探討路由器報文丟失原因與解決措施
如果路由器的多個接口同時丟失報文，那時很讓人頭疼的問題。路由器要實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換過程就需要在不同的接口之間傳送報文。接收到報文對于路由交換有這至關(guān)重要的作用。如路由器在以太網(wǎng)接口接收到報文后，首先會從報文中獲取MAC頭信息，然后檢查網(wǎng)絡(luò)層報文頭。路由器將會檢查路由表是否有與報文的目的地址匹配的表項。如果路由表中有匹配的表項的話，則會進行后續(xù)的工作。所以說，路由器接口能接收到報文是其工作的基礎(chǔ)。如果報文丟失的話，那么將極大的影響到路由交換功能，最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失。
造成報文丟失的原因有很多，不過最主要的可能是路由器內(nèi)存不足或者CPU過載所造成的。要解決這個問題，首先需要判斷問題的原因。下面筆者介紹兩種簡單的方法來幫助網(wǎng)絡(luò)管理員判斷路由器報文丟失的幕后黑手到底是誰。
一、判斷是否是內(nèi)存碎片問題造成報文丟失
內(nèi)存碎片是指路由器內(nèi)存被劃分了許多不連續(xù)的塊。他將導(dǎo)致內(nèi)存利用率降低，嚴重時可能會產(chǎn)生內(nèi)存錯誤，影響路由器的性能。它也會導(dǎo)致路由器報文丟失的問題。其實不僅路由器的內(nèi)存存在碎片問題，普通的硬盤也存在這種問題。如微軟操作系統(tǒng)中就自帶一個碎片整理工具，可以保障用戶來整理硬盤中的碎片，以提高硬盤的存儲容量以及存儲性能。這里指的內(nèi)存碎片其實跟硬盤碎片是類似的。
那該如何判斷路由器的內(nèi)存是否存在碎片呢?這里主要借助的是思科路由器自帶的SHOW MEMORY命令。這個命令會顯示當前內(nèi)存的相關(guān)信息。如執(zhí)行這條命令后，會顯示當前可用內(nèi)存(Free)與最大可用快(Largest)的數(shù)值。網(wǎng)絡(luò)管理員把這兩個值進行比較，就可以判斷碎片對路由器性能的影響。這主要是把路由器的可用內(nèi)存與最大可用快的大小進行比較。如果路由器的可用內(nèi)存與最大的可用快大小比較接近時，表示雖然路由器存在碎片但是影響不大。但是若最大可用的塊很小，如只有最大可以用內(nèi)存的幾十分之一，那么就說明路由器內(nèi)存碎片問題比較嚴重了。
如路由器的可用內(nèi)存為20M， 而最大可用塊的大小為15M的話，則表示路由器內(nèi)存中是有一定的碎塊，但是這點碎塊不影響路由器的正常運行。如果可用內(nèi)存為20M，而最大可用塊為0.8M的話，則說明路由器內(nèi)存中存在比較多的碎塊。連續(xù)連續(xù)內(nèi)存中沒有足夠大的可用快，這有可能導(dǎo)致嚴重的內(nèi)存分配問題，如導(dǎo)致一個或者多個接口間歇性的丟失報文。在路由器內(nèi)存中，允許存在一定的內(nèi)存碎片。到現(xiàn)在為止，還沒有哪一種內(nèi)存管理技術(shù)說可以完全避免產(chǎn)生內(nèi)存碎片。只是這個碎片要保證一個合理的值。具體這個值是多少，也沒有人可以給出一個具體的標準。不過根據(jù)筆者的經(jīng)驗，最好能夠保證可用塊的大小在可用內(nèi)存的二分之一到三分之一之間。當然可用塊大小跟可用內(nèi)存越接近越好。
其實這個可用塊與可用內(nèi)存之間的關(guān)系我們可以利用柜子中的抽屜來表示。如一個柜子可用容量雖然比較大，但是里面劃分了大小不等的1000多個格子。每個格子的空間容量有限。當有大的數(shù)據(jù)需要存儲時，整的容量是夠的，但是小格子的容量不夠。此時，就會發(fā)生報文丟失的問題。此時看起來內(nèi)存足夠用，可是此時內(nèi)存中已經(jīng)沒有連續(xù)的空間用來存儲數(shù)據(jù)。所以這些看起來比較大的可用內(nèi)存，其實保存不了多少數(shù)據(jù)。
