网络故障和网络诊断工具（5.0）

网络测试工具

网络管理和监控工具

网络管理和监控工具主要包括以下几个。

（1）性能监视器

目前大多数的网络操作系统包括一个监视实用程序，这个监视实用程序可以帮助管理员对网络的服务器性能进行监视，可以查看实时或记录的操作。其对象包括：

处理器

硬盘

内存

网络利用状况

整个网络

这些监视器可以完成以下操作：

记录性能数据

向网络管理员发出警告

启动另一个程序，将系统性能调整到可接受的范围内。

当监视网络时，重要的是必须建立一个基准。只要改变了网络，记录的网络正常运行参数值就应该定期更新。基准信息可以帮助对网络性能的巨大变化和微小变化进行监视。

（2）网络监视器

（3）协议分析仪

协议分析仪用于检测新设计的网络，帮助分析通信行为、差错、利用率、效率以及广播和多播分组

（4）HP Open View

HP Open View 能够在网络测试运行过程中提示某些问题的网路事件出现

网络诊断工具

常用的网络诊断工具有：360系统诊断工具、Windows诊断工具、无线网络监测工具。

1.360系统诊断工具

360系统诊断工具是完全免费的、安全类上网辅助软件工具，它提供系统诊断功能，能够对系统的190多个可疑位置进行诊断，并生成诊断报告，供系统诊断、分析。

360系统诊断工具在360安全卫士的“功能大全”里，打开360安全卫士，在左下角的功能大全里面找到两个相关的功能，分别是宽带测速器、断网急救箱，单击你想用的工具，运行就可以了。

它可以测试长途网络速度，网页打开速度；还可以进行网络诊断，发现不能上网的问题出现在哪里。

2.Windows网络诊断工具

Windows网络诊断工具可以测试网络连接并确定与网络相关的程序和服务当前是否工作正常。Windows网络诊断工具有winMTR、Windows IE（win7）等。

（1）winMTR

winMTR运行环境为WindowsXP/2003/Vista/7.

他需要结合traceroute进行网络诊断，内有32位与64位版本，请注意区分。

（2）Windows IE（win7）

Windows IE（win7）系统诊断工具（ESET SysInspector）是系统检测工具，该程序仅适用于Windows7/8系统。

Windows IE自带的网络诊断工具附带在 IE浏览器中，单击IE浏览器右上角的工具--诊断连接问题，即可启动该工具。该工具适用于Windows XP、SP2系统以及以上版本。

Windows IE功能有：

检测操作系统，抓取正在运行的进程，监视注册表内容、随机启动项和网络连接状况等细节。

创建系统快照、划分危险级别。创建系统快照的同时，ESET SysInspector扫描被记录的对象，划分危险级别。

用户可以从海量数据中，利用滚动条找到特殊颜色标记的危险对象以做进一步的检查。

3.无线网络诊断工具

无线网诊断工具有五个免费工具。

（1）Comm View for WiFi

Comm View for WiFi 是一个专门为WiFi网络设计的数据包嗅探器。此工具能够抓取数据包，然后在其中搜索特定的字符串、数据包类型等。每当某种事先设定的流量被探测到时，CommView for WiFi就会发出报警。

（2）无线信号扫描工具inSSIDer

inSSIDer类似于以前的Net Stumbler应用软件，只是它更适合于现在的环境，并且它支持Windows XP、Vista和Windows 7操作系统等。此工具被用来检测无线网络并报告它们的类型、最大传输速率和信道利用率。甚至他还能图示每个无线网络的幅值和信道利用率情况。

（3）无线向导 Wireless Wizard

Wireless Wizard是一款免费工具，用来帮助用户在无线网络连接中获得可能达到的最好性能。除了能提供无线网络相关的所有常用的统计信息外，它还能进行一系列诊断测试，检查用户的无线网络运行情况如何。

（4）无线密钥生成器 Wireless Key Generator

Wireless Key Generator是一个比较简单的应用软件，用来帮助用户提高无线网络的安全性。它会提示用户指定无线网络中使用的安全类型和密钥强度，然后为用户生成一个随机的加密密码。

