TCPIP故障排除.docx
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TCPIP故障排除
第12章
TCP/IP故障排除
在二十世纪九十年代，Microsoft通过引入完全重写的TCP/IP堆栈，开始显著提高Microsoft网络的可伸缩性。
新的TPC/IP堆栈的设计目的是为了采用性能和易管理性方面的很多进展，它是业界标准TCP/IP协议的高性能实现。
随着每一代Microsoft®Windows®的诞生，Microsoft对TCP/IP协议堆栈的实现得到了持续不断的发展，并且会包括增强性能、安全和可靠性的新功能和新服务。
Microsoft®WindowsServer™2003操作系统的TCP/IP协议堆栈是可以自行调整的，可伸缩性更强，更易于管理，速度更快，且更安全。
TCP/IP协议堆栈及其关联服务是默认安装的，而且无法再通过使用“网络连接”功能卸载它们。
像以前版本的Windows服务器操作系统一样，这个系统也提供了很多诊断和修复工具，以帮助您快速查明和解决TCP/IP通信问题。
除了在以前版本的Windows服务器中包括的工具外，增加了新的工具和功能以帮助您解决TCP/IP通信问题。
本章讨论WindowsServer2003中包括的各种故障排除实用程序和工具，并提供了您可以用来解决TCP/IP通信问题的基本结构。
本章内容
TCP/IP通信过程概述3
故障排除概述10
无法访问主机名或NetBIOS名称28
IP路由故障排除34
服务故障排除40
其他资源41
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TCP/IP通信过程概述
TCP/IP使用一致的步骤序列在网络中或跨不同网络建立通信链接。
在发出将建立通信会话的第一个数据包之前，发送方主机上的TCP/IP协议执行以下四个不同的步骤：
1.TCP/IP将主机名或NetBIOS名称解析为IP地址。
使用目标IP地址和IP路由表，TCP/IP确定要使用的接口和下一跃点IP地址。
对于共享访问技术（例如，以太网、令牌环和分布式光纤数据接口（FDDI））上的单播IP流量，地址解析协议（ARP）将下一跃点IP地址解析为媒体访问控制（MAC）地址（也称为数据链接层地址）。
对于以太网和FDDI上的多播IP流量，目标多播IP地址会被映射到相应的多播MAC地址。
对于令牌环上的多播IP流量，使用功能地址0xC0-00-00-04-00-00。
对于共享访问技术上的广播流量，MAC地址会被映射到0xFF-FF-FF-FF-FF-FF。
2.之后，IP数据报会被发送到通过ARP解析的MAC地址、多播映射或MAC级广播地址。
注意
有关TCP/IP协议和服务及其在WindowsServer2003中的实现的深入技术指南，请参阅MicrosoftPress出版的MicrosoftWindowsServer2003TCP/IPProtocolsandServicesTechnicalReference（MicrosoftWindowsServer2003TCP/IP协议和服务技术参考）。
TCP/IP通信过程
TCP/IP堆栈始终按照下面所述的步骤序列，来确定如何将数据包从一个点传递到另一个点。
如果您对标准的故障排除步骤序列感兴趣，请参阅本章后面部分的“无法访问主机名或NetBIOS名称”。
将名称解析为IP地址
如果程序要访问的目标为NetBIOS名称或主机名格式，必须先进行名称解析，然后IP才能发送第一个数据包。
IP只识别IP地址；主机名和NetBIOS名称均以不同方式被解析为IP地址。
将NetBIOS名称解析为IP地址
通过以下四种机制可以将NetBIOS名称直接解析为IP地址：
查看NetBIOS名称缓存、查询WINS服务器、进行广播或检查Lmhosts文件。
基于WindowsServer2003的计算机始终从检查主机的内部NetBIOS名称缓存开始。
如果这样做未能提供IP地址，则通过使用WINS服务器、一系列广播或Lmhosts文件，可以将NetBIOS名称解析为IP地址。
任何特定计算机首先使用这三种方法中的哪一种取决于其节点类型。
默认的节点类型是混合节点或H节点，它首先查询WINS服务器，然后尝试使用一个本地广播来解析名称。
如果这些方法不起作用，则客户端将NetBIOS名称转换为主机名，并执行主机名解析。
默认情况下，运行WindowsServer2003的计算机是B节点。
当使用WINS服务器配置它们时，它们将变成H节点。
以下节点类型是可用的：
∙B节点（广播）。
B节点将广播NetBIOS名称查询用于名称注册和解析。
B节点有两个主要问题：
广播将干扰网络上的每个节点；而且路由器通常不转发广播，因此只能解析本地网络上的NetBIOS名称。
∙P节点（对等）。
P节点使用NetBIOS名称服务器（NBNS）（例如WINS服务器）来解析NetBIOS名称。
P节点不使用广播，而是直接查询NBNS。
∙M节点（混合）。
M节点是B节点和P节点的组合。
