据通信使用的信号带宽较大，因此基带数据系统中的组延时失真产生的影响比电话网大。组延时失真较高时，会导致邻接信号出现重叠，致使误码率增大。3.信号反射除了线路衰减和相位失真之外，由线路阻抗不足引起的信号反射

9、也是导致通信差错的主要原因。由于反射信号会叠加在用户信号上，故导致误码率增大。通过测量线路阻抗，就可以知道导致数据链路通信质量下降的因素中是否有信号反射。10.2.4 电通信线路的干扰测量电通信线路的干扰测量在检测和修复网络故障时，除了要测量信号通道的物理特性外，还要测量其外部干扰情况。对电通信线路来说，这类干扰主要有以下八种。1.串扰串扰是电通信线路中最常见的一种外部干扰形式。在并行通信电缆中，某线对中的信号会对相邻线对产生(电)容性和(电)感性耦合效应，而且容性和感性耦合效应随信号频率增加而增大。因此，数据通信系统的速率越高，串扰干扰现象就越明显。如果感应信号是在本地产生的，则信号幅度相对

10、较大，此时称其为近端串扰(NEXT)。传输系统从电缆对端传送过来的信号(视为干扰信号)，幅度较小，称为远端串扰(FECT)。串扰的测试很简单，只要在一个线对中发送测试信号，并在另一个并行线对中测试感应信号即可。NEXT和FECT的单位用dB来表示。2.噪声噪声是指通信路径上产生的非线性干扰。噪声一般包含多种成分，其中最重要的部分是热噪声、交调噪声、串扰和量化噪声。其中，热噪声主要是由传输路径上各种有源器件引起的；串扰和交调噪声是由调制器和放大器的非线性传输特性引起的；而量化噪声则是在使用脉冲编码调制将模拟信号量化为离散值时引起的。3.非线性失真从测量的角度来看，由调制器和宽带放大器引起的非线性

11、失真可以称为谐波失真。ITU M.2010建议规定，非线性失真不得大于25 dB。4.相位抖动相位抖动表现为数据信号中出现经常性的相位偏移。虽然相位抖动本身不会产生误码，但是它与其他干扰结合在一起时会触发差错事件。ITU M.1010建议规定，在测试信号频率为1020 Hz时，峰-峰值间的最大相位偏移为15，可允许的抖动频率在20 Hz300 Hz之间。5.频率偏移当调制和解调数据流的载波频率不同时，就会产生频率偏移，频率偏移会使信号产生失真。6.线路中断根据ITU M.1060建议，在15分钟的测试时间内出现的线路中断的持续时间不能是3毫秒到1分钟。所谓线路中断，是指信号电平在瞬间下降10

12、dB以上。在测量线路中断时，应将测试时间提高到1小时左右，在这段时间内，最多只允许出现两次线路中断。引起线路中断的典型原因是虚焊、短路、断续接触以及停电等。7.脉冲干扰脉冲干扰是数据网络中较为常见的干扰现象。干扰脉冲既能以单个脉冲的形式出现，又能以脉冲串的形式出现，其幅度非常大，足以使信号产生误码。引起脉冲干扰的典型原因主要有电子风暴、旋转式电话拨号以及机电设施(如电梯、公交电车等)。干扰脉冲的特性参数主要有幅度和持续时间。ITU M.1020建议规定，信号功率电平达到-21 dB时即称为干扰脉冲，并且在15分钟的测试时间内，这类干扰脉冲的出现次数不得多于18次。8.相位跳变相位跳变是指数据信

13、号的相位发生突变。引起相位跳变的主要原因是无线链路的载波频率发生变化。根据ITU M.1060，在15分钟的测试时间内，在15范围内最多只能出现10次相位跳变。10.2.5 光纤链路的测量和干扰光纤链路的测量和干扰与铜线介质相比，光纤传输链路的可靠性得到了大大增强，其潜在故障原因都比铜线链路少得多。由于干扰信号无法以感性或容性耦合的方式进入，故光纤介质或收发模块的差错主要基于以下原因：光线衰耗；光缆熔接头损耗；连接器损耗、杂质；老化；光功率问题；线路中断。因此，对光纤线路来说，只要进行以下三种参数的测量即可确定链路的传输质量：发送器和接收器的信号功率、传输过程中信号幅度的衰减以及信号传输路径上

