[CCNA图文笔记]-11-Ping、Traceroute应用与排错

0×1.实例拓扑图与配置
C1是使用VPCS虚拟出来的一台计算机，SW1是一台不可网管交换机（并非IOU中的交换机，GNS3中自带的"Ethernet switch"，拖拽到工作区后会提示选择Server，选择"Local Server"即可），R1、R2、R3上都添加了"NM-4T"串口，R1上还添加了一个"NM-1FE-TX"快速以太网端口。R3上面配置了一个回环接口3.3.3.3/24，各设备IP配置和连接如下图：


Cisco-CCNA-Network-Analyst-1
Cisco-CCNA-Network-Analyst-1

VPCS配置如下：
1

/配置vpcs的
ip
子网掩码与网关/

2

VPCS> set pcname C1

3

C1>
ip
192.168.1.2 255.255.255.0 192.168.1.1

4

C1 : 192.168.1.2 255.255.255.0 gateway 192.168.1.1

R1配置如下:
01

Router>
en

02

Router#
conf
t

03

Router(config)#
host
R1

04

R1(config)#line co 0

05

R1(config-line)#
logg
syn

06

R1(config-line)#
exec-t
0 0

07

R1(config-line)#
exit

08

R1(config)#
int
fa 1/0

09

R1(config-if)#
ip
add
192.168.1.1 255.255.255.0

10

R1(config-if)#
no
shut

11

R1(config-if)#
int
s 0/0

12

R1(config-if)#
ip
add
12.1.1.1 255.255.255.0

13

R1(config-if)#
no
shut

14

R1(config-if)#
end

15

R1#

R2配置如下:
01

Router>
en

02

Router#
conf
t

03

Router(config)#line co 0

04

Router(config-line)#
logg
syn

05

Router(config-line)#
exec-t
0 0

06

Router(config-line)#
exit

07

Router(config)#
host
R2

08

R2(config)#
int
s 0/1

09

R2(config-if)#
ip
add
12.1.1.2 255.255.255.0

10

R2(config-if)#
no
shut

11

R2(config-if)#
int
s 0/2

12

R2(config-if)#
ip
add
23.1.1.2 255.255.255.0

13

R2(config-if)#
no
shut

14

R2(config-if)#
end

15

R2#

R3配置如下：
01

Router>
en

02

Router#
conf
t

03

Router(config)#
host
R3

04

R3(config)#line co 0

05

R3(config-line)#
logg
syn

06

R3(config-line)#
exec-t
0 0

07

R3(config-line)#
int
s 0/3

08

R3(config-if)#
ip
add
23.1.1.3 255.255.255.0

09

R3(config-if)#
no
shut

10

R3(config-if)#
exit

11

R3(config)#
int
loopback
0 /配置回环接口0/

12

R3(config-if)#
ip
add
3.3.3.3 255.255.255.0

13

R3(config-if)#
no
shut

14

R3(config-if)#
end

15

R3#

0×2.测试连通性
首先在C1上面测试ping自己的网关（R1的fa1/0接口）
01

/可以
ping
通/

02

C1>
ping
192.168.1.1

03

192.168.1.1 icmp_seq=1 ttl=255 time=49.000 ms

04

05

/继续在C1上测试
ping
不同网段的地址/

06

07

/*
ping
网关R1上的串口，成功*/

08

C1>
ping
12.1.1.1

09

12.1.1.1 icmp_seq=1 ttl=255 time=29.000 ms

10

11

/*
ping
R2和R1相连的接口，超时*/

12

C1>
ping
12.1.1.2

13

12.1.1.2 icmp_seq=1 timeout

这一步为什么会超时呢？是不是数据包没有到达R2？我们在R2上开启debug命令进行调试：
01

R2#debug
ip
icmp

02

ICMP packet debugging is on

03

04

/开启调试后，再一次用C1去
ping
12.1.1.2,发现R2上出现了下面的提示/

05

R2#

06

*Mar 1 00:17:10.135: ICMP: echo reply sent, src 12.1.1.2, dst 192.168.1.2

07

08

/关闭所有调试的方法是undebug all/

09

10

/从上面的显示可以看出R2收到了C1发送过来的ICMP包，我们查看一下R2的路由表/

11

R2#
show
ip
route

12

/主要看下面这一部分/

13

