排查网络故障常用命令

Posted on by zhezimi

在排查网络故障时，网络管理员和技术人员常常需要依赖一系列命令来迅速定位问题。以下是一些常用的网络故障排查命令，它们各自有特定的用途，可以帮助有效诊断和解决网络问题：

  1. ping
  2. traceroute
  3. netstat
  4. telnet

1：ping

ping 命令在 Linux 中主要用于测试网络的连通性，它通过发送一个称为 ICMP（Internet Control Message Protocol）回显请求的数据包到目标主机，并等待目标主机回应，从而检查两者之间的网络连接状况。它还可以报告数据包传输的延迟时间，以及数据包丢失的情况。

ping 的基本原理是使用 ICMP 协议发送回显请求（Echo Request）和接收回显应答（Echo Reply）。当 ping 发送回显请求到目标 IP 地址时，目标设备会接收到该请求，并返回一个应答包。如果网络正常，发送方就会收到这个应答并计算往返的时间（称为 RTT，Round-Trip Time）。同时，ping 还可以显示网络中是否存在丢包的情况。

具体步骤如下：

1：发送 ICMP Echo Request: 本地主机向目标主机发送回显请求包。

2：等待响应: 本地主机等待目标主机的回应。

3：接收 ICMP Echo Reply: 如果目标主机正常并且网络畅通，它会返回回显应答包。

4：显示结果: ping 命令显示发送的包的数量、响应时间和丢包率等信息

举例：

使用 ping 命令测试 baidu.com 的网络连通性，可以输入以下命令：

[test@iZ2zex0j12ahfhZ ~]# ping baidu.com

示例输出：

PING baidu.com (39.156.66.18) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 39.156.66.18: icmp_seq=1 ttl=54 time=36.5 ms
64 bytes from 39.156.66.18: icmp_seq=2 ttl=54 time=37.1 ms
64 bytes from 39.156.66.18: icmp_seq=3 ttl=54 time=36.8 ms
64 bytes from 39.156.66.18: icmp_seq=4 ttl=54 time=36.6 ms

--- baidu.com ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3004ms
rtt min/avg/max/mdev = 36.532/36.768/37.124/0.219 ms

解释：

  1. PING baidu.com (39.156.66.18): ping 命令将主机名 baidu.com 解析为 IP 地址 39.156.66.18，表明要向这个 IP 地址发送 ICMP 回显请求。
  2. 发送的 ICMP 包：
    • 56(84) bytes of data.：默认情况下，ping 发送一个 56 字节的数据包（加上 IP 和 ICMP 头的 28 字节，总计 84 字节）。
  3. 响应数据：
    • 64 bytes from 39.156.66.18: 收到了从 baidu.com 返回的数据包，大小为 64 字节。
    • icmp_seq=1: 这是第 1 个 ICMP 包的序列号。
    • ttl=54: TTL（Time To Live）是一个防止数据包无限循环的机制，表示数据包在网络中的剩余跳数。
    • time=36.5 ms: 数据包从发送到收到的往返时间（Round Trip Time，RTT），单位为毫秒。
  4. 统计信息：
    • 4 packets transmitted, 4 received: 共发送了 4 个包，并成功接收到 4 个包，没有丢包。
    • 0% packet loss: 表示没有数据包丢失。
    • rtt min/avg/max/mdev: 这是 RTT 的最小值、平均值、最大值和标准差，分别为 36.532 ms、36.768 ms、37.124 ms 和 0.219 ms。

这个输出表明从本地主机到 baidu.com 的网络连接畅通，数据包的往返时间较低，且没有丢包，网络质量良好。

2: traceroute

traceroute 是一个网络诊断工具，用于跟踪从本地主机到目标主机的数据包经过的路径，显示数据包在每一跳（即经过的每一个路由器）的延迟时间。

在实际工作中，traceroute 命令通常用于排查网络连接问题，特别是在以下几种情况下非常有用：

1. 网络连接不通

当无法访问某个服务器或网站时，可能的原因很多，如服务器不可用、网络配置错误或路由问题。使用 traceroute 可以帮助判断问题发生在哪个网络节点。例如：

  • 你试图访问某个外部服务（如 API 服务器或远程服务器）却无法连接，通过 traceroute 可以查明数据包在哪一跳被阻止，帮助判断是本地网络问题还是服务器所在的网络或中间路由问题。
  • 应用场景：公司的服务突然无法访问，使用 ping 发现超时，可以使用 traceroute 来查看具体在哪一跳失败，排查中间网络路由是否存在问题。