14、的信号反射。其中，信号功率可以用光功率计测量，而衰减和反射则可以用光时域反射计测量。10.2.6 一致性和互操作性测试一致性和互操作性测试在数据通信中，一个很重要的测试环节就是一致性测试。为了保证网络的正常运行，需要使用特殊的测试系统来测试终端设备和网络组件。如果系统中含有多家厂商的设备，则需要对这些设备的兼容性或互操作性进行一致性测试。特别是广域网，对其进行国家标准和国际标准之间的一致性测试尤为重要。这也是之所以要通过一系列法规来要求厂商必须对设备进行测试和认证的原因。1.抽象测试程序集(ATS)、PICS和PIXIT一致性测试的步骤如下：首先由测试设备将被测设备(Implementatio

15、n Under Test)置于某特定的初始状态，然后由测试设备发出一些特定的协议事件以检查IUT的响应情况，最后将每项测试结果都记录下来，并按下面条目进行分类：通过；失败；不确定。对最后一种情况来说，由于被测协议处理过程过于复杂，以至于一致性测试无法准确地评估IUT的响应情况，此时就需要测试人员进行人工评估。某个系统的所有测试案例的集合称为测试程序集。抽象测试程序集(ATS，Abstract Test Suite)给出了每个测试案例中每个事件的初始状态。ATS由许多“测试目的”(即测试程序)组成，它用树表记法(Tree And Tabular Combined Notation)来表示。那些以

16、计算机程序方式实现的ATS称为可执行的测试程序集(Executable Test Suite)。由于不同的协议实现常常只实现了协议规范的某个子集，故在开始进行测试之前，应从完全的测试程序集中为IUT选取适当的测试程序。这一点可以通过配置该协议的所有参数来实现，相应的协议参数分别定义在“协议实现声明”(PICS)和“协议实现的额外测试信息”(PIXIT)之间通信所需参数的值。在实际应用中，PICS、PIXIT和所有的测试程序集都以可执行程序的方式运行在一致性测试系统中，可以通过输入对话框来定义PICS和PIXIT的值，之后就可以为一致性测试系统自动选择相应的测试案例并执行测试了。2.互操作性测试

17、互操作性测试主要是测试两个或多个系统能否协同工作。与一致性测试不同的是，互操作性测试的重点不是抽象的标准，而是标准实现的具体操作。因此，互操作性测试是一种相对测试，无需测试被测设备的所有功能，而只要对与互操作有关的功能进行测试即可。互操作性测试需要大量价格昂贵的仪器，因此，这类测试常常由专门的独立测试实验室或大学来完成。许多协议都有相应的互操作性测试软件包，这些软件包一般都包括各种一致性测试工具，并附有互操作性测试工具。所有通过了互操作性测试的设备基本都可以协同工作。3.功能测试对于私有数据网络，虽然在配置网络组件前很难进行一致性和互操作性测试，但是由于协议分析器可以模拟各类通信协议，故用协议

18、分析器对它进行小的功能测试并非难事。将协议分析器连接到被测网络组件上，就可以监测连接建立过程，并在必要时分析协议的处理过程。协议分析器可以仿真各类通信协议，因此，其行为可视为一个网络节点或终端系统。10.2.7 负载测试负载测试对于使用频率较高的广域网链路来说，对其链路上的设备执行性能测试是非常重要的。不同产品的性能差异很大，因此，在购买前最好仔细分析产品的性能指标。许多厂商为了推销其产品，要么给出的某一项技术指标含糊、不精确，要么漏去几项指标，而且有些列举出来的技术指标还不具有可比性。为此，IETF基准工作组起草了规定网络组件性能测试的标准术语文件，使得各厂商的测试参数具有较高的可比性。这些

