Тестирование и диагностика локальных сетей (ЛВС)

Монтаж и тестирование структурированных кабельных сетей — операция хотя и сложная, но выполняемая в соответствии с известными правилами и алгоритмами. То же справедливо и в отношении монтажа и ввода в эксплуатацию телефонной учрежденческой сети. Между тем проблемы, возникающие в локальных вычислительных сетях (ЛВС), значительно сложнее и многообразнее. Зачастую они состоят не в прекращении функционирования или сбоях в работе ЛВС, а в неадекватной производительности сети или ее части.

Поэтому эксплуатация ЛВС немыслима без тестирования, диагностики и профилактики. Существенная часть этой работы выполняется интуитивно и со стороны больше похожа на шаманство. Но, несмотря на это, для достижения качественного результата администратор ЛВС должен иметь отличное техническое оснащение — чем могущественнее шаман, тем дороже у него бубен.

Возникающие в локальных сетях проблемы можно условно разделить на три основные группы: неисправности на физическом уровне, перегрузки в сети и ошибки в работе сетевых протоколов. Неисправности физического уровня обусловлены выходом из строя каких-либо электрических или электронных сетевых устройств и компонентов. Перегрузки в сети возникают, если то или иное сетевое устройство не справляется с обработкой поступающих к нему запросов. Ошибки в работе сетевых протоколов приводят к тому, что сетевые устройства не могут взаимодействовать друг с другом из-за некорректного функционирования сетевых драйверов или невозможности обработки сетью пакетов какого-нибудь протокола (или нескольких протоколов одновременно).

Неисправности физического уровня могут возникнуть в сетевом устройстве, в среде передачи или в месте их контакта. Они наиболее просто поддаются обнаружению, так как носят постоянный характер (естественно, до момента их устранения). Локализовать неисправность можно, в частности, с помощью простейших тестеров для локальных сетей. Такие тестеры проверяют работу канала в одну сторону (от тестера к концентратору или к сетевой плате компьютера). Если дефект имеет место в среде передачи, то его можно обнаружить с помощью кабельного тестера. Плавающие ошибки, обусловленные плохим контактом в соединителях, диагностировать несколько сложнее. Но даже такие неисправности можно выявить с помощью кабельного тестера — достаточно быть внимательным. Кстати, как это ни банально звучит, но хочется напомнить, что лучший способ профилактики образования дефектов в среде передачи — использование качественных материалов и выполнение профессионального монтажа.

Совершенно другое дело — ошибки в результате перегрузки сети и некорректной работы сетевых протоколов. Такие ошибки наиболее трудны в обнаружении, так как чаще всего носят нерегулярный характер. Они и более коварны, так как могут парализовать работу организации в самый неподходящий момент. Их инструментальная диагностика выполняется с помощью достаточно дорогих приборов — сетевых тестеров и анализаторов протоколов. Однако опыт и интуиция стоят еще дороже, да и не у каждого они имеются.

Сетевые тестеры занимают промежуточное положение между кабельными тестерами и анализаторами протоколов. Они незаменимы для поиска неисправностей в сетях. Производители выпускают широкую гамму таких приборов, отличающихся набором контролируемых параметров и сервисных функций, способностью работать в тех или иных сетях (например, Ethernet и/или Token Ring), конструктивным исполнением и ценой. Эти приборы позволяют измерять множество различных параметров, например пиковую и усредненную загруженность, долю широковещательного трафика, сбои в работе протоколов верхних уровней. В сетях Ethernet некоторые из них способны подсчитывать число конфликтов (коллизий), идентифицировать адреса DLC-пакетов (с ошибками CRC, коротких и длинных), отличать фрагменты от пакетов с ошибками CRC и коротких пакетов. В сетях Token Ring они подключаются к кольцу, в котором запущен процесс аварийной сигнализации, и могут определить станцию с перегруженным буфером приема, выявить порядок станций в кольце, замерить время обхода маркера и т. п.

Наиболее совершенные из приборов данного класса позволяют опрашивать зонды и агенты SNMP и таким образом представляют собой мини-консоль SNMP. Конечно, консоли SNMP значительно богаче по своим возможностям, чем данные приборы, однако последние намного удобнее, так как они позволяют, не отходя от экрана прибора, получить некоторые основные данные. Кроме того, через SNMP-агентов такие тестеры дают возможность получать информацию от оборудования frame relay, ISDN и T-1/E-1.

Чрезвычайно удобной и полезной является способность некоторых сетевых тестеров сохранять результаты тестирования для дальнейшей обработки. Обычно результаты загружаются затем в компьютер и обрабатываются соответствующими программами для получения аналитической информации (например, пика максимальной нагрузки в сети, количества и типов ошибок). Для получения полной картины функционирования сети данные могут быть отсортированы по протоколам и/или ошибкам.

Некоторые современные модели сетевых тестеров могут работать как серверы Web, поэтому они позволяют в качестве пользовательского интерфейса использовать обычный браузер. Но самыми интересными устройствами являются приборы, объединяющие функции портативного сетевого и кабельного тестера. Хотя их стоимость и высока, они совмещают в себе лучшие качества обоих устройств и чрезвычайно удобны в эксплуатации.

Несмотря на все преимущества, у портативных сетевых тестеров есть один недостаток — они не могут перехватывать и декодировать пакеты. И если такие возможности необходимы, например, для более глубокого изучения проблем функционирования сетевых приложений, то тогда вам стоит обратить внимание на анализаторы протоколов. Фактически они представляют собой компьютер с одним или несколькими сетевыми интерфейсами, со специализированным программным обеспечением. Некоторые из таких анализаторов могут понимать две сотни (!) различных протоколов. Каждый как минимум способен перехватывать пакеты и фильтровать их в соответствии с заданными параметрами. Используя соответствующие фильтры, вы можете получить массу различной, иногда оказывающейся просто незаменимой информации. В дальнейшем сохраненная информация может быть обработана для составления обобщенной сводки о пакетах и получения подробного резюме об используемых в них протоколах. Кроме того, все анализаторы фиксируют время прохождения пакета и показывают сетевые и физические адреса его отправителя и получателя.

Анализаторы протоколов способны даже собирать данные о работе того или иного указанного пользователем уровня, причем вся необходимая информация оказывается сразу перед глазами пользователя. Но чтобы пользоваться такими устройствами, администратор должен обладать высокой квалификацией и достаточно хорошо разбираться в сетевых протоколах. В противном случае он либо будет просто не в состоянии справиться с огромным объемом информации (даже фильтры не всегда помогают), либо может неправильно интерпретировать данные анализатора. Попытки же внести исправления на основе неверных выводов чреваты серьезной опасностью выхода из строя сегмента сети. Поэтому анализаторы протоколов чаще всего используются как экспертные системы и только в тех случаях, когда все другие средства исчерпаны.

Отметим, что портативные сетевые тестеры хотя и требуют определенной квалификации, но в целом проще в освоении. Сегодня, при минимальном весе и габаритах, они обладают мощностью, достаточной для диагностики большинства проблем в ЛВС, особенно при поддержке функций кабельного тестера.