遇到這種情況該如何解決呢?一個最簡單的方法就是重新啟動路由器。路由器重新啟動時，路由器IOS系統(tǒng)會重新分配內(nèi)存和緩存空間。重新啟動后，網(wǎng)絡(luò)管理員再查看一下內(nèi)存分配的過程。通常情況下，過多的碎片是由于路由器長時間超負荷運行所造成的。只需要重新啟動一下，就可以解決內(nèi)存碎片的問題。#p#
二、判斷CPU是否過載
如果確定路由器內(nèi)存中沒有過多的碎片，則網(wǎng)絡(luò)管理員就要考慮是否是因為CPU過載所導(dǎo)致報文丟失的。要查看CPU的使用率，可以利用SHOW PROCESS命令來查看路由器的CPU使用情況。
通過這條命令，可以顯示出路由器CPU最近5秒、最近1分鐘、以及最近5分鐘的CPU使用率。由于CPU的使用率一直在變化，故網(wǎng)絡(luò)管理員主要關(guān)系的是5分鐘之內(nèi)的CPU平均使用率。通常情況下，如果5分鐘之內(nèi)的CPU使用率能夠保持在60%以下，最多不能夠超過70%，則說明路由器的CPU工作還是正常的。但是如果其CPU使用率達到了70%以上，則說明路由器的CPU使用過度了。此時可以說明路由器接口報文丟失很可能是CPU過載所造成的。不過網(wǎng)絡(luò)管理員不能夠憑一次分析就判斷路由器的CPU超載了。如企業(yè)有會議視頻應(yīng)用的話，則在開啟這個視頻期間路由器CPU的使用率往往會居高不下。故網(wǎng)絡(luò)管理員要在不同的時段多次測試。多次測試的結(jié)果如果表明最近5分鐘的CPU使用率都達到70%以上的話，那路由器CPU過載就確認無疑了。
如果確認路由器CPU過載，那么網(wǎng)絡(luò)管員需要確認到底是哪一個進程占用了大量的內(nèi)存。只有把這個罪魁禍首找出來，網(wǎng)絡(luò)管理員才能夠?qū)ΠY下藥，解決問題。如網(wǎng)絡(luò)管理員經(jīng)過查詢發(fā)現(xiàn)是SRB BACKGROUND進程占用了大量的CPU，則就說明發(fā)生了網(wǎng)橋風暴。故要解決CPU過載問題，網(wǎng)絡(luò)管理員首先要找到是誰在消耗CPU的資源。
要達到這個目的，網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過SHOW PROCESS MEMORY命令查詢路由器的內(nèi)存分配信息。通過執(zhí)行這個命令，系統(tǒng)會反饋當前路由器內(nèi)存的可用量、以使用量等信息。還會反映每個進程所占用的內(nèi)存空間。如果某個進程所占用的內(nèi)存與上面顯示的所占用的CPU都很大的話，則說明這個進程很有問題。網(wǎng)絡(luò)管理員要逐一排查這些可以的進程。路由器CPU過載往往是有這些進程所造成的。如有時候網(wǎng)絡(luò)管理員可以強制把某些耗用CPU資源大的進程關(guān)閉掉，然后測試一下報文丟失的情況是否有所改善。如果有明顯改善的話，那么就找到問題的原因了。此時網(wǎng)絡(luò)管理員就可以對癥下藥，分析一下到底這個進程多對應(yīng)的服務(wù)是什么，為什么會占用這么多的CPU資源與內(nèi)存資源。如果可以的話，可以先把這個服務(wù)關(guān)閉掉，以減少報文丟失現(xiàn)象，保障其他服務(wù)的正常運作。等到查明問題的原因，修復(fù)好后再重新啟動。
不同類型的協(xié)議適用不同類型的交換。在思科路由器中采用了很多交換技術(shù)，如過程交換、快速交換、自治交換、硅交換等等，但是他們都依賴于報文。如果報文丟失的話，再怎么高級的交換技術(shù)都將不起作用。所以說，如何防止報文丟失就至關(guān)重要。當網(wǎng)絡(luò)管理員發(fā)現(xiàn)有報文丟失的情況，馬上要采取以上等措施找到報文丟失發(fā)生的原因，并積極采取措施盡早恢復(fù)故障。
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