（5）无线热点WeFi

WeFi能帮助用户在全球范围内查找无线热点。此工具的初始屏幕显示当前无线连接相关的统计信息。他还能显示一个可用热点的过滤视图，用户可以选择显示最想查看的热点或任何可用的WiFi。WeFi最好的功能就是WiFi地图，此功能可向用户显示公共WiFi热点的位置。

网络诊断工具使用详解

在Windows 2000网络环境的实施和日常管理中，会经常使用一些诊断工具和实用程序来帮助解决网络常见的一些问题。掌握和了解这些常用工具对网络技术人员十分重要。下面以Windows 2000为例进行讲解。

1.Windows 报告工具

选择“开始”-“运行”，输入“Winrep.exe”，启动Windows报告工具。它搜集计算机的有关信息，用户可以根据这些信息诊断和排除各种计算机故障。

2.文件检查器

文件检查器是一个Windows 98风格的工具软件，在Windows 2000中只能应用于命令解释模式下。可以通过在命令行模式下输入“SFC”启动文件检查器，其作用是扫描所有受保护的系统文件并用正确的文件进行替换。

3.脚本调试器

上网浏览网页时，经常会遇到一些脚本运行错误的提示，为了防止产生错误，一般是停止执行脚本。有了脚本调试器，就可以对错误进行调试和排除。脚本调试器可以测试一个脚本文件的运行情况，调试脚本文件的错误。脚本调试器并非Windows 2000默认安装。选择“控制面板”-“添加/删除程序”-“添加/删除Windows组件”-“脚本调试器”，然后单击“下一步”按钮就可以安装脚本调试器。选择“开始”-“程序”-“附件”-“Microsoft script debugger”可以打开脚本调试器。

4.DirectX诊断工具

选择“开始”-“运行”，输入“Dxdiag.exe”可以打开DirectX诊断工具。此工具用于向用户提供系统中DirectX应用程序编程接口（API）组件和驱动程序的信息，也能够测试声音和图形输出、Microsoft DirectPlay服务提供程序，还可以禁用某些硬件加速功能，使系统运行得更加稳定。利用此工具可以诊断硬件存在的问题，提供解决的办法，并可以更改系统设置，使硬件运行在最佳的状态。

5.Windows 2000故障恢复控制台

Windows2000故障恢复控制台是命令行控制台，可以从Windows 2000安装程序启动。使用故障恢复控制台，无需从硬盘启动Windows 2000就可以执行许多任务，可以启动和停止服务，格式化驱动器，在本地驱动器上读写数据（包括被格式化为NTFS的驱动器），执行许多其它管理任务。如果需要通过从软盘或CD-ROM复制一个文件到硬盘来修复系统，或者需要对一个阻止计算机正常启动的服务进行重新配置，故障恢复控制台特别有用。

网络仿真和仿真工具

网络仿真也称为网络模拟，是一种网络研究工具，既可以取代真实的应用环境得出可靠的运行结果和数据，也可以模仿一个系统过程中的某些行为和特征。它们随机过程和统计、优化为基础，通过对不同环境和工作负荷的分析比较，来优化系统的性能。

网络仿真就是在不建立实际网络的情况下使用数学模型分析网络行为的过程，从而获取特定的网络特性参数的技术。

随着网络的应用、网络新技术的不断出现和数据网络的日趋复杂，网络仿真的应用也越来越广泛，网络仿真已成为研究、规划、设计网络不可缺少的工具，无论是构建新网络，还是升级改造现有网络，都需要对网络的可靠性和有效性进行客观的评估，从而降低网络建设的投资风险，提高网络性能。

目前在计算机网络仿真软件中，主流网络仿真软件有OPNET、NS2、NS3、Matlab、CASSAP、SPW等，这为网络研究人员提供了很好的网络仿真平台。

1.OPNET网络仿真工具

OPNET网络仿真工具主要面向网络设计专业人士，帮助客户进行网络结构、设备和应用的设计、建筑、分析和管理。能够满足大型复杂网络的仿真需要。

（1）OPNET网络仿真工具的特点

OPNET网络仿真工具有如下特点：

1.提供三层建模机制，最底层为Process模型，以状态机来描述协议；中层为Node模型，由相应的协议模型构成，反映设备特性；上层为网络模型。三层模型和实际的网络、设备、协议层次完全对应，全面反映了网络的相关特性。

