如何使用OSI七层模型的思路进行Linux网络问题排障?

news/2024/5/19 18:37:16/ 标签: linux, 运维

运维工作中,我们可能经常遇到诸如服务器无法远程连接、网站无法访问等各种网络问题。此时你是否想过,我们常背的OSI七层模型,能在处理这样的实际问题中发挥什么样的作用呢?

基于OSI架构的方法论,我们可以使用自下而上的方法论来进行网络故障排查。

什么是OSI模型

OSI,即开放系统互连(Open Systems Interconnection),该模型是一个概念框架,它将网络通信的功能划分为七个不同的层级。简单来说,OSI标准定义了不同计算机系统之间如何进行通信。七层模型自下而上分别为:
OSI七层模型

如何运用OSI模型排查网络故障

假设有一个托管在Linux服务器上的网站无法正常工作,那么我们可以使用OSI模型对问题进行有效分解。

物理层

物理层是最底层,这一层的关键组件是电缆、光纤等物理介质。在这个层次上,我们可以检查电源供应及设备状态,查看接口统计信息。常用的命令如ifconfigip link show

[root@ecs-91176055 ~]#  ifconfig
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500inet 192.168.0.4  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.0.255inet6 fe80::f816:3eff:fe03:78e  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>inet6 2409:8c3c:ffff:3b10::1a  prefixlen 128  scopeid 0x0<global>ether fa:16:3e:03:07:8e  txqueuelen 1000  (Ethernet)RX packets 400  bytes 299740 (292.7 KiB)RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0TX packets 405  bytes 90337 (88.2 KiB)TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)RX packets 32  bytes 2520 (2.4 KiB)RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0TX packets 32  bytes 2520 (2.4 KiB)TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0[root@ecs-91176055 ~]#  ip link show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000link/ether fa:16:3e:03:07:8e brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

如果结果中有接口显示down,则表明物理层未能正常运行。 有时候物理连接是正常的,但网卡并未激活,可以尝试使用如下命令拉起接口:

ifconfig eth0 up
# 或
ip link set eth0 up

另外ethtool也是非常有用的工具,它提供了查询和修改设置的能力,可以调整诸如速率、端口、自动协商等参数。

[root@ecs-91176055 ~]#  ethtool eth0
Settings for eth0:Supported ports: [  ]Supported link modes:   Not reportedSupported pause frame use: NoSupports auto-negotiation: NoSupported FEC modes: Not reportedAdvertised link modes:  Not reportedAdvertised pause frame use: NoAdvertised auto-negotiation: NoAdvertised FEC modes: Not reportedSpeed: Unknown!Duplex: Unknown! (255)Auto-negotiation: offPort: OtherPHYAD: 0Transceiver: internalLink detected: yes

数据链路层

数据链路层使连接到同一网络的两台设备能够传输数据。该层包含两个部分。第一个组成部分是介质访问控制(MAC)层,涉及硬件寻址和访问控制操作。第二个部分是逻辑链路层,它能够在不同媒介间建立逻辑连接。

本层常见问题之一是两台服务器无法建立连接,此时可以使用pingtraceroutearp以及Wireshark等工具对数据链路层进行测试,验证同一网络组内设备之间数据帧是否正确传输和接收。

网络层

网络层的作用是确保数据能够在两个网络之间顺畅流动,在网络层工作的设备是路由器。路由器的主要任务是简化网络之间的通信,处理IP地址是这一层的工作内容。

在这个阶段,我们主要应查找与IP地址相关的问题,例如可以通过ip -br address show来查看地址,确认网卡是否已分配到IP地址。

[root@ecs-91176055 ~]#  ip -br address show
lo               UNKNOWN        127.0.0.1/8 ::1/128 
eth0             UP             192.168.0.4/24 2409:8c3c:ffff:3b10::1a/128 fe80::f816:3eff:fe03:78e/64 

如果您使用DHCP获取IP地址,那么可能是没有从DHCP获得动态IP地址。

另一个常见的问题是缺少特定路由或路由指向错误,导致数据包无法通过网关发出或走到了错误的网关。了解数据报到达最终目的地址的路由,在排查跨网络通信时尤其重要。我们可以通过ip route命令查看和管理路由表,也可以通过向默认网关或远端网关发送ping请求来检查连通性。