默认情况下，M节点充当B节点。
如果M节点无法通过广播解析名称，则它通过使用P节点来查询NBNS。
∙H节点（混合）。
H节点是P节点和B节点的组合。
默认情况下，H节点充当P节点。
如果H节点无法通过NBNS解析名称，则它使用广播解析名称。
如果唯一的问题是NetBIOS名称解析，则计算机应该仍然能够通过IP地址访问远程资源。
对于纯粹的NetBIOS名称解析，请使用nbtstat-aComputerName命令。
Net命令（例如netuse）将同时执行NetBIOS查询和DNS查询。
不能将Nslookup用于解决NetBIOS名称解析问题，因为它将返回主机名，而不是NetBIOS名称。
将主机名或域名解析为IP地址
主机名可以直接由DNS客户端解析程序缓存（它包含Hosts文件中的项）或DNS服务器直接解析。
此处的问题通常涉及错误配置的DNS服务器、拼写错误的Hosts文件项、不正确的IP地址或Hosts文件中单个主机的多个项。
使用Nslookup或Netdiag可以诊断主机或域的解析问题。
确定下一跃点IP地址和接口
运行任何版本的Windows和提供的TCP/IP协议的所有计算机都使用IP路由表。
路由表用于确定下一跃点IP地址和接口。
IP路由表存储了有关目标以及如何到达这些目标的信息。
有一系列基于节点配置的默认项。
您可以使用TCP/IP实用程序（例如Route命令行工具）添加项，或者通过与路由器进行交互来动态添加项。
转发IP数据包时，使用IP路由表确定以下内容：
∙下一跃点IP地址
对于直接传递（其中目标是相邻节点），下一跃点IP地址是数据包中的目标地址。
对于间接传递（其中目标不是相邻节点），下一跃点地址是路由器的地址。
∙下一跃点接口
下一跃点接口标识用于转发数据包的物理接口（例如网络适配器）或逻辑接口（例如隧道接口）。
在确定下一跃点的地址和接口后，将数据包传递到ARP。
对于LAN技术（例如，“以太网”和“令牌环”），ARP尝试解析下一跃点地址的MAC地址，并通过使用下一跃点接口转发数据包。
IP路由表的内容
下面是典型的IP路由表项的字段。
目标
目标可以是IP地址或者基于类的子网或超网网络ID。
在WindowsServer2003IP路由表中，此列名为“网络目标”。
网络掩码
用于使目标IP地址与“目标”字段中的值匹配的位掩码。
在WindowsServer2003IP路由表中，此列名为“网络掩码”。
下一跃点
将数据包转发到的IP地址。
在WindowsServer2003IP路由表中，此列名为“网关”。
接口
用于转发IP数据包的网络接口。
跃点数
用于指示路由成本的数值，以便可以从到同一目标的多个路由中选择最佳路由。
此跃点数的常见用法是指示到达目标所经过的跃点的数量（即，要经过的链接的数量或路由器的数量）。
路由表项的类型
路由表项可以用于存储以下类型的路由。
直接连接的网络路由
将节点直接连接到的子网的路由。
对于直接连接的网络路由，“下一跃点”字段可以为空，也可以包含该子网上接口的IP地址。
如果地址是本地的，则传递几乎不需要另外的操作。
ARP将IP地址解析为硬件地址，通常是目标以太网卡的MAC地址。
在这里发现的问题通常是ARP缓存（例如重复的地址）或子网掩码的问题，可以通过使用Arp或Ipconfig工具解决。
远程网络路由
在路由器之间可用且不直接连接到节点的子网路由。
对于远程网络路由，“下一跃点”字段是本地路由器的IP地址。
如果地址是远程的，则下一步是要确定使用哪个网关访问远程地址。
在只有一台路由器充当外部连接的网络中，此问题是比较简单的。
但是，在连接了多台路由器的网络中，确定要使用哪个网关就比较难了。
IP通过查看其路由表来解决此问题。
此路由表用作决策树，IP利用它可以决定应使用哪个接口和哪个网关发送传出流量。
路由表包含许多单独路由；每个路由都包括目标、网络掩码、网关接口和跃点数。
按照从最具体到最一般的顺序分析路由表，以便将数据包发送到其路由表项与数据包地址匹配的第一个网关。
如果两个路由是完全相同的，则选择具有最小跃点数的路由，而不选择具有较高跃点数的路由。
如果路由的跃点数也相同，节点将任意选择要使用的路由表项。
在这里发现的问题是通过Route工具或进行网络配置更改解决的。
主机路由
到特定IP地址的路由。
主机路由允许路由基于每个IP地址发生。
对于主机路由，网络ID是特定的IP地址，网络掩码是255.255.255.255。
默认路由
在未找到更特定的网络路由或主机路由时使用的路由。
默认的路由目标是0.0.0.0，且网络掩码是0.0.0.0。
默认路由的下一跃点地址通常是节点的默认网关。
路由的确定过程
为了确定使用哪个路由表项进行转发，IP使用以下过程：
∙对于路由表中的每个项，将执行目标IP地址和“网络掩码”字段之间的按位逻辑AND运算。
将结果与项的“目标”字段进行比较，以确定是否匹配。
为了执行目标IP地址和路由的网络掩码之间的按位逻辑AND运算，IP将目标IP地址中的每个位与子网掩码中的对应位进行比较。
如果两个位都是1，则结果位是1；否则，结果是0。