2. 高延迟（网络慢）

当网络访问速度异常缓慢时，可能是某个路由器或路径上的某台设备响应时间过长，导致网络延迟。通过 traceroute 可以逐跳查看延迟，找出哪一跳的延迟异常高，从而帮助定位网络瓶颈。

  • 应用场景：你发现从公司网络访问某个远程服务器的响应速度很慢，通过 traceroute，你可以检测到某个路由器或 ISP 网络延迟过高，帮助向相关方（如网络供应商）报告问题。

3. 中间路由丢包或阻塞

有时数据包可能在某一跳的路由器上被丢弃或阻塞，导致连接不稳定。通过 traceroute，你可以发现数据包在哪一跳开始丢失，帮助你确定是本地网络问题还是某个外部网络的问题。

  • 应用场景：如果客户反馈访问公司的服务偶尔会中断，你可以使用 traceroute 查看是否某些路由器在某些情况下会丢包。

4. 防火墙或网络配置问题

如果公司内部网络或客户的网络中部署了防火墙，防火墙可能会阻止某些数据包的传输。使用 traceroute 可以帮你找出数据包是否在防火墙处被阻止，并帮助排查防火墙配置是否有误。

  • 应用场景：公司新部署了一台防火墙后，发现部分客户无法访问公司的服务，使用 traceroute 能确认是否是防火墙配置阻止了数据包的通过。

5. ISP 或 CDN 问题

有时候，网络问题可能发生在互联网服务提供商（ISP）或内容分发网络（CDN）之间。通过 traceroute，你可以看到数据包经过的每个节点，判断问题是否出在某个运营商或 CDN 的路由问题上。

  • 应用场景：你的服务依赖于多个地理位置的 CDN，但某些区域的用户无法正常加载资源文件，traceroute 可以帮你追踪这些用户访问 CDN 的路径，找出是否是某个 CDN 节点出现了问题。

6. 网络路径优化

有时，你可能想分析数据包的传输路径，查看网络是否选择了最佳路径，尤其是当你使用多条线路或者多运营商的网络环境时。通过 traceroute 可以看到数据包的具体跳数和路径，帮助你优化网络拓扑结构。

  • 应用场景：你发现通过某条网络访问目标服务器的路径比预期的长，想要优化网络路由，可以通过 traceroute 分析当前的路径并与运营商沟通改进。

工作原理：

  1. TTL（Time To Live）机制：traceroute 利用 IP 协议的 TTL（生存时间）字段。TTL 是一个数字，表示数据包在网络中允许经过的最大跳数。当数据包经过每一个路由器时，TTL 会减 1。当 TTL 减为 0 时，路由器会丢弃该数据包，并返回一个 “超时” 信息给发送方。
  2. 逐步增加 TTL：traceroute 会发送带有不同 TTL 值的数据包。第一次发送 TTL 为 1，目的是只经过第一个路由器，然后收到该路由器的返回信息。接着，traceroute 将 TTL 设置为 2，这样数据包会经过两个路由器，依此类推，直到到达目标主机或者达到最大 TTL。
  3. 显示每跳信息：每次收到路由器的返回信息时，traceroute 记录该路由器的 IP 地址，并测量从发送数据包到收到返回信息所花费的时间。通过逐步增加 TTL，traceroute 可以显示出到目标主机经过的每一个路由器。

举例：

假设你想追踪到 baidu.com 的路径，可以运行以下命令：

traceroute baidu.com

示例输出：

traceroute to baidu.com (39.156.66.18), 30 hops max, 60 byte packets
 1  192.168.1.1 (192.168.1.1)  1.232 ms  1.099 ms  1.073 ms
 2  10.0.0.1 (10.0.0.1)  2.304 ms  2.278 ms  2.259 ms
 3  203.0.113.1 (203.0.113.1)  10.432 ms  10.412 ms  10.388 ms
 4  198.51.100.1 (198.51.100.1)  20.532 ms  20.512 ms  20.497 ms
 5  39.156.66.18 (39.156.66.18)  35.743 ms  35.721 ms  35.694 ms

