ping丢包故障处理方法

Posted 2021-01-05

ping丢包故障处理方法

1. Ping丢包故障定位思路故障分析
Ping丢包是指Ping报文在网络中传输，由于各种原因（如线路过长、网络拥塞等）而产生部分Ping报文丢弃的现象。在使用Ping命令，出现Ping丢包的现象时，第一步需要确定Ping丢包的网络位置，其次是确定Ping丢包的故障原因，然后依据定位的故障原因再进行解决。
确认Ping丢包的网络位置时一般采用逐段Ping的方法，可以将Ping丢包故障最终确定在直连网段之间。 确认Ping丢包的故障原因一般采用流量统计的方法，通过流量统计可以知道丢弃报文的具体位置、判断故障原因。
导致Ping丢包的原因非常多，也非常复杂，实际故障定位中需要综合考虑各种因素。本文档针对常见Ping丢包故障分析，总结出以下几种常见故障：
物理环境故障；网络环路；ARP问题；ICMP问题。
需要注意并不是Ping丢包就一定表示网络质量差，某些情况下虽然Ping丢包，但是业务是正常的。分析Ping丢包时注意以下两点：
当设备对报文进行硬件转发，速度非常快，就不会丢包。例如，Ping设备端口下挂的电脑。当报文需要CPU进行处理时，CPU繁忙就会丢包。例如：Ping设备上的IP地址。
为了防止网络×××对设备造成影响，设备具有CPU保护功能，对于超过CPCAR（Control Plane Committed Access Rate）值的ARP、ICMP等报文进行丢弃，造成Ping丢包现象。此种现象不影响业务的正常运行。

2. Ping丢包故障定位

图1 Ping测试组网图
如上图1所示，以一个Ping丢包实例，介绍Ping丢包故障定位。

3. Ping丢包故障现象
C:Users> ping -n 100 192.168.4.41
正在 Ping 192.168.4.41 具有 32 字节的数据:
请求超时。
请求超时。
来自 192.168.4.41 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=128
...
来自 192.168.4.41 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=128
192.168.4.41 的 Ping 统计信息:
数据包: 已发送 = 100，已接收 = 80，丢失 = 20 (20% 丢失)，
往返行程的估计时间(以毫秒为单位):
最短 = 0ms，最长 = 0ms，平均 = 0ms

4. Ping丢包故障定位
依据故障发生的可能原因进行故障定位，故障定位方法如下：
1、配置Ping多包。
为了持续复现丢包现象，以便于故障处理，需要持续发送Ping报文。可以配置Ping的-c count参数，发送多个Ping报文。
2、缩小故障范围。
当在PC上直接Ping IP地址192.168.4.41丢包时，直接判定故障出现的原因将非常的困难。此时可以先缩小故障范围，在PC上分别Ping SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD，通过Ping结果可以判断出哪一段网络出现故障。本例假设PC上Ping SwitchB时也出现丢包，则可以初步判断丢包发生在SwitchA和SwitchB直连网段之间。
3、配置流量统计。
通过缩小故障范围最终将故障定位在SwitchA和SwitchB之间，为了进一步确认故障点，需要在SwitchA和SwitchB上配置流量统计功能，观察丢包情况。具体理论统计配置方法请参考各设备的说明手册。
4、分析统计结果。
在SwitchA上持续Ping SwitchB。
如果离开SwitchA的报文数目多余进入SwitchB的报文数目，说明传输链路上存在丢包，请依照后面介绍的物理链路故障引起ping丢包进行处理。
如果离开SwitchA的报文数目等于进入SwitchB的报文数目，但是离开SwitchB的报文数目少于进入SwitchB报文数目，说明SwitchB上存在丢包。引起SwitchB设备丢包可能原因分为网络环路和ICMP问题。
登录设备，续查看CPU和接口利用率是否很高、查看是否出现MAC地址漂移。如果出现利用率高或MAC地址漂移现象，请依照后面的网络环路引起ping丢包进行处理。
登录设备，查看是否有ICMP报文被丢弃、查看ICMP报文限速的配置是否过小。如果出现报文被丢弃或ICMP报文限速配置得很小，请依照后面介绍的ICMP问题引起ping丢包进行处理。
如果离开SwitchA的报文数目少于Ping发送的报文数目，说明SwitchA上丢包。引起SwitchA丢包可能原因分为网络环路和ARP问题。
登录设备，查看CPU和接口利用率的情况，查看是否出现MAC地址漂移，如果出现利用率高或MAC地址漂移现象，请依照后面介绍的网络环路引起ping丢包进行处理。
登录设备，查看是否有ARP报文被丢弃。如果出现报文被丢弃现象，请依照后面介绍的ARP问题引起ping丢包进行处理。

5. 物理链路故障引起ping丢包分析
通过Ping丢包故障定位思路可以判断出是否由于物理链路故障引起的丢包。物理链路故障常见以下原因：
计算机网卡有问题、设备接口不正常、线缆接头接触不良或松脱、网线过长或出现破损、光纤弯曲度过大、光模块收发的光功率过低、电口协商不一致，如一端自协商一端非自协商。
在实际环境中设备未接地导致静电不能释放、风扇损坏导致设备过热等物理环境问题也会引起Ping丢包。
物理链路故障可以通过观察发现，如光纤弯曲度过大、物理连接线过长、设备或者电脑网卡指示灯显示不正常等。针对物理链路故障，故障的解决的办法一般是更换物理器件，器件更换后故障即可恢复。