[root@ecs-91176055 ~]#  ip route
default via 192.168.0.1 dev eth0 proto dhcp metric 100 
192.168.0.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.0.4 metric 100 [root@ecs-91176055 ~]#  ip -6 route
::1 dev lo proto kernel metric 256 pref medium
2409:8c3c:ffff:3b10::1a dev eth0 proto kernel metric 100 pref medium
2409:8c3c:ffff:3b10::/64 dev eth0 proto ra metric 100 pref medium
fe80::/64 dev eth0 proto kernel metric 100 pref medium
default via fe80::6a54:edff:fe00:7f1c dev eth0 proto ra metric 100 pref medium[root@ecs-91176055 ~]#  ping 192.168.0.1 -c 4
PING 192.168.0.1 (192.168.0.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.0.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.095 ms
64 bytes from 192.168.0.1: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.096 ms
64 bytes from 192.168.0.1: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.097 ms
64 bytes from 192.168.0.1: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.120 ms--- 192.168.0.1 ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3099ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.095/0.102/0.120/0.010 ms

传输层

传输层使用传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)等协议来控制系统间的网络流量,确保数据高效流动。传输层负责发送数据包,查找错误,控制数据流,并将其按序排列。

在这个层面遇到的问题,可能是监听端口未开启等。如果服务启动失败,可能是因为端口已被占用。可以运行netstatss命令查看哪些端口正在监听,并判断你需要连接的端口是否正由正确的程序监听。

[root@ecs-91176055 ~]#  netstat -ntupl
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      1245/sshd: /usr/sbi 
tcp        0      0 0.0.0.0:44321           0.0.0.0:*               LISTEN      1478/pmcd           
tcp        0      0 0.0.0.0:4330            0.0.0.0:*               LISTEN      2752/pmlogger       
tcp        0      0 0.0.0.0:111             0.0.0.0:*               LISTEN      743/rpcbind         
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      1245/sshd: /usr/sbi 
tcp6       0      0 :::44321                :::*                    LISTEN      1478/pmcd           
tcp6       0      0 :::4330                 :::*                    LISTEN      2752/pmlogger       
tcp6       0      0 :::111                  :::*                    LISTEN      743/rpcbind         
udp        0      0 0.0.0.0:60469           0.0.0.0:*                           743/rpcbind         
udp        0      0 0.0.0.0:111             0.0.0.0:*                           743/rpcbind         
udp6       0      0 :::52026                :::*                                743/rpcbind         
udp6       0      0 :::111                  :::*                                743/rpcbind         
udp6       0      0 fe80::f816:3eff:fe0:546 :::*                                829/NetworkManager  [root@ecs-91176055 ~]#  ss -ntupl
Netid               State                Recv-Q                Send-Q                                                 Local Address:Port                                Peer Address:Port               Process                                                 
udp                 UNCONN               0                     0                                                            0.0.0.0:60469                                    0.0.0.0:*                   users:(("rpcbind",pid=743,fd=7))                       
udp                 UNCONN               0                     0                                                            0.0.0.0:111                                      0.0.0.0:*                   users:(("rpcbind",pid=743,fd=6))                       
udp                 UNCONN               0                     0                                                               [::]:52026                                       [::]:*                   users:(("rpcbind",pid=743,fd=10))                      
udp                 UNCONN               0                     0                                                               [::]:111                                         [::]:*                   users:(("rpcbind",pid=743,fd=9))                       
udp                 UNCONN               0                     0                                    [fe80::f816:3eff:fe03:78e]%eth0:546                                         [::]:*                   users:(("NetworkManager",pid=829,fd=25))               
tcp                 LISTEN               0                     128                                                          0.0.0.0:22                                       0.0.0.0:*                   users:(("sshd",pid=1245,fd=3))                         
tcp                 LISTEN               0                     5                                                            0.0.0.0:44321                                    0.0.0.0:*                   users:(("pmcd",pid=1478,fd=0))                         
tcp                 LISTEN               0                     5                                                            0.0.0.0:4330                                     0.0.0.0:*                   users:(("pmlogger",pid=2752,fd=7))                     
tcp                 LISTEN               0                     4096                                                         0.0.0.0:111                                      0.0.0.0:*                   users:(("rpcbind",pid=743,fd=8))                       
tcp                 LISTEN               0                     128                                                             [::]:22                                          [::]:*                   users:(("sshd",pid=1245,fd=4))                         
tcp                 LISTEN               0                     5                                                               [::]:44321                                       [::]:*                   users:(("pmcd",pid=1478,fd=3))                         
tcp                 LISTEN               0                     5                                                               [::]:4330                                        [::]:*                   users:(("pmlogger",pid=2752,fd=8))                     
tcp                 LISTEN               0                     4096                                                            [::]:111                                         [::]:*                   users:(("rpcbind",pid=743,fd=11))        

最常遇到的问题是无法与远端端口建立连接,这是可以使用telnet命令进行连通性测试:

[root@ecs-91176055 ~]#  telnet 192.168.0.6 6443
Trying 192.168.0.6...
Connected to 192.168.0.6.
Escape character is '^]'.