19、草案或标准有：帧中继基准术语；LAN交换设备的基准方法学；LAN交换设备的基准术语；IP 多播的基准方法学；IP多播的基准术语；ATM基准方法学；ATM ABR 基准术语；ATM基准术语；ATM论坛性能测试规范；网络互连设备基准术语；网络互连设备基准方法学；防火墙性能的基准术语。其中所定义和解释的性能指标描述了广域网组件的许多重要功能，在正式使用某个网络组件之前，应该先了解这些参数的具体情况。如果条件允许，还应自行测试。10.3 X.25 10.3.1 X.25概述概述X.25接口专用于公用分组交换网，描述了连接建立、数据传输和连接拆除等进程。比较而言，X.21接口创建的是电路交换的物理层连接

20、，而X.25协议用于公用分组交换网中，因此不使用电路交换数据网中的信令进程；高级数据链路控制HDLC提供的是第二层的通信格式，而X.25协议定义的是第三层的连接建立和拆除进程，不过，电信网内部的数据路由器和交换遵循的都是X.75协议。10.3.2 X系列和系列和V系列接口故障分析系列接口故障分析X系列和V系列接口涉及的器件种类较少，只有一个DTE、一个DCE、以及收发端之间的电缆，因此故障诊断比较容易。首先使用接口测试仪检查接口的信号电平，可依次检查DTE(计算机或路由器)与其连接电缆之间的信号电平、DCE(X.20/X.21网卡或Modem)与其连接电缆之间的信号电平，如果问题出现在DTE上

21、，则应接着验证DTE通信端口的配置与状态情况，并弄清楚下列问题：接口端口是否已被激活；网络应用使用的接口端口与其数据速率是否匹配；接口硬件是否损坏，如果问题出现在电缆上，则应首先检查电缆是否有明显的损坏特征；电缆是否被扭绞或挤压；连接器是否脏了或受潮。如果没有发现电缆有什么明显的损坏，则应接着检查电缆的长度是否超标或引脚分配是否正确，可以利用万用表测试收、发引脚以检查引脚的分配是否正确。如果仍未发现差错，则应检查DCE。例如DCE上的所有机械开关、控制音频或脉冲拨号的开关、切换标准工作模式与环回工作模式的开关等。接着检查电源情况以及DCE到数据线或电话线的连接是否正确。如果依然找不出故障源，则

22、需要在本地模拟远端连接，即用另一个DCE连接在系统的另一端，如果该连接测试成功，则表明故障源在该连接的通信链路上或远端设备上。X系列与V系列接口最常见的两个故障现象是连接完全丢失和通信性能严重劣化。连接完全丢失的主要原因是物理层故障，包括掉电、DTE与DCE之间或DCE与通信网络之间的连接电缆松动、DCE或DTE组件(路由器端口、计算机接口和Modem)损坏等。有时，也可能是日常维护或重新配置网络组件时引发的连接丢失，如在扩展的DTE与DCE连接中使用了空的Modem电缆或简化的无RTS(请求发送)/CTS(清除发送)信号的引线电缆。另一个常见的故障原因是移除连接在DCE上用来测试BER的测试

23、环路。对X.21接口来说，通信故障主要是由传输时延引起的，特别是在DTE-DCE电缆较长时更是如此。这主要是由于X.21在DCE的S引脚上将输出信号的时钟频率同步于输入信号的时钟频率，输入信号需要从DCE传输到DTE上，它们将用作T引脚上输出数据的时钟，输出信号在通过X.21网络进行传送之前需要返回DCE。如果DTE和DCE之间的传输路径过长，则相移可能会使X.21 DCE在从DTE处采样数据比特时出错。某些X.21 DCE 有可选的补偿设置来补偿这种相移，否则，应使用更短的DCE电缆来解决该问题。对X.20和X.21等使用带内呼叫进程的X.21接口来说，定时在状态发生转移时非常重要。例如，当