由于子网掩码的定义方式所致，按位逻辑AND操作的结果如下：
∙对于子网掩码中设置为1的每个位，将从目标IP地址复制结果中的对应位。
∙对于子网掩码中设置为0的每个位，将结果中的对应位设置为0。
执行按位逻辑AND运算的良好示例是：
确定IP地址配置的IP网络ID。
为了确定IP网络ID，将执行已分配IP地址与其子网掩码之间的按位逻辑AND运算。
结果是IP网络ID。
例如，对于子网掩码为255.255.255.0的IP地址192.168.98.112，按位逻辑AND运算的结果如下：
∙对于前24位（对应于子网掩码的“255.255.255”部分），将复制目标IP地址中的对应位，为前三个八位字节产生192.168.98。
∙对于最后8位（对应于子网掩码的“0”），将对应位设置为0，为最后一个八位字节产生0。
因此，在192.168.98.112和255.255.255.0之间执行AND运算的结果是192.168.98.0。
∙编辑匹配路由的列表。
选择具有最长匹配的路由（即，子网掩码中设置为1的位最多的路由）。
具有最长匹配的路由是到目标IP地址的最特定路由。
如果有多个具有最长匹配的路由（例如，到同一网络ID的多个路由），路由器使用最小跃点数来选择最佳路由。
如果有多个跃点数最低的最长匹配路由，节点会任意选择要使用的路由表项。
路由确定过程的结果是选择路由表中的单个路由。
如果此过程未能选择一个路由，则IP指示出现了路由错误。
对于发送方主机，会有一个IP路由错误在内部指示到上层协议，例如，TCP或“用户数据报协议”（UDP）。
对于路由器，一条“无法访问ICMP目标-无法访问主机”消息会发送到发送方主机，并且数据包会被放弃。
下一跃点地址和接口的确定过程
在确定路由表中要用来转发数据包的单个路由后，通过以下过程可确定下一跃点的地址和接口：
∙如果“下一跃点”字段中的地址为空，或者是已分配给转发节点上接口的地址，则会发生以下过程：
∙下一跃点地址会被设置为IP数据包的目标IP地址。
∙下一跃点接口会被设置为“接口”字段中指定的接口。
∙如果“下一跃点”字段中的地址不是已分配给转发节点上接口的地址，则会发生以下过程：
∙下一跃点地址会被设置为路由的“下一跃点”字段中的地址。
∙下一跃点接口会被设置为“接口”字段中指定的接口。
WindowsServer2003IP路由表示例
下表列出未安装IPv6协议的基于WindowsServer2003的主机（即，不是路由器）的默认路由表。
该主机只有一个网络适配器，其配置如下：
IP地址是157.60.136.41，子网掩码是255.255.252.0（/22），默认网关是157.60.136.1。
要查看运行WindowsServer2003的计算机上的IP路由表，请在命令提示符下键入routeprint或netstat-r。
将显示与以下内容类似的输出：
===========================================================================
InterfaceList
0x1...........................MSTCPLoopbackinterface
0x10003...00b0d0e94143......3Com3C920EtherLinkPCI===========================================================================
ActiveRoutes:
NetworkDestinationNetmaskGatewayInterfaceMetric
0.0.0.00.0.0.0157.60.136.115.60.136.411
127.0.0.0255.0.0.0127.0.0.1127.0.0.11
157.60.136.0255.255.252.0157.60.136.41157.60.136.411
157.60.136.41255.255.255.255127.0.0.1127.0.0.11
157.60.255.255255.255.255.255157.60.136.41157.60.136.411
224.0.0.0240.0.0.0157.60.136.41157.60.136.411
255.255.255.255255.255.255.255157.60.136.41157.60.136.411
DefaultGateway:
157.60.136.1
===========================================================================
PersistentRoutes:
None
请注意，列出了两个接口。
一个接口对应于已安装的网络适配器（3ComEtherLinkPCI）；另一个接口是内部环回接口（MSTCP环回接口）。
WindowsServer2003IP路由表使用一个IP地址来标识路由的“接口”字段中的接口。
因此，以下过程会确定下一跃点的地址和接口：