解释：

  1. 1st hop:
    • 192.168.1.1: 这是本地主机与互联网之间的第一个路由器（通常是你的家庭或公司网络中的路由器）。
    • 1.232 ms：表示从本地主机到该路由器的往返时间，单位为毫秒。三次时间表示 traceroute 向同一目标发送了 3 个数据包。
  2. 2nd hop:
    • 10.0.0.1：这是第二跳的路由器的 IP 地址。
    • 2.304 ms：显示到第二跳路由器的延迟。
  3. 其他 hops：
    • 每一跳的路由器 IP 地址和延迟都显示在输出中，直到最终达到目标主机 baidu.com（IP 地址：39.156.66.18），延迟为 35.743 ms

常见的 traceroute 输出解释：

  1. * * *：如果某一跳的路由器不返回信息，traceroute 将显示 * * *。这可能是由于路由器禁止 ICMP 数据包（如防火墙配置所致），或者是路由器不响应 TTL 超时的数据包。
  2. 延迟较大的 hop：如果某一跳的延迟明显比其他的高，可能说明该路由器或网络路径存在问题。
  3. 无响应的目标：如果目标主机不可达，traceroute 会在某一跳停止，通常会出现多次 * * *，表示数据包无法进一步传递。

3： netstat

netstat 是一个网络统计工具，用于显示网络连接、路由表、接口统计信息、伪连接以及网络协议的使用情况。

netstat 命令通过读取操作系统的网络协议栈（如 TCP/IP 协议栈）中的信息，收集当前网络状态和活动连接的信息。它可以提供当前的网络连接、路由表、网络接口统计等信息，这些数据通常保存在内核的网络数据结构中。

在网络管理和故障排查中，netstat 是非常有用的工具。以下是其使用场景、基本原理和示例

使用场景

1：查看网络连接状态

  • 检查当前系统上有哪些网络连接是活动的，以及连接的状态（如 ESTABLISHED、LISTENING 等）。
  • 应用场景：你想知道当前与某个外部服务器的连接是否正常，或者是否有异常的连接。

2：排查网络故障

  • 当遇到网络问题时，可以使用 netstat 来查看活动的连接，判断是本地网络问题还是远程服务的问题。
  • 应用场景：某个应用无法访问网络，通过 netstat 确认是否有连接被拒绝或处于 TIME_WAIT 状态。

3：查看监听的端口

  • 查看哪些程序正在监听特定端口，可以帮助判断是否有服务在运行。
  • 应用场景：在服务器上确认你的 Web 服务器（如 Apache 或 Nginx）是否在监听正确的端口。

4：监控网络流量

  • 可以使用 netstat 查看网络接口的流量统计，监控网络性能。
  • 应用场景：在性能调优过程中，监测某个网络接口的流量使用情况。

5：查看路由表

  • 检查当前的路由表配置，判断数据包的转发路径。
  • 应用场景：调试网络时，确认路由配置是否正确。

举例

1. 查看网络连接状态

场景：你想检查与外部服务器的活动连接，以确保你的应用能够正常通信。

netstat -an | grep ESTABLISHED

解释：

  • -a：显示所有连接和监听端口。
  • -n：以数字形式显示地址和端口号，避免进行 DNS 查找，提高显示速度。
  • grep ESTABLISHED：过滤出状态为 ESTABLISHED 的连接，表示这些连接是活跃的。

示例输出：

tcp        0      0 192.168.1.5:49542       93.184.216.34:80        ESTABLISHED
tcp        0      0 192.168.1.5:49543       93.184.216.34:443       ESTABLISHED

说明：输出显示与远程 IP 地址（例如 93.184.216.34）的多个活跃连接，确认与服务器的通信正常。

2. 排查网络故障

场景：某个应用无法访问互联网，可能是由于连接被拒绝或丢失。

netstat -ant

解释：

  • -a：显示所有连接和监听端口。
  • -n：以数字形式显示地址和端口号。
  • -t：仅显示 TCP 连接。

示例输出：

tcp        0      0 192.168.1.5:49542       0.0.0.0:*               TIME_WAIT
tcp        0      0 192.168.1.5:49543       0.0.0.0:*               TIME_WAIT

说明：如果很多连接处于 TIME_WAIT 状态，可能意味着应用频繁建立和关闭连接，需检查连接管理策略或网络配置。

3. 查看监听的端口

场景：你想确认 Web 服务器是否在正确的端口上监听，以确保能够接收请求。

netstat -tuln

解释：

  • -t：仅显示 TCP 连接。
  • -u：仅显示 UDP 连接。
  • -l：只显示监听中的连接。
  • -n：以数字形式显示地址和端口号。

示例输出：

Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      
tcp        0      0 0.0.0.0:443             0.0.0.0:*               LISTEN