24、状态从“准备好”向“呼叫请求”转移时需要发送器(T信号线)连续发送逻辑“0”(T信号线从MARK向SPACE跳变)且激活C信号线，但这个信号线的状态转移必须在几个信号元素时间(时钟脉冲)内完成。目前市场上几乎还没有能正确报告这些事件的协议分析器，建议在诊断这种接口故障时使用逻辑分析器。此外，X系列和V系列接口通信性能严重劣化的主要原因是网络质量不高、电缆质量低劣以及传输路径上有电磁干扰。10.3.3 X.25常见故障诊断常见故障诊断X系列和V系列接口中常见的故障有：【故障一】无连接。可能的故障原因有：(1)引脚分配可能不正确(如用空Modem电缆代替直通Modem电缆)；(2)电缆损坏(扭绞或

25、被挤压)；(3)连接器损坏(腐蚀、折断或引脚弯曲)；(4)电缆太长；(5)DTE接口未被激活或损坏；(6)DCE掉电；(7)DCE未连接到网络上；(8)DCE配置有问题(脉冲拨号而不是音频拨号；激活了Modem 环路)；(9)线路忙(其他系统正在发送数据)；(10)X.21协议差错(C或I信号未设成“ON”)；(11)状态转移无效，从而引发X.21协议差错(C/T或I/R未在规定事件内完成切换)。【故障二】吞吐量太低，响应时间过长。可能的故障原因有：(1)线路质量低劣；(2)DTE或DCE之间的电缆太长引起的高BER；(3)X.21的DTE-DCE电缆达到临界长度时引发的定时差错(在64 Kb

26、/s时临界电缆长度为781 m，在2048 Kb/s时为24 m)；(4)DTE-DCE连接路径上有电磁干扰，引起BER过高。10.4 帧帧 中中 继继 10.4.1 帧中继概述帧中继概述帧中继(FR，Frame Relay)是一种网络与数据终端设备接口标准。由于光纤网比早期的电话网误码率低得多，所以，它可以减少X.25的某些差错控制过程，从而减少节点的处理时间，提高网络的吞吐量。帧中继就是在这种环境下产生的。帧中继的主要特点是使用光纤作为传输介质，因此误码率极低，能实现近似无差错传输，减少了进行差错校验的开销，提高了网络的吞吐量；帧中继是一种宽带分组交换，使用复用技术时，其传输速率可高达44

27、.6 Mb/s。帧中继是继X.25后发展起来的数据通信方式。从原理上看，帧中继与X.25都同属于分组交换。它与X.25协议的主要差别有：(1)帧中继带宽较宽；(2)帧中继的层次结构中只有物理层和链路层，舍去了X.25的分组层；(3)帧中继采用D通道链路接入规程LAPD，而X.25采用HDLC的平衡链路接入规程LAPB；(4)帧中继可以不用网络层而只使用链路层来实现复用和转接；(5)与X.25相比，帧中继在操作处理上进行了大量的简化。不需要考虑传输差错问题，其中间节点只进行帧的转发操作，不需要执行接收确认和请求重发等操作，差错控制和流量均交由高层端系统完成，大大缩短了节点的时延，提高了网内数据的

28、传输速率。帧中继提供的是数据链路层和物理层的协议规范，任何高层协议都独立于帧中继协议，因此，大大简化了帧中继的实现。目前帧中继的主要应用之一是局域网互联，特别是在局域网通过广域网进行互联时，使用帧中继更能体现它的低网络时延、低设备费用、高带宽利用率等优点。大多数的电信公司都提供帧中继服务，把它作为建立高性能的虚拟广域连接的一种途径。帧中继是进入带宽范围为56 Kb/s1.544 Mb/s的广域分组交换网的用户接口。帧中继是从综合业务数字网中发展起来的，并在1984年推荐为国际电话电报咨询委员会(CCITT)的一项标准。与帧中继网相连，需要一个路由器和一条从用户场地到交换局帧中继入口的线路。这种

29、线路一般就像T1那样的租用数字线路，但依通信量而定。每个场点仅需要一条专用(租用)线路和相联的路由器直至帧中继网。这时，在其他网间的交换是在帧中继网内处理的。来自多个用户的分组被多路复用到一条连到帧中继网上的线路，通过帧中继网将它们送到一个或多个目的站。10.4.2 帧中继的帧格式帧中继的帧格式高级数据链路控制(HDLC)的组帧(framing)字段对于帧中继来说被连成一个整体。一个关键的字段是DLCI，它被表示成16位地址中第1字节的6位和第2字节的4位，如图10-1所示。这10位DLCI值是帧中继帧头的核心，它标识了用于物理通道多路复用的逻辑连接。图10-1 帧的最重要部分DLCI确定了帧