如果要检查远程UDP端口,则可以使用netcat工具(nc命令)。

会话层

会话层负责协调两个设备之间的通信发起和终止过程,通信发起和终止的时间段及称为会话。

在这个层面,可以检查凭据、服务器证书、客户端的会话ID和cookies等内容。

表示层

表示层负责将数据转换为能够呈现给用户的形式。

在这个网站访问的例子中,SSLTLS加密方法是这一层的关键组成部分。在这一层,我们可以检查加密和解密方面的问题。

应用层

系统在此层接收用户的输入并将输出返回给用户。我们熟知的FTP、SMTP、SSH、IMAP、DNS、HTTP等协议均运行在这一层级。

在这个阶段,我们可以检查服务器上的配置文件是否存在错误。此外,还可以查看服务器日志文件以获取有关问题的更多详细信息。

结论

我们从底层开始逐层向上探索,针对OSI模型的每一层介绍了各种专用工具和排查思路。尽管实际生产环境会复杂得多,但这种方法论确是通用的。


http://www.ppmy.cn/news/1424475.html

相关文章

关于系统数据缓存的思考以及设计

文章目录 引言案例A项目B项目 分析我的实现总结 引言 缓存&#xff0c;这是一个经久不衰的话题&#xff0c;它通过“空间换时间”的战术不仅能够极大提升处理查询性能还能很好的保护底层资源。最近针对系统数据缓存的优化后&#xff0c;由于这是一个通用的场景并且有了一点心得…

再拓信创版图-Smartbi 与东方国信数据库完成兼容适配认证

近日&#xff0c;思迈特商业智能与数据分析软件 [简称&#xff1a;Smartbi Insight] V11与北京东方国信科技股份有限公司 &#xff08;以下简称东方国信&#xff09;CirroData-OLAP分布式数据库V2.14.1完成兼容性测试。经双方严格测试&#xff0c;两款产品能够达到通用兼容性要…

计算机网络(王道考研)笔记个人整理——第二章

第二章 物理层主要任务&#xff1a;确定与传输媒体有关的一些特性 机械特性&#xff1a;物理连接的特性 规定物理连接时所采用的规格、接口形状、引线数目、引脚数量和排列情况 电气特性 规定传输二进制位时&#xff0c;线路上信号的电压范围、阻抗匹配、传输速率和距离限制等…

VectorMap论文阅读

1. 摘要 自动驾驶系统需要对周围环境具有很好的理解&#xff0c;包括动态物体和静态高精度语义地图。现有方法通过离线手动标注来解决语义构图问题&#xff0c;这些方法存在严重的可扩展性问题。最近的基于学习的方法产生稠密的分割预测结果&#xff0c;这些预测不包含单个地图…

Oracle——领先的企业级数据库解决方案

一、WHAT IS ORACLWE&#xff1a; ORACLE 数据库系统是美国 ORACLE 公司&#xff08;甲骨文&#xff09;提供的以分布式数据库为核心的一组软件产品&#xff0c;是目前最流行的客户/服务器(CLIENT/SERVER)或B/S 体系结构的数据库之一&#xff0c;ORACLE 通常应用于大型系统的数…

Leetcode - 周赛393

目录 一&#xff0c;3114. 替换字符可以得到的最晚时间 二&#xff0c;3115. 素数的最大距离 三&#xff0c;3116. 单面值组合的第 K 小金额 四&#xff0c; 3117. 划分数组得到最小的值之和 一&#xff0c;3114. 替换字符可以得到的最晚时间 本题是一道模拟题&#xff0c;…

51单片机串口输出问题(第一个字符重复,自动循环输出第一个字符)

遇到的问题描述 51单片机使用串口发送数据时出现只循环发送字符串的第一个字符的情况。就算发送的是第一个字符也有时候一直发送。 串口函数代码 参考串口发送注意 #include <reg52.h> //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器void UsartInit() {SCON0X50; /…

Windows上构建 Chisel-Bootcamp

windows环境构建本地Chisel-Bootcamp 安装摘要Chisel-boocamp环境搭建安装java安装Anaconda安装scala 下载Chisel-bootcamp 环境Reference 安装摘要 在windows上安装chisel-boocamp&#xff0c;与linux过程类似。 安装java8安装anaconda安装scala下载Chisel-bootcamp环境 Ch…

并发场景下 缓存击穿 穿透 雪崩如何解决

最近建了一个技术交流群&#xff0c;欢迎志同道合的同学加入&#xff0c;群里主要讨论&#xff1a;分享业务解决方案、深度分析面试题并解答工作中遇到的问题&#xff0c;同时也能为我提供写作的素材。 群号 208236931&#xff0c;欢迎进群交流学习&#xff0c;一起进步、进步、…

泛型的初步认识(1)