2.提供一个基本模型库，包括路由器、交换机、服务器、客户机、ATM设备、DSL设备、ISDN设备等。OPNET对不同的企业用户提供附加的专用模型库，附加的专用模型库需另外付费。

3.采用离散事件驱动的模拟机理。

4.采用混合建模机制，把基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法结合起来，可得到非常细节的模拟结果。

5.具有丰富的统计量收集和分析功能。它可以直接收集常用的各个网络层次的性能统计参数，能够方便的编制和输出仿真报告。

6.提供了和网管系统、流量监测系统的接口，能够方便地利用现有的拓扑和流量数据建立仿真模型，同时还可对仿真结果进行验证。

7.在软件功能方面，做的比较完备，可以对分组的到达时间分布、分组长度分布，网络节点类型和链路类型等进行很详细的设置，而且可以通过不同厂家提供的网络设备和应用场景来设计自己的仿真环境，用户也可以方便地选择库中已有的网络拓扑结构。

8.易操作易用，使用比较少的操作就可以得到比较详尽和真实的仿真结果。

9.OPNET是商业软件，所以界面非常好。

（2）OPNET的缺点

1.价格贵

2.学习的进入门槛很高，通过专门培训而达到较为熟练的程度至少需要一个多月的时间。

3.仿真网络规模和流量很大时，仿真的效率会降低。

4.提供的模型库有限，专用模型库需另外付费。

2.NS2网络仿真工具

NS2是一种面向对象的网络仿真器，可以用于仿真各种不同的IP网。NS2网络仿真工具是一种针对网络技术的源代码公开的、免费的工具，最初是针对基于UNIX系统下的网络设计和仿真而进行的，它所包含的模块非常丰富，几乎涉及了网络技术的所有方面，成为学术界广泛使用的一种网络模拟软件。NS2也可作为一种辅助教学的工具，已被广泛应用在了网络技术的教学方面，在学术界和教育界有人正在使用或试图使用NS2（或NS3）

（1）NS2网络仿真工具的特点

1.源代码公开

2.可扩展性强

3.速度和效率优势明显

4.NS2是自由软件，免费，这是与OPNET相比最大的优势，因此它的普及度较高。

（2）NS2的缺点

1.NS2界面不如OPNET

2.NS2内容庞杂，刚学的时候很麻烦，不容易上手

3.由于不是同一公司开发的，格式上不是很统一。

三、NS3网络仿真工具

NS3是一款向网络系统的离散事件仿真软件，主要用于研究与教学目的。NS3作为源代码公开的一款免费软件，经GNUGPLv2认证许可，可被大众研究、改进与使用，它将逐步取代目前广泛应用的NS2网络模拟软件。

NS3是由C++和Python语言编写的，可作为源代码发布并适用以下的系统：linux、unixvariants、OSX，以及Windows平台上运行的cygwin或MinGW等。

（1）NS3并不是NS2的扩展，而是一个全新的模拟器。虽然二者都是由C++编写的，但是NS3并不支持NS2的API，而是一个全新的模拟器。NS2的一些模块已经被移植到了NS3。在NS3开发过程时，“NS3项目”会继续维护NS2，同时也会研究从NS2到NS3的过渡和整合机制。

（2）NS3模型

NS3的基本模型共分为五层：应用层（Application layer）、传输层（Transport layer）、网络层（Network layer）、连接层（Link layer）、物理层（Physical layer）。

（3）NS3中的构件模型

1.节点（Node）

NS3节点是一个网络模拟器，而非一个专门的因特网模拟器，NS3中基本计算设备被抽象为节点。节点由用C++编写的Node类提供了用于管理计算机设备的各种抽象方法。可以将节点设想为一台可以添加各种功能的计算机。

2.信道（Channel）

通常我们把网络中数据流通过的媒介称为信道。在NS3中用C++编写的Channel类来描述。

3.网络设备

在NS3中网络设备这一抽象概念相当于硬件设备和软件驱动的总和。在NS3仿真环境中，网络设备相当于安装在节点上，使得节点通过信道和其它节点通信。网络设备由用C++编写的NetDevice类来描述。