6. 网络环路故障引起ping丢包分析
以太网交换网络中为了进行链路备份，提高网络可靠性，通常会使用冗余链路。但是使用冗余链路会在交换网络上产生环路，引发广播风暴以及MAC地址表不稳定等故障现象，从而导致用户通信质量较差，甚至通信中断。网络环路会导致设备CPU和端口利用率高，Ping报文被丢弃。
当设备处于存在环路的网络中，设备的反应速度比较缓慢。环路问题判断方法如下：
1、通过display interface brief | include up命令，查看所有UP接口下的流量，存在环路的接口上InUti和OutUti两个计数会逐步增加，甚至到接近100%，远远超过业务流量。
第一次查询：
<SwitchA> display interface brief | include up
...
Interface PHY Protocol InUti OutUti inErrors outErrors
GigabitEthernet0/0/2 up up 0.56% 0.56% 0 0
...
第二次查询：
<SwitchA> display interface brief | include up
...
Interface PHY Protocol InUti OutUti inErrors outErrors
GigabitEthernet0/0/1 up up 76% 76% 0 0
...
2、判断交换机是否存在MAC地址漂移。
可以执行display trapbuffer命令，查看MAC地址漂移的日志来判断。
可以执行mac-address flapping detection命令配置MAC地址漂移检测功能，然后通过display mac-address flapping record命令来判断是否出现MAC地址漂移。
可以多次执行display mac-address来观察，若MAC地址在交换机不同的接口学习到，则存在mac地址漂移。
3、检查CPU的利用率。
通过命令display cpu-usage查看CPU的利用率。网络环路会导致CPU利用率一直很高，Ping报文未来得及处理就被丢弃。
解决此种Ping丢包问题的方法是破除网络环路，可以在设备上部署RRPP、SEP、Smart Link、STP/RSTP/MSTP等协议，对环路进行处理。

7. ARP问题故障引起ping丢包分析
通过前面介绍的Ping丢包故障定位思路断是否由于ARP问题导致Ping丢包。ARP问题常见故障现象：开始（由于ARP学习失败）出现Ping丢包，然后（学习到ARP）在一段时间内（ARP表项老化时间）无丢包现象，后续（再出现ARP学习失败）会继续出现丢包。
常见ARP问题有以下两种：
设备配置了ARP安全功能，如ARP Miss的源抑制、ARP速率抑制等，会导致ARP学习很慢，Ping丢包。 设备受到ARP报文×××，上送CPU的ARP报文数超过CPCAR值，导致部分ARP报文被丢弃，Ping丢包。
常见问题判断及解决方法如下：
通过display arp packet statistics命令，查看是否有ARP报文被丢弃，分析设备上ARP安全的配置情况，从而判断问题的原因。对于该问题需要重新配置ARP安全，使设备能够正常的处理ARP报文。
通过display cpu-defend statistics命令，查看CPU对于ARP报文处理情况，是否存在报文丢弃。
对于该问题需要检查设备是否受到ARP×××，正确配置ARP安全来防范×××，同时增加ARP报文的CPCAR值。配置样例如下：
<SwitchA> system-view
[SwitchA] cpu-defend policy arp
[SwitchA-cpu-defend-policy-arp] car packet-type arp-reply cir 32
Warning: Improper parameter settings may affect stable operating of the system. Use this command under assistance of Huawei engineers. Continue? [Y/N]:y
[SwitchA-cpu-defend-policy-arp] car packet-type arp-request cir 32
Warning: Improper parameter settings may affect stable operating of the system. Use this command under assistance of Huawei engineers. Continue? [Y/N]:y
[SwitchA-cpu-defend-policy-arp] quit
[SwitchA] cpu-defend-policy arp global

8. ICMP问题故障引起ping丢包分析
ICMP问题常见故障现象：
Ping设备时，一旦Ping速度比较快就会丢包，速度慢下来就不会丢包。 Ping大包时出现规律性丢包。 Ping设备时，会出现Ping通几个报文后Ping不通，大约两分钟左右又可以Ping通，Ping通几个报文后又Ping不通。
常见ICMP问题有以下三种：
设备受到ICMP报文×××，上送CPU的ICMP报文数超过CPCAR值，导致部分ICMP报文被丢弃，Ping丢包。 设备配置ICMP×××防范，超过速度限制的ICMP报文被丢弃，Ping丢包。 设备配置ICMP限速功能，超过速度限制的ICMP报文被丢弃，Ping丢包。
常见问题判断及解决方法如下：
1、通过display icmp statistics和display anti-attack statistics icmp-flood命令查看是否有ICMP报文被丢弃。
对于该问题需要重新配置ICMP安全，使设备能够正常的处理ICMP报文。
2、检查icmp rate-limit total threshold threshold-value命令的配置情况，了解ICMP流量限速的阈值。
如果阈值过小，则可通过icmp rate-limit total threshold threshold-value命令进行修改，使其允许更多的ICMP报文通过。配置样例如下：
<SwitchA> system-view
[SwitchA] icmp rate-limit enable
[SwitchA] icmp rate-limit total threshold 500
3、通过display cpu-defend statistics packet-type icmp all命令，查看CPU对于ICMP报文处理情况，是否存在报文丢弃。
对于该问题需要检查设备是否受到ICMP×××，正确配置ICMP安全来防范×××，同时增加ICMP报文的CPCAR值。ICMP报文的CPCAR值配置样例如下：
<SwitchA> system-view
[SwitchA] cpu-defend policy icmp
[SwitchA-cpu-defend-policy-icmp] car packet-type icmp cir 256
Warning: Improper parameter settings may affect stable operating of the system. Use this command under assistance of Huawei engineers. Continue? [Y/N]:y
[SwitchA-cpu-defend-policy-icmp] quit
[SwitchA] cpu-defend-policy icmp global
还可以通过icmp-reply fast命令使能Ping快回功能来解决CPU丢弃ICMP报文故障。