30、的目的地基本的LMI编址中，DLCI具有本地意义，即位于一个连接两端的终端设备使用不同的DLCI来标识同一连接。LMI是帧中继使用的连接状态机制。如果一个DTE错误地解释或错误地应用了服务提供者指定的DLCI号，那么就会导致故障的发生。这种故障一般可以在测试阶段找到并排除。在帧中，与拥塞相关的数据位的位置是：FECN：前向显式拥塞通知。此位由帧中继网络进行设置，以通知接收该帧的DTE，在从源到目的地的路径中发生了阻塞。BECN：后向显式拥塞通知。在与遭遇拥塞路径的帧传送方向相反的帧中，帧中继网络设置该位。DE：可丢弃指示位。此位由DTE设置，告诉帧中继网络该帧比其他帧的重要性低，在网络资源缺乏

31、时应当在丢弃其他帧之前丢弃该帧。它提供了一种简单的优先权机制。10.4.3 帧中继广域网中故障的查找帧中继广域网中故障的查找作为数据通信网络日常维护的一部分，应定期检测并保存网络的关键统计信息。对FR网络来说，这方面的工作包括记录所有网络组件(如路由器、网桥、交换机)的配置信息及详细的物理端口描述，记载网络上的协议以及应用程序的运行情况等。此外，还应记录最近网络中的一些运行统计信息，如峰值和平均容量使用率、包长度分布情况以及不同DLCI的典型带宽使用情况。将这些统计信息与网络发生故障时的响应参数进行比较，大多数时候都能为我们提供第一手的故障线索。在正式进行故障诊断之前，需要有一台协议分析器，用

32、来监测和模拟各种线路速率(网络中正在使用的速率)下的DTE和DCE接口。在进行故障诊断之前，还应了解故障的确切情况，例如，是否还能建立呼入和呼出连接？活动连接是否被故障中断了？经由FR链路的应用时间是否增大了，或者吞吐量是否降低？虽然帧中继是一种第二层数据链路协议，但由于FR网络中的许多故障都可以归结到物理层，所以在检测与修复FR网络故障时，应首先检查发生故障的物理线路接口和第一层连接是否有问题。例如，检查至信道服务单元/数据服务单元(CSU/DSU)的V.35电缆是否连接，以及是否正常。可以检查受故障影响的网络站点(如路由器和接口卡)的运行日志，并检查所有的网络组件的配置情况。如果发现某个端

33、口未被激活，则可能是线缆、连接器或端口损坏；如果未发现任何差错，则应使用相应的测试仪测量FR的第一层接口，完整的接口测试包括信号电平、线路码型、时钟速率、误码率和各种第一层告警(如AIS、RAI、CRC)等。图10-2给出了帧中继物理连接的各种要素。图10-2 帧中继物理连接的各种要素如果未检测到任何第一层故障，则应接着分析LAPF协议，检查经常发生协议差错的DLCI值。如果仍未测到差错，则应继续分析信道内信令(LMI)，检查STATUS ENQUIRY和STATUS消息数是否相等，如果相等，则表明连接无差错。需要说明的是，在网络重载时STATUS ENQUIRY和STATUS消息数可能会存在

34、微小的差异，这属于正常情况，但如果经常性地出现较大的偏差，则很可能是FR连接出现了故障，还有一种可能就是通信双方使用了不同版本的LMI。在诊断FR故障时，应检查FR的链路集成验证(Link Integrity Verification)进程，即检查STATUS ENQUIRY消息和发送间隔是否为10 s(T391轮询间隔)、STATUS ENQUIRY消息(N391轮询)是否每隔5个T391轮询周期就发送一次。完整的STATUS消息可提供有关不同PVC连接的详细信息，如果在所有FR链路都能被激活并且都能传输用户数据的情况下故障依然存在，则应检查所有DLCI配置情况，并相应地更改未能提供最大吞吐

