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网卡使用及故障解决技巧

来源:互联网 作者:佚名 时间:2015-02-01 16:34
网卡故障不只是影响工作站本身,还常常影响到整个网络的正常运行,必须引起网管人员的重视。 在以太网中,网卡用于连接访问介质并控制对介质的存取,以太网采用的载波侦听多路存取/冲突检测方法(CSMA/CD)就是在网卡内实现的。 同时,网卡还负责将上层协议
网卡故障不只是影响工作站本身,还常常影响到整个网络的正常运行,必须引起网管人员的重视。
  在以太网中,网卡用于连接访问介质并控制对介质的存取,以太网采用的载波侦听多路存取/冲突检测方法(CSMA/CD)就是在网卡内实现的。
  同时,网卡还负责将上层协议形成的协议数据单元(PDU)组成以太数据帧发送到网络上,并负责接收处理网络中传来的以太网帧。
  一、网卡工作原理
  发送数据时,网卡首先侦听介质上是否有载波(载波由电压指示),如果有,则认为其他站点正在传送信息,继续侦听介质。一旦通信介质在一定时间段内(称为帧间缝隙IFG=9.6微秒)是安静的,即没有被其他站点占用,则开始进行帧数据发送,同时继续侦听通信介质,以检测冲突。在发送数据期间。
  如果检测到冲突,则立即停止该次发送,并向介质发送一个“阻塞”信号,告知其他站点已经发生冲突,从而丢弃那些可能一直在接收的受到损坏的帧数据,并等待一段随机时间(CSMA/CD确定等待时间的算法是二进制指数退避算法)。在等待一段随机时间后,再进行新的发送。如果重传多次后(大于16次)仍发生冲突,就放弃发送。
  接收时,网卡浏览介质上传输的每个帧,如果其长度小于64字节,则认为是冲突碎片。如果接收到的帧不是冲突碎片且目的地址是本地地址,则对帧进行完整性校验,如果帧长度大于1518字节(称为超长帧,可能由错误的LAN驱动程序或干扰造成)或未能通过CRC校验,则认为该帧发生了畸变。通过校验的帧被认为是有效的,网卡将它接收下来进行本地处理。
  二、影响网卡工作的因素
  网卡能否正常工作取决于网卡及其相连接的交换设备的设置以及网卡工作环境所产生的干扰。如信号干扰、接地干扰、电源干扰、辐射干扰等都可对网卡性能产生较大影响,有的干扰还可能直接导致网卡损坏。
  PC机电源故障就时常导致网卡工作不正常。电源发生故障时产生的放电干扰信号可能窜到网卡输出端口,在进入网络后将占用大量的网络带宽,破坏其他工作站的正常数据包,形成众多的FCS帧校验错误数据包,造成大量的重发帧和无效帧,其比例随各个工作站实际流量的增加而增加,严重干扰整个网络系统的运行。
  接地干扰也常影响网卡工作,接地不好时,静电因无处释放而在机箱上不断积累,从而使网卡的接地端(通过网卡上部铁片直接跟机箱相连)电压不正常,最终导致网卡工作不正常,这种情况严重时甚至会击穿网卡上的控制芯片造成网卡的损坏。
  干扰的情况很容易出现,有时网卡和显卡由于插得太近也会产生干扰。干扰不严重时,网卡能勉强工作,数据通信量不大时用户往往感觉不到,但在进行大数据量通信时,在Windows98下就会出现“网络资源不足”的提示,造成机器死机现象。
  网卡的设置也将直接影响工作站的速度。网卡的工作方式可以为全双工和半双工,当服务器、交换机、工作站工作状态不匹配,如服务器、工作站网卡被设置为全双工状态,而交换机、集线器等都工作在半双工状态时,就会产生大量碰撞帧和一些FCS校验错误帧,访问速度将变得非常慢,从服务器上拷贝一个20MB的文件可能也需要5~10分钟。
  这方面的错误往往是由于网络维护人员的疏忽,大多时候他们都使用默认设置,而并不验证实际状态。