4.应用程序

在NS3中没有真正的操作系统的概念，更没有特权级别或者系统调用的概念，需要被仿真的用户程序被抽象为应用，用Application类来描述。

（4）有关NS3详细资料的获取

用户可以从以下几个网站获取：

1.http://www.nsnam.org，提供NS3系统的基本信息

2.http://www.nsnam.org/ns-3-dev/documentation/，该页面主要包括以下主要资料：

·初步介绍NS3的相关知识，以及下载及安装，简单使用

·更深一步讲解NS3的相关知识以及NS3的编码风格

·主要介绍NS3的相关模块。用户可以选择自己实际需要的模块学习，不需要全部阅读。

3.http://www.nsnam.org/doxygen/index.html，该页面上提供了NS3系统架构的更为详细的信息。在编写自己的模块时，查询类的成员函数、类的属性等，要经常用到这个链接。

4.http://www.nsnam.org/wiki，可以作为NS3主站点的补充。

5.NS3的源码可以在http://code.nsnam.org找到。读者也可以在名为ns3-dev的源码仓库找到当前的NS3开发树。还有NS3的之前发行版本和最新测试版本的代码。

四、MATLAB网络仿真工具

MATLAB网络仿真工具用于数值计算和图形处理的科学计算系统环境。MATLAB是英文MATrix LABoratory（矩阵实验室）的缩写。在MATLAB 环境下，用户可以集成地进行程序设计、数值计算、图形绘制、输入输出、文件管理等各项操作。

MATLAB提供了一个人机交互的数学系统环境，该系统的基本数据结构是矩阵，在生成矩阵对象时，不要求作明确的维数说明。与利用C语言或FoRTRAN语言作数值计算的程序设计相比，利用MATLAB可以节省大量的编程时间。

（1）MTALAB系统由五个主要部分组成

1.MATALB语言体系

MATLAB是高层次的矩阵/数组语言，具有条件控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特性。利用它既可以进行小规模编程，完成算法设计和算法实验的基本任务，也可以进行大规模编程，开发复杂的应用程序。

2.MATLAB工作环境

这是对MATLAB提供给用户使用的管理功能的总称，包括管理工作空间中的变量输入输出的方式和方法，以及开发、调试、管理文件的各种工具。

3.图形图像系统

这是MATLAB图形系统的基础，包括完成2D和3D数据图示、图像处理、动画生成、图形显示等功能的高层MATLAB命令，也包括用户对图形等对象进行特性控制的低层MATLAB命令，以及开发GUI应用程序的各种工具。

4.MATLAB数学函数库

这是对MATLAB使用的各种数学算法的总称，包括各种初等函数的算法，也包括矩阵运算、矩阵分析等高层次数学算法。

5.MATLAB应用程序接口（API）

这是MATLAB为用户提供一个函数库，使得用户能够在MATLAB环境中使用C程序或FORTRAN程序，包括从MATLAB中调用程序（动态链接），读写MAT文件的功能。

在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。

（2）MATLAB的缺点

1.MATLAB和其它高级程序相比，程序的执行速度较慢。由于MATLAB的程序不用编译等预处理，也不生成可执行文件，程序为解释执行，所以速度较慢。

2.MATLAB不能实现端口操作和实时控制，但结合C++Builder的运用，实现优势互补就可以客服这一缺点。

3.MATLAB软件太大，占硬盘空间近1GB，一般稍早些的计算机都安装不下。

五、CASSAP网络仿真工具

CASSAP网络仿真工具主要应用于数字信号处理和网络通信领域，它可以在概念、体系结构、算法三个层次上实现仿真。CASSAP采用了数据流驱动仿真器，它比基于时钟周期的仿真器速度提高了8~16倍。CASSAP提供了1000多个高层模块，并可对其中所需模块自动生成行为级或RTL级VHDL，也可生成各种风格的DSP代码，供DSP处理器做软件实现。CASSAP可广泛应用于需求分析和评估算法、实现方式的数字传输系统，如通信、图像、多媒体等，并提供了针对GSM、CDMA、DECT等标准的专用开发平台。

六、SPW网络仿真工具

SPW网络仿真工具提供面向电子系统的模块化设计、仿真及实施环境，是进行算法开发，滤波器设计，C代码生成，硬/软件结构结合设计和硬件综合的理想环境。SPW的一个显著特点是它提供了HDS接口和MATLAB接口。SPW通常应用于无线和有线载波通信、多媒体和网络设计与分析领域。