35、量的配置数据。通过分析FECN和BECN数据包，可以获知FR网络过载状态的频度和持续时间。如果过载的持续时间仅为几秒钟，则经常性的网络过载会严重降低网络的性能。由于分析仪可以记录每帧的时间戳，所以只要拿网络过载结束时的FECN或BECN的时间戳减去网络刚出现过载时的FECN或BECN的时间戳，就可以得到网络过载状态的起止时间了。FR网络出现过载状态的另一个指示信号就是出现DE比特为“1”的帧，这些帧表明用户的数据速率超出了最小带宽(CIR)，在链路带宽不足时，网络可以丢弃这些帧。为了检查网络服务提供商是否提供了事先承诺的最小带宽，需要进行长期测量。在FR线路的一端配置一个环路，在另一端用协议分

36、析器注入速率等于CIR的流量负载，查看是否所有的数据帧都被正确地环回。最后，还应检查路由器的所有配置情况，以确定是否有本地网络流量通过FR线路进行传送。图10-3所示的流程图，提供了在帧中继网络中查找故障的基本步骤，可使故障排除工作效率更高。图10-3 帧中继故障查找流程图下面是WAN中典型的故障现象和可能的故障。其中，表10-1给出了常见的串行线路故障现象和可能的故障，表10-2给出了帧中继故障现象和可能的故障。表表10-1 常见的串行线路故障现象和可能的故障常见的串行线路故障现象和可能的故障表表10-2 帧中继故障现象和可能的故障帧中继故障现象和可能的故障10.4.4 帧中继常见故障诊断帧

37、中继常见故障诊断FR网络的两大常见故障现象为：连接全部中断和由响应时间过长引起的性能严重劣化。出现连接全部中断的主要原因是第一层网络故障，如供电故障、线路被切断、网络组件(如路由器端口、网桥端口、FR站点)损坏或线路噪声等。如果信号存在，且数据帧的定位也正确，则故障源可能在信道内信令LMI；如果远端站点不响应任何LMI轮询消息，则原因可能是FR访问设备(FRAD，一般为路由器、Modem或FR交换机)配置错误。一个常见问题是用户设备中的T391定时器设置不当，T391的超时值应小于对等设备中响应的T392定时器的超时值，但是由于时间的基准不一样，所以可能出现T392刚超时网络设备就收到了STA

38、TUS ENQUIRY消息的情况。同样，由于远端站点失效而无法激活PVC，或者已激活的PVC无法传送数据时，都可能是定时器设置不当引起的。在大多数时候，可以通过检查所有网络组件的配置情况来加以解决。FR链路上的应用出现响应时间过长现象的主要原因是用户流超出了链路的可用带宽或CIR不够。此外，FR网络节点出现经常性的拥塞也可能会延长响应时间，其原因是不断增多的过载消息会较大降低系统的吞吐量。【故障一】无连接。可能的故障原因如下：(1)线缆或连接器损坏；(2)路由器或FR交换器的供电系统出现故障；(3)路由器或FR交换机的配置有误(如线路速率、时钟以及端口的信道化配置有误)；(4)噪声、高误码率；

39、(5)信道内信令(LMI)的版本不兼容；(6)被叫号码不正确(对FR SVC而言)；(7)信号电平过低；(8)对等站点或对等网络未被激活或失效。【故障二】响应时间过长。可能的故障原因如下：(1)CIR太低；(2)DLCI配置拙劣；(3)通过FR传输的应用协议(如TCP/IP)的窗口尺寸太小；(4)超时或高误码率导致应用层协议经常性地要求重传；(5)最大包尺寸太小，经常出现碎片帧；(6)电信运营商没有提供承诺的带宽，误码率太高；(7)隐藏的或无意的流量被错误地路由到FR链路上；(8)FR网络节点出现拥塞(出现FECN、BECN消息)。10.5 综合业务数字网综合业务数字网 10.5.1 ISDN