  一般来讲网卡的协议设置多数时候不容易出错,但设置了多余协议以及网络的工作协议不一致的情况却时有发生。比如,工作站使用SMTP协议收发邮件,而网络的邮件服务器使用的是POP协议收发邮件,则工作站将无法进行邮件收发操作。
  此外,由于协议的无缝互联和互操作是软件开发工程中的难点,实际的应用软件品质并不如开发商所标榜的那样乐观,为了使网络的工作效率达到最佳,网管人员需要经常监测网络协议数量及其工作状态,对于无用的非工作协议要即时清理。
  所谓非工作协议是指在网络规划和设计中未被选用的协议和应用,出现在各种网络平台之中,它们会耗用一些网络带宽。常用的被捆绑于视窗平台的协议如IPX、IP、NetBEUI基本上没有冲突,许多用户虽然没有同时使用这几种协议但却同时捆绑了这些协议。
  但如果同时选用了BanyanVines协议,就会向网络中发送大量无法处理的无效数据包,占用大量的网络带宽,破坏数据的传输和处理,致使网络速度变慢并时常出错。虽然NetBIOS设置有多种平台协议的输入输出接口,有助于众多协议的交互工作和各种协议平台及其应用的并存,但从网络性能优化的角度看,各种协议平台和应用版本是由不同厂商开发的,兼容性始终是一个动态适应的过程,多协议工作的冲突是不可避免的。因此,应尽量将不用的协议删除。
  三、网卡故障对网络的影响
  一般来讲,网卡损坏以后,有多种表现形式,常见的一种是网卡不向网络发送任何数据,机器无法上网,对整体网络运行基本上没有破坏性,这种故障容易判断,也容易排除。另一种常见现象是网卡发生故障后向网络发送不受限制的数据包。
  除了发送正常数据以外,还发送大量非法帧、错误帧,这些数据包可能是正常格式的,也可能是非正常格式的(即错误数据包),两种格式的数据包都可能对网络性能造成严重影响。
  我们知道,广播帧通常是网络设备定期不定期进行网络联络的一种手段,可以穿过网段中的桥和交换机,到达整个网络,但过量的广播将占用不必要的带宽。
  当某块网卡损坏后,可能向网络发送大量广播帧和非法帧,占用大量带宽,使网络运行速度明显变慢。即使是不向网络发送或接收数据的站点也会因为接收大量的广播帧而导致站点的网卡向宿主机的CPU频繁地申请中断,CPU资源利用率迅速上升,使宿主机处理本机应用程序的速度大受影响,有时从操作台上键入数据,屏幕显示要等待10多秒钟才会更新,情况严重时,则等待时间更长。
  这种现象与病毒发作非常相似,常被当作病毒处理。但遗憾的是,无论怎样更新杀毒软件杀毒,机器故障依旧。即使把系统重装,由于问题不在本机,所以仍然不能解决问题。此时,如果将网络测试仪接入网络进行测试,便可发现网络平均流量偏高,广播帧、错误帧占据了大量的网络带宽,通过进一步分析定位,查出广播帧的机器,更换网卡,故障便可消除了。
  网卡故障引起的网络故障往往较难判断,这是因为网卡故障引起的网络故障现象各不相同,有故障现象的设备往往并非是发生了故障的设备。
  比如,某工作站的网卡发生了故障,不能清除发送过的IP地址,其目标地址被“定格”为其访问联系最多的某业务服务器,不停地发送不受限制的数据包,不断请求业务服务器处理业务。由于该网卡不能正确控制对介质的访问。
  不管网络流量是否超高,都不加理会地向网络发送数据,占用大量网络带宽资源,大量的垃圾包到达业务服务器,迫使业务服务器消耗大量资源处理这些垃圾包,同时由于这些数据包的可操作性差,服务器将进一步耗用额外的资源来处理这些数据,使得其他正常的网络访问受阻。这种故障现象类似服务器遭受拒绝服务攻击。如不及时查明原因,将带来较大损失。

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