前言~&#x1f973;&#x1f389;&#x1f389;&#x1f389; hellohello~&#xff0c;大家好&#x1f495;&#x1f495;&#xff0c;这里是E绵绵呀✋✋ &#xff0c;如果觉得这篇文章还不错的话还请点赞❤️❤️收藏&#x1f49e; &#x1f49e; 关注&#x1f4a5;&#x…

【Linux】地址空间虚拟地址

个人主页 &#xff1a; zxctscl 如有转载请先通知 文章目录 1. 虚拟地址1.1 虚拟地址引入1.2 虚拟地址理解1.3 虚拟地址细节问题 2. 地址空间2.1 理解地址空间2.2 页表和写时拷贝 3. 进程调度 1. 虚拟地址 1.1 虚拟地址引入 先先来一个测试代码&#xff1a; 1 #include<st…

深入探讨虚拟现实中的新型安全威胁:“盗梦攻击”及其防御策略

随着虚拟现实&#xff08;VR&#xff09;技术的飞速发展&#xff0c;用户体验达到了前所未有的沉浸水平&#xff0c;但也暴露在一系列新的安全威胁之下。本文着重介绍了近期出现的一种高度隐秘且影响深远的攻击手段——“盗梦攻击”。这一概念由芝加哥大学的研究人员提出&#…

【每日刷题】Day7

【每日刷题】Day7 &#x1f955;个人主页&#xff1a;开敲&#x1f349; &#x1f525;所属专栏&#xff1a;每日刷题&#x1f34d; &#x1f33c;文章目录&#x1f33c; 1. 206. 反转链表 - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 2. 203. 移除链表元素 - 力扣&#xff08;…

C++反向迭代器的封装和模板进阶(个人笔记)

C反迭代器和模板进阶 1.反向迭代器2.模板2.1非类型模板参数2.2模板的特化2.2.1函数模板2.2.2类模板特化2.2.2.1 全特化2.2.2.1 偏特化 2.3模板的分离编译2.4模板的优缺点 1.反向迭代器 用正向迭代器适配出反向迭代器 这里是自己实现的反向迭代器版本&#xff0c;与STL标准库里…

监督算法建模前数据质量检查

一、定义缺失值检测函数 def missing_values_table(df):# 总的缺失值mis_val df.isnull().sum()# 缺失值占比mis_val_percent 100 * df.isnull().sum() / len(df)# 将上述值合并成表mis_val_table pd.concat([mis_val, mis_val_percent], axis1)# 重命名列名mis_val_table_…

数据结构—顺序表实现通讯录

在上一节我们基本了解了顺序表的基本知识&#xff0c;接下来我们就用顺序表来实现一下通讯录。 一、基于动态顺序表实现通讯录 1.1 功能介绍 1. 能够保存用户信息&#xff1a;姓名&#xff0c;性别&#xff0c;年龄&#xff0c;电话&#xff0c;地址等 2. 添加联系人信息 3. …

js自动缩放页面,html自动缩放页面,大屏自动缩放页面,数字看板自动缩放页面,大数据看板自动缩放页面

js自动缩放页面,html自动缩放页面,大屏自动缩放页面,数字看板自动缩放页面,大数据看板自动缩放页面 由纯JS实现 html代码 <!DOCTYPE html> <html lang="en"><head><meta charset="UTF-8"><meta http-equiv="X-UA-C…

组合预测 | Matlab实现ICEEMDAN-SMA-SVM基于改进完备集合经验模态分解-黏菌优化算法-支持向量机的时间序列预测

组合预测 | Matlab实现ICEEMDAN-SMA-SVM基于改进完备集合经验模态分解-黏菌优化算法-支持向量机的时间序列预测 目录 组合预测 | Matlab实现ICEEMDAN-SMA-SVM基于改进完备集合经验模态分解-黏菌优化算法-支持向量机的时间序列预测预测效果基本介绍程序设计参考资料预测效果 基本…

【opencv】示例-videocapture_obsensor.cpp 读取和处理通过OBSENSOR摄像头获取的视频流数据...

/*** 注意: Astra2、Gemini2 和 Gemini2L 相机目前仅支持 Windows 以及 Linux 内核版本不高于4.15&#xff0c;更高版本的 Linux 内核可能会有异常。 */#include <opencv2/videoio.hpp> // 包含为视频捕捉提供的功能 #include <opencv2/highgui.hpp> // 包含高…

良心无广的4款软件,每一款都逆天好用,且用且珍惜

闲话少说&#xff0c;直上干货&#xff01; 清浊 清浊是一款异常强大的国产手机清理应用&#xff0c;其设计理念崇尚简洁&#xff0c;用户界面清晰明快&#xff0c;且无任何弹窗广告干扰。更难能可贵的是&#xff0c;这款应用提供全程免费服务&#xff0c;功能多样&#xff0…