Gateway of last resort is not set

14

15

23.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

16

C 23.1.1.0 is directly connected, Serial0/2

17

12.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

18

C 12.1.1.0 is directly connected, Serial0/1

19

20

/*

21

  • 从输出可以明显的看到R2的路由表中有两个直连条目（C）

22

  • 发往23.1.1.0/24网段的数据从Serial0/2发出

23

  • 发往12.1.1.0/24网段的数据从Serial0/1发出

24

  • 并没有发往192.168.1.0/24网段的路由条目

25

*/

R2不知道发往192.168.1.0/24网段的数据应该从哪个接口发出，所以R2丢弃192.168.1.2发送过来的数据。
下面给R2添加静态路由，让他知道发往192.168.1.0/24网段的数据应该发给12.1.1.1（R1），之后C1再ping 12.1.1.2，就能ping通了，关于静态路由的知识会在后面的文章中详细介绍，这里有这个概念就可以了：
1

/添加静态路由，去往192.168.1.0/24网段的数据发给12.1.1.1/

2

R2(config)#
ip
route
192.168.1.0 255.255.255.0 12.1.1.1

这个时候C1 ping R3的任何地址都是ping不通的，因为数据包到达R1后，R1检查自己的路由表，它会发现没有任何去往R3的路由条目(3.3.3.0/24、23.1.1.0/24)，所以它会直接给C1回复"Destination host unreachable 主机不可达"：
01

C1>
ping
3.3.3.3

02

*192.168.1.1 icmp_seq=1 ttl=255 time=20.000 ms (ICMP type:3, code:1, Destination
host
unreachable)

03

04

C1>
ping
23.1.1.2

05

*192.168.1.1 icmp_seq=1 ttl=255 time=20.000 ms (ICMP type:3, code:1, Destination
host
unreachable)

06

07

C1>
ping
23.1.1.3

08

*192.168.1.1 icmp_seq=1 ttl=255 time=26.000 ms (ICMP type:3, code:1, Destination
host
unreachable)

09

10

/*在R1上开启ICMP调试，就会看到下面的输出，R1对C1的每一个ICMP报文都回复
"目标主机不可达"
*/

11

R1#debug
ip
icmp

12

*Mar 1 00:34:55.587: ICMP: dst (23.1.1.3)
host
unreachable sent to 192.168.1.2

要想让这个拓扑图中的每台设备都能互相ping通，需要在R1、R2、R3上面添加下面的静态路由条目：
1

/R1添加一条默认路由目的地是12.1.1.2（R2）/

2

R1(config)#
ip
route
0.0.0.0 0.0.0.0 12.1.1.2

3

4

/R2添加下面两条静态路由，分别指向R1的以太网网段以及R3的环回接口网段，告诉路由器去往192.168.1.0/24网段的数据应该发给12.1.1.1，去往3.3.3.0/24的数据应该发给23.1.1.3/

5

R2(config)#
ip
route
192.168.1.0 255.255.255.0 12.1.1.1

6

R2(config)#
ip
route
3.3.3.0 255.255.255.0 23.1.1.3

7

8

/R3也添加一条默认路由，目的地是23.1.1.2（R2）/

9

R3(config)#
ip
route
0.0.0.0 0.0.0.0 23.1.1.2

这个时候，不论在哪个设备上，都能ping通拓扑上的所有接口IP；下面是R1上面ping R3回环接口的返回信息：
1

R1#
ping
3.3.3.3

2

3

Type escape sequence to abort.

4

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 3.3.3.3, timeout is 2 seconds:

5

!!!!!

6

/*

7

  • 这里显示五个感叹号，说明上面默认
    ping
    发送5次，
    ping
    成功5次

8

  • 如果超时会显示省略号
    "....."

9

*/

关闭R3的回环接口，就会出现超时的情况：
01

R3#
conf
t

02

R3(config)#
int
lo
0

03

R3(config-if)#
shut
/关闭回环接口/

04

05

06

/使用R1去
ping
，显示超时，实际上这里产生了路由环路/

07

R1#
ping
3.3.3.3

08

09

Type escape sequence to abort.

10

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 3.3.3.3, timeout is 2 seconds:

11

.

12

*Mar 1 00:45:09.355: ICMP: time exceeded rcvd from 23.1.1.2.