说明：输出显示 Web 服务器在 80 端口（HTTP）和 443 端口（HTTPS）上监听，确保 Web 服务正常运行。

4. 监控网络流量

场景：你需要检查特定网络接口的流量统计，以评估网络负载。

netstat -i

解释：

  • -i：显示网络接口的信息，包括接收和发送的包数、错误和丢包情况。

示例输出：

Kernel Interface table
Iface   MTU   RX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVR TX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flg
eth0    1500  1000   0      0      0      1200   0      0      0      BMRU
lo      65536 5000   0      0      0      5000   0      0      0      LRU

说明：通过监控 eth0 接口的 RX-OK 和 TX-OK（接收和发送成功的包数），可以评估网络流量和接口性能，确保网络负载在合理范围内。

5. 查看路由表

场景：你想检查当前的路由配置，判断数据包的转发路径是否正确。

netstat -rn

解释：

  • -r：显示路由表。
  • -n：以数字形式显示地址，避免 DNS 解析。

示例输出：

Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.1.1     0.0.0.0         UG    0      0        0 eth0
192.168.1.0     0.0.0.0        255.255.255.0   U     0      0        0 eth0

说明：输出显示目标地址、网关、子网掩码等信息。0.0.0.0 的路由表项指向默认网关 192.168.1.1，确保数据包能够正确转发到外部网络

4：telnet

telnet 是一个网络协议和命令行工具，用于在计算机之间建立远程连接。

telnet 协议允许用户通过网络与远程计算机进行交互。它使用 TCP 协议，通常默认连接到 23 端口。通过 telnet，用户可以连接到远程主机并在其上执行命令。虽然现在很多系统更倾向于使用更安全的 SSH 协议，但 telnet 仍然在某些场景下被使用。

它通常用于测试网络服务的可达性以及进行远程登录。以下是 telnet 的详细解释，包括其工作原理、使用场景和示例。

使用场景

1：测试网络连接

  • 使用 telnet 可以检查指定端口上的服务是否可用。
  • 应用场景：确认 Web 服务器是否在 80 端口监听。

2：远程登录

  • 在某些旧的或不需要安全性的系统中，telnet 可以用作远程登录工具。
  • 应用场景：访问旧版设备或服务，这些设备可能不支持 SSH。

3：调试服务

  • 可以手动发送命令到服务端，帮助调试应用程序和协议。
  • 应用场景：测试 SMTP 邮件服务器的邮件发送功能。

4：检查防火墙设置

  • 确认特定端口是否开放，以检测防火墙配置。
  • 应用场景：检查防火墙是否阻止某个服务的访问

举例

1. 测试连接到 Web 服务器

telnet www.example.com 80

解释：

  • 连接到 www.example.com 的 80 端口（HTTP）。

示例输出：

Trying 93.184.216.34...
Connected to www.example.com.
Escape character is '^]'.

说明：如果看到 “Connected”，表示 Web 服务器在该端口上正常监听。此时可以输入 HTTP 请求，例如 GET / HTTP/1.1。

2. 测试连接到 SMTP 服务器

telnet smtp.example.com 25

示例输出：

Trying 192.0.2.1...
Connected to smtp.example.com.
220 smtp.example.com ESMTP Postfix

说明：输出显示 SMTP 服务器的欢迎信息，表示连接成功。可以继续发送 SMTP 命令（如 EHLO）进行测试。

3. 远程登录到设备

如果设备支持 telnet，可以使用以下命令：

telnet 192.168.1.10

示例输出：

Trying 192.168.1.10...
Connected to 192.168.1.10.
Escape character is '^]'.
Login: 
Password:

说明：连接到设备后，需要输入用户名和密码进行登录。

注意事项

  • 安全性：telnet 不加密数据，任何经过网络的明文信息都可能被窃听，因此在现代环境中，建议使用 SSH 作为更安全的替代方案。
  • 兼容性：某些系统或防火墙可能会阻止 telnet 连接，尤其是在生产环境中。

telnet 是一个方便的工具，用于快速测试和调试网络服务，但使用时需注意安全性和适用场景

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