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網絡故障診斷以網絡原理、網絡配置和網絡運行知識為基礎。從故障現象出發，以網絡診斷工具為手段獲取診斷信息，確定網絡故障點，查找問題的根源，排除故障，恢復網絡正常運行，是網管技術人員經常采用的技術手段。
1. 物理層及其診斷
物理層是OSI分層結構體系中最基礎的一層。它建立在通信媒體的基礎上，實現系統和通信媒體的物理接口，為數據鏈路實體之間進行透明傳輸，為建立、保持和拆除計算機和網絡之間的物理連接提供服務。
物理層的故障主要表現在設備的物理連接方式是否恰當;連接電纜是否正確;MODEM、CSU/DSU等設備的配置及操作是否正確。
確定路由器端口物理連接是否完好的最佳方法是使用show interface命令，檢查每個端口的狀態，解釋屏幕輸出信息，查看端口狀態、協議建立狀態和EIA狀態。
2. 數據鏈路層及其診斷
數據鏈路層的主要任務是使網絡層無須了解物理層的特征而獲得可靠的傳輸。數據鏈路層為通過鏈路層的數據進行打包和解包、差錯檢測和一定的校正能力，并協調共享介質。在數據鏈路層交換數據之前，協議關注的是形成幀和同步設備。
查找和排除數據鏈路層的故障，需要查看路由器的配置，檢查連接端口的共享同一數據鏈路層的封裝情況。每對接口要和與其通信的其他設備有相同的封裝。通過查看路由器的配置檢查其封裝，或者使用show命令查看相應接口的封裝情況。
3. 網絡層及其診斷
網絡層提供建立、保持和釋放網絡層連接的手段，包括路由選擇、流量控制、傳輸確認、中斷、差錯及故障恢復等。
排除網絡層故障的基本方法是：沿著從源到目標的路徑，查看路由器路由表，同時檢查路由器接口的IP地址。如果路由沒有在路由表中出現，應該通過檢查來確定是否已經輸入適當的靜態路由、默認路由或者動態路由。然后手工配置一些丟失的路由，或者排除一些動態路由選擇過程的故障，包括RIP或者IGRP路由協議出現的故障。例如，對于IGRP路由選擇信息只在同一自治系統號(AS)的系統之間交換數據，查看路由器配置的自治系統號的匹配情況。
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