∙如果“网关”字段中的地址是已分配给转发节点上接口的地址，则会发生以下过程：
∙下一跃点地址会被设置为IP数据包的目标IP地址。
∙下一跃点接口会被设置为被分配了“接口”字段中的地址的接口。
∙如果“网关”字段中的地址不是已分配给转发节点上接口的地址，则发生以下过程：
∙下一跃点地址会被设置为“网关”字段中的地址。
∙下一跃点接口会被设置为被分配了“接口”字段中的地址的接口。
WindowsServer2003IP路由表项
WindowsServer2003IP路由表示例包含以下项：
∙第一项（网络目标是0.0.0.0，网络掩码（netmask）是0.0.0.0（/0））是默认路由。
与0.0.0.0执行按位逻辑AND运算的任何目标IP地址都将产生0.0.0.0。
因此，默认路由是任何IP地址的匹配项。
如果默认路由是具有最长匹配的路由，则下一跃点地址是157.60.136.1，下一跃点接口是将IP地址157.60.136.41分配到的网络适配器。
∙第二项（网络目标是127.0.0.0，掩码是255.0.0.0（/8））是环回网络路由。
对于发送到形式为127.x.y.z的地址的所有数据包，将下一跃点地址设置为127.0.0.1（环回地址），下一跃点接口是将地址127.0.0.1分配到的接口（环回接口）。
∙第三项（网络目标是157.60.136.0，网络掩码是255.255.252.0（/22））是直接连接的网络路由。
如果此路由是具有最长匹配的路由，则将下一跃点地址设置为数据包中的目标地址，将下一跃点接口设置为被分配了IP地址157.60.136.41的网络适配器。
∙第四项（网络目标是157.60.136.41，网络掩码是255.255.255.255（/32））是主机的IP地址的主机路由。
对于发送到157.60.136.41的所有IP数据包，将下一跃点地址设置为127.0.0.1，下一跃点接口是环回接口。
∙第五项（网络目标是157.60.255.255，网络掩码是255.255.255.255（/32））是对应于B类网络ID157.60.0.0（/16）的定向到所有子网的广播地址的主机路由。
对于发送到157.60.255.255的所有IP数据包，将下一跃点地址设置为157.60.255.255，下一跃点接口是将IP地址157.60.136.41分配到的网络适配器。
∙第六项（网络目标是224.0.0.0，网络掩码是224.0.0.0（/3））是此主机发送的多播流量的路由。
对于所有多播数据包，将下一跃点地址设置为目标地址，并将下一跃点接口设置为被分配了IP地址157.60.136.41的网络适配器。
∙第七项（网络目标是255.255.255.255，网络掩码是255.255.255.255（/32））是对应于有限广播地址的主机路由。
对于发送到255.255.255.255的所有IP数据包，将下一跃点地址设置为255.255.255.255，下一跃点接口是将IP地址157.60.136.41分配到的网络适配器。
通过使用路由表确定下一跃点地址
下面是如何使用示例路由表为几个不同目标确定下一跃点的IP地址和接口的示例：
∙单播目标157.60.136.48
具有最长匹配的路由是直接连接网络的路由（157.60.136.0/22）。
将下一跃点IP地址设置为目标IP地址（157.60.136.48），并将下一跃点接口设置为被分配了IP地址157.60.136.41的网络适配器。
∙单播目标192.168.0.79
具有最长匹配的路由是默认路由（0.0.0.0/0）。
将下一跃点IP地址设置为默认网关地址（157.60.136.1），下一跃点接口是将IP地址157.60.136.41分配到的网络适配器。
∙多播目标224.0.0.1
具有最长匹配的路由是224.0.0.0/3路由。
将下一跃点IP地址设置为目标IP地址（224.0.0.1），下一跃点接口是将IP地址157.60.136.41分配到的网络适配器。
∙子网广播目标157.60.139.255
最长的匹配路由是直接连接的网络的路由（157.60.136.0/22）。
将下一跃点IP地址设置为目标IP地址（157.60.139.255），并将下一跃点接口设置为被分配了IP地址157.60.136.41的网络适配器。
∙单播目标157.60.136.41
具有最长匹配的路由是在本地分配的IP地址的主机路由（157.60.136.41/32）。
将下一跃点IP地址设置为目标地址（157.60.136.41），并将下一跃点接口设置为环回适配器。
故障排除概述
以下各节包括有关识别TCP/IP通信和配置问题的信息，并提供了为更正这些问题可以采取的步骤。
TCP/IP故障排除通常遵循固定的模式：
3.检查有问题的计算机上的接口是否没有处于媒体断开状态。
4.检查有问题的计算机的TCP/IP配置是否正确。
检查有问题的计算机与其目标之间是否存在路由路径。
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