13

14

/对每一个
ping
，R2都会返回一条信息，意思是TTL=0了，数据包被丢弃，实际上是因为这种静态路由配置出现了路由环路，如果回环口没有关闭，R3将应答这个ICMP，但是此时R3上回环关闭了，R3根据自己的默认路由又将数据发回R2，R2再次将数据发回R3；而这条信息为什么会在R2上呢？这是因为，每个ICMP报文中都有一个TTL字段，这个字段的初始值是32,64,128,256中的一个，而每经过一台路由，这个值自动减一，直到变成0，ICMP包从R1发往R2的时候，初始TTL是一个偶数，通过R2之后变成了奇数，通过R3发回R2的时候又变成了偶数，然后这个数据包在R2和R3之间不停来回发送（因为静态路由表的原因），直到TLL=0，而根据这个数学模型分析，偶数的时候这个数据包是在R2上的，所以R2丢弃这个数据包，并且返回一条信息/

15

*Mar 1 00:45:07.991: ICMP: time exceeded (time to live) sent to 12.1.1.1 (dest was 3.3.3.3)

下面我们打开R3的lo0回环接口，关闭R2的s0/2,再次用R1去ping 3.3.3.3：
01

R3(config)#
int
lo
0

02

R3(config-if)#
no
shut

03

04

/关闭R2与R3相连的s0/2接口/

05

R2(config-if)#
int
s 0/2

06

R2(config-if)#
shut

07

08

/*R1开始
ping
*/

09

R1#
ping
3.3.3.3

10

11

Type escape sequence to abort.

12

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 3.3.3.3, timeout is 2 seconds:

13

14

U /(U)代表目的主机不可达/

15

16

*Mar 1 00:53:32.091: ICMP: dst (12.1.1.1)
host
unreachable rcv from 12.1.1.2

17

18

/R2上的显示如下/

19

R2#

20

*Mar 1 00:53:34.823: ICMP: dst (3.3.3.3)
host
unreachable sent to 12.1.1.1

21

22

/*

23

  • 查看R2路由表，发现直连接口条目23.1.1.0/24消失了

24

  • 同样，目的地址是这个直连接口网段的静态路由条目也消失了

25

  • 所以R2返回一个消息告诉R1
    "(3.3.3.3) host unreachable"

26

*/

27

R2#
show
ip
route

28

29

Gateway of last resort is not set

30

12.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets

31

C 12.1.1.0 is directly connected, Serial0/1

32

S 192.168.1.0/24 [1/0] via 12.1.1.1

打开R2的s0/2继续下面的实验。
0×3.高级ping命令和路由追踪命令traceroute
使用高级ping命令，从R1 ping R3的回环接口：
01

R1#
ping
/直接输入
ping
，回车/

02

Protocol [
ip
]: /选择协议，默认IP协议回车即可/

03

Target IP
address
: 3.3.3.3 /选择目标IP，这里是R3的lo0接口IP/

04

Repeat count [5]: 10 /*
ping
次数，本例输入10次，默认5次*/

05

Datagram size [100]: /数据包大小，默认回车即可/

06

Timeout in seconds [2]: /超时时间，直接回车/

07

Extended commands [n]: y /是否显示扩展命令，输入y/

08

Source
address
or
interface
: 192.168.1.1

09

/选择用本地的哪个接口去
ping
，这里选择R1的以太网接口/

10

Type of service [0]: /下面暂时不用理会，一路回车/

11

Set DF bit in IP header? [
no
]:

12

Validate reply data? [
no
]:

13

Data pattern [0xABCD]:

14

Loose, Strict, Record, Timestamp, Verbose[none]:

15

Sweep range of sizes [n]:

16

Type escape sequence to abort.

17

Sending 10, 100-byte ICMP Echos to 3.3.3.3, timeout is 2 seconds:

18

Packet sent with a
source
address
of 192.168.1.1

19

!!!!!!!!!! /可以看到
ping
通了十次/

20

Success
rate
is 100 percent (10/10), round-trip min/avg/
max
= 16/40/64 ms

21

22

/高级
ping
命令能同样能实现路由跟踪/

23

R1#
ping

24

Protocol [
ip
]:

25

Target IP
address
: 3.3.3.3

26

Repeat count [5]: 1 /Ping一次/

27

Datagram size [100]:

28

Timeout in seconds [2]:

29

Extended commands [n]: y /使用扩展/

30

Source
address
or
interface
: 192.168.1.1 /选择源端口/

31

Type of service [0]:

32

Set DF bit in IP header? [
no
]:

33

Validate reply data? [
no
]:

34

Data pattern [0xABCD]:

35

Loose, Strict, Record, Timestamp, Verbose[none]: r /这里输入r/

36

Number of hops [ 9 ]:

37

Loose, Strict, Record, Timestamp, Verbose[RV]:

38

Sweep range of sizes [n]:

39

40

/记录ICMP包从发出到返回所经过的端口（外出方向）/

41

Reply to request 0 (96 ms). Received packet has options

42

Total option bytes= 40, padded length=40

43

Record
route
:

44

(12.1.1.1) /首先从R1的这个接口发出/

45

(23.1.1.2) /到达R2，R2从这个接口发出/

46

(3.3.3.3) /到达目的地/

47

(23.1.1.3) /ICMP包开始返回，R3从这个接口发回给R2/

48

(12.1.1.2) /到达R2，R2从这个接口发给R1/

49

(192.168.1.1) <> /回到起点*/

50

(0.0.0.0)

51

(0.0.0.0)

52

(0.0.0.0)

53

End of list

ping命令可以测试网络通不通，但是如果中间网络不通，ping不能很好的定位问题出在哪里，而traceroute可以很好的定位问题出现的位置，下面是正常状态下在R1上traceroute 3.3.3.3的结果：
01

R1#traceroute 3.3.3.3

02

03

Type escape sequence to abort.

04

Tracing the
route
to 3.3.3.3

05

06

1 12.1.1.2 40 msec 24 msec 40 msec

07

2 23.1.1.3 28 msec 48 msec *

08

09

/*

10

  • 可以看到数据首先经过了12.1.1.2，然后到达23.1.1.3

11

  • 3.3.3.3和23.1.1.3同处于R3上，所以追踪到此完成

12

  • 与
    ping
    追踪不同的是，traceroute记录的是路由的接收端口，而
    ping
    记录的是路由的发出端口

13

*/

Traceroute的工作原理：
首先，发送设备将数据包中的TTL设置成1，数据包会被第一台接收路由器丢弃，返回一个错误码信息，发送设备根据错误码信息判断经过的中间设备和延时，发送设备一般发送三个重复的包（这就是为什么每个IP后面有3个返回时间的原因"12.1.1.2 40 msec 24 msec 40 msec"）；之后发送设备发送TTL为2的数据包，再发送TTL为3的数据包，直到数据包达到目的地或者TTL=30为止；在正常情况下，除非路由存在环路，否则TTL不会超过30就到达目的地；数据到达目的地后，目的设备会返回一个"端口不可达"，发送设备就是利用返回的是错误码，还是端口不可达判断是否到达了目的主机。
0×4.常用排错命令

01

/针对某接口，以太网接口可以看到MAC地址，带宽，IP地址等/

02

R1#
show
interfaces
fa 1/0

03

FastEthernet1/0 is up, line protocol is up

04

Hardware is AmdFE,
address
is cc00.143c.0010 (bia cc00.143c.0010)

05

Internet
address
is 192.168.1.1/24

06

07

08

/查看接口是否开启/

09

R1#
show
ip
interface
brief

10

Interface IP-Address OK? Method Status Protocol

11

Serial0/0 12.1.1.1 YES manual up up

12

Serial0/1 unassigned YES unset administratively down down

13

Serial0/2 unassigned YES unset administratively down down

14

Serial0/3 unassigned YES unset administratively down down

15

FastEthernet1/0 192.168.1.1 YES manual up up

16

17

/查看路由器IOS版本，硬件信息等/

18

R1#
show
version

19

/最后一行会显示配置寄存器的值/

20

Configuration register is 0x2102

21

22

/查看路由器接口硬件信息/

23

R1#
show
controllers fa 1/0

24

25

/*

26

  • 查看路由器接口硬件信息，

27

  • 如果是串行接口可以看到如下一行，可以判断接口是DCE端还是DTE端还有时钟

28

  • cable type : V.11 (X.21) DCE cable, received clockrate 2015232

29

*/

30

R1#
show
controllers s 1/0

31

32

/查看路由器ARP缓存/

33

R1#
show
arp

34

Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface

35

Internet 192.168.1.1 - cc00.143c.0010 ARPA FastEthernet1/0

36

Internet 192.168.1.2 42 0050.7966.6800 ARPA FastEthernet1/0

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