40、概述概述CCITT对综合业务数字网(ISDN，Integrated Services Digital Network)的定义是：ISDN是以综合数字电话网(IDN)为基础发展演变而成的通信网，能够提供端到端的数字连接，用来支持包括话音和会话在内的多种电信业务。ISDN是全部数字化的电路，因此它能够提供稳定的数据服务和连接速度，不像模拟线路那样对干扰比较敏感。在数字线路上更容易开展更多模拟线路无法开展的，或者比较难于保证质量的数字信息业务。例如除了基本的打电话功能之外，还能提供视频、图像等数据服务。ISDN需要一条全数字化的网络用来承载数字信号，这也是它与普通模拟电话网点的最大区别。ISDN有两

41、种信道B和D。其中，B信道用于数据和语音信息，而D信道用于信号和控制(也能用于数据)。ISDN有两种访问方式：(1)基本速率接口(BRI)：由带宽均为64 Kb/s的两个B信道和一个带宽为16 Kb/s的D信道组成。三个信道设计成2B+D。(2)主速率接口(PRI)：由很多的B信道和一个带宽64 Kb/s的D信道组成，B信道的数量取决于不同的国家：北美和日本：23B+1D，总位速率1.544 Mb/s(T1)；欧洲国家及澳大利亚：30B+D，总位速率2.048 Mb/s(E1)。语音呼叫通过数据通道(B)传送，控制信号通道(D)用来设置和管理连接。呼叫建立时，一个64 K的同步信道被建立和占用

42、，直到呼叫结束。每一个B通道都可以建立一个独立的语音连接。多个B通道可以通过复用合并成一个高带宽的单一数据信道。D信道也可以用于发送和接收X.25数据包，接入X.25报文网络。10.5.2 ISDN故障分析故障分析网络中的大部分故障都出现在物理层，ISDN也不例外，因此首先应该执行基本的检查操作，如检查物理接口、监视ISDN的第一层功能等。如果故障现象显示与某个特定的网络组件(如ISDN卡、ISDN电话或NT)有关，那么接下来就应该用正常组件替换故障组件。如果问题没有得到解决，则接着查看受故障影响的ISDN网络组件(如路由器或ISDN卡)收集到的日志数据，检查可能出错的组件的配置情况。如果仍然

43、找不到故障源，就应使用ISDN测试仪检查ISDN第一层功能(如信令和承载通路协议等)；在BRI线路上，第一层应自动达到INFO3或INFO4状态；在PRI线路上，应测量电压电平、第一层警告状态(AIS、RAI、CRC)、NT的供电情况(绿色LED应亮)以及PRI和(红色LED不应亮)等。如果收集到的数据表明仍能建立物理连接，则接下来应分析LAP-D协议，再接着分析D信道上的信令进程。如果在能够成功建立ISDN连接的情况下故障依然存在，则应分析B信道中承载的用户数据，如误码率、容量使用率、使用的传输协议(如IP或X.25)等。ISDN网络中最常见的三个故障现象为：(1)连接建立故障；(2)活动连

44、接的中断；(3)网络性能严重劣化，并且ISDN应用的响应时间延长。但最常见的故障现象是由ISDN电话机，或带ISDN网卡的计算机发起的建立连接进程失败。这种情况一般都是由ISDN物理层(OSI第一层)故障引起的，很少涉及高层网络。典型的故障原因有：供电系统故障、联络中断、连接器配线错误、缺失终端电阻(BRI)、网络组件(如ISDN路由器端口、ISDN交换机、ISDN PC卡、ISDN电话机等)失效或线路噪声。对PRI线路来说，还可能有以下故障原因：接地问题、NT与TE之间的电缆屏蔽故障等。T1/E1线路常常端结在数字交叉连接设备或配线架上，从而可以引入额外的故障源，如跳线或终端电阻型号错误、配

45、线盘标签不清或将软跳线插入错误的连接器中。此外，ISDN接口配置差错也是一个常见的故障原因，例如，当某BRI线路上的终端设备工作于点到点模式下而不是总线模式时，则会产生帧冲突现象，从而无法建立物理层连接。用于基群速率接口的TE设备一般都要保证帧格式、线路编码的正确性，并为信令通路分配正确的时隙。对北美T载波系统来说，还应知道T1线路的服务类型。由于某些传统服务，使得承载零编码置换(Zero Code Substitution)或数字数据系统(Digital Data Systerm)服务的T1线路无法以64 Kb/s的数据速率传输任意数据，某些本地交换运营商只能提供最大为56 Kb/s的数据速

46、率业务，因此需要根据实际情况进行相应的配置。ISDN第二层中最常见的差错主要表现在TEI分配策略(手动或自动)上达成一致，则无法在LAP-D协议上进行通信，从而无法建立ISDN连接。另一个与TEI分配相关的差错是重复分配了某个TEI值，从而无法完成建立连接的过程。为了检查第二层的TEI分配问题，应了解网络中需要多少条第二层链路以及配置了多少第二层链路(TEI值)，哪条链路配置了固定TEI值，哪条链路采用了自动TEI分配方式等。对北美NT-1以上容量的ISDN网络来说，SPID的值必须加入终端设备的内存，因此用户必须熟悉终端设备的配置过程。ISDN第三层的故障原因很多，如Q.931变体不兼容(如

47、国家ISDN与欧洲ISDN)、ISDN业务不兼容或不可用、ISDN协议的实现不正确以及输入了错误的被叫用户号码。已有连接出现终端的最少可能原因是缺少保持激活帧，如果接收准备好帧(第二层)或状态查询帧(第三层)，这种差错的主要原因是高误码率或终端来不及响应轮询帧。对北美ISDN网络来说，如果终端无法响应周期性的线路审计，即通过广播链路(SAPI63，TEI127)传输的同一性检查请求消息，则网络会发起一个TEI删除进程。需要注意的是，在某些情况下即使ISDN链路上某些应用的响应时间比较长，也可能是ISDN正常运行的一部分。例如，限制了B信道的带宽或通过ISDN访问的某些处理系统需要为每个事务处理

48、进程都建立一条呼叫。如果配置ISDN路由器，让其在一小段非激活时间之后就自动拆除连接(以减少连接开销)，则可能会导致每次访问服务器时都要花几秒钟时间来重建ISDN连接。如果只能通过回拨模式建立连接，即主叫被远端站点回呼，从而每个呼叫都要产生两个呼叫建立过程，就会大大降低网络的性能。当然，网络响应过长也可能是由B信道传输协议配置差错引起的，其典型现象是定时器频繁出现超时现象或窗口尺寸过短。其他可能的故障原因还有激活B信道时出现故障，这种情况常发生于多链路点到点协议(PPP)的场合下。如果在路由器上配置的激活第二个B信道(同一个BRI)的阈值过高，则会导致第二个B信道激活得太晚、去活得太早或着根本

49、就不会被激活，从而在未用完ISDN线路理论总带宽的情况下就出现了过载现象。需要注意的是，点到点ISDN线路的配置与点到多点(即总线型)ISDN线路的配置不同。如前所述，PRI只能工作在点到点模式下，而BRI线路则可以工作在点到点和点到多点模式下。例如，如果对某个工作于多条线路的工作模式配置出错，则无法正确完成TEI的分配，从而破坏了网络的运行。10.5.3 ISDN常见故障诊断常见故障诊断【故障一】无连接。原因：(1)布线错误或连接器故障；(2)供电系统失效；(3)交叉线对(BRI)；(4)用户号码错误；(5)网络组件(如ISDN路由器端口、终端适配器(TA)、PBX、接口卡、电话机等)故障；

50、(6)ISDN接口(ISDN卡、路由器端口、PBX)配置错误；(7)噪声、高BER；(8)TEI分配问题(手工分配与自动分配模式)；(9)TEI重复；(10)Q.931变体(国家ISDN与欧洲ISDN)不兼容；(11)ISDN业务不兼容；(12)Q.931实现错误；(13)总线上的布线错误；(14)总线上无终端电阻；(15)接地错误(PRI)；(16)NT与TE之间的线缆未屏蔽(PRI)；(17)在多信令链路(北美BRI)中，发送的信令消息的TEI值不正确。【故障二】经常性的连接丢失。原因：(1)BER过高；(2)终端设备处理速度太慢(对接收准备好(RR，Receive Ready)或状态查询