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在對(duì)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上的通信問(wèn)題進(jìn)行故障排除時(shí)，Ping命令是最廣泛使用的診斷工具之一。這種受歡迎程度是因?yàn)槊總€(gè)人都知道如何使用命令，執(zhí)行起來(lái)非常簡(jiǎn)單。

在對(duì)通信問(wèn)題進(jìn)行故障排除時(shí)，我們?cè)跓o(wú)法正常工作時(shí)聽(tīng)到的最常見(jiàn)的一句話(huà)是“但我可以ping通”，就好像這一點(diǎn)應(yīng)該作為確切的證據(jù)，證明一切都按預(yù)期工作，通信服務(wù)器選擇不通信。

本文介紹了一些關(guān)于Ping命令的常見(jiàn)誤解，特別是如何有效地使用它，什么時(shí)候它可能不是任務(wù)的最佳工具，以及Ping的更好的替代方案（提供實(shí)際上可操作的數(shù)據(jù)）。

什么是Ping命令？

在命令提示符下鍵入ping 1.1.1.1會(huì)發(fā)生什么？

Ping旨在告訴用戶(hù)主機(jī)是否可以在IP網(wǎng)絡(luò)上訪問(wèn)，并通過(guò)發(fā)送ICMP（Internet控制消息協(xié)議）回應(yīng)請(qǐng)求來(lái)執(zhí)行此操作，遠(yuǎn)程主機(jī)（我們正在ping的IP地址）將在收到時(shí)回顯。

雖然這無(wú)疑是有用的，但Ping命令在它告訴我們的內(nèi)容中也非常有限，因?yàn)镮CMP位于IP協(xié)議之上（畢竟它是Internet控制消息協(xié)議）并且不需要像TCP或UDP這樣的傳輸協(xié)議。

為什么這很重要？

在Internet協(xié)議描述主機(jī)之間的通信的地方，傳輸協(xié)議（如TCP或UDP）描述了在這些主機(jī)上運(yùn)行的進(jìn)程之間的通信。如果沒(méi)有傳輸層，Ping命令將永遠(yuǎn)無(wú)法向我們提供有關(guān)遠(yuǎn)程主機(jī)的信息：

• 正在監(jiān)聽(tīng)連接
• 有一個(gè)開(kāi)放的接口
• 將接受我們流程的連接
• 甚至是我們想要與之溝通的合適主機(jī)

Ping命令只會(huì)告訴我們主機(jī)響應(yīng)指定IP地址的echo請(qǐng)求。

因此，Ping命令的缺點(diǎn)可以概括為命令根本沒(méi)有給我們足夠的信息來(lái)巧妙地得出控制器或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不通信的原因。那么，Ping命令的哪些替代方案在這種情況下值得考慮？

什么是Tracert命令？

Tracert命令在很大程度上起到與Ping命令相同的作用，并且只應(yīng)用于確定在指定的IP地址處是否存在響應(yīng)的內(nèi)容，僅此而已。

如果您正在ping同一子網(wǎng)上的設(shè)備，則Tracert和Ping將執(zhí)行完全相同的操作。當(dāng)ping不在同一子網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)Tracert的強(qiáng)大功能，因?yàn)樗粌H會(huì)顯示終端設(shè)備是否響應(yīng)，還會(huì)顯示到達(dá)該遠(yuǎn)程主機(jī)的路由路徑。

如果Tracert在路徑中的任何特定點(diǎn)發(fā)生故障，則很容易識(shí)別通信中斷的特定位置。

Tracert通過(guò)發(fā)送與ping相同的ICMP Echo請(qǐng)求來(lái)完成此操作，但它使用“Time To Live”字段來(lái)控制消息可以跳轉(zhuǎn)的距離。第一個(gè)數(shù)據(jù)包以TTL為1發(fā)送，路徑中的第一個(gè)跳轉(zhuǎn)將減少為0，并以“Time to live exceeded in transit/運(yùn)行中的超時(shí)時(shí)間”響應(yīng)，這有助于我們的機(jī)器現(xiàn)在知道第一個(gè)跳轉(zhuǎn)的IP地址路由路徑。

然后以TTL為2發(fā)送第二個(gè)回應(yīng)請(qǐng)求，以便消息可以在超時(shí)之前到達(dá)路徑中的第二跳。然后是3的TTL，4的TTL，依此類(lèi)推，直到我們得到Echo響應(yīng)，并且我們知道'ping'數(shù)據(jù)包已經(jīng)到達(dá)我們?cè)噲D到達(dá)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

就像ping一樣，Tracert結(jié)果告訴我們?cè)谶h(yuǎn)程主機(jī)上是否有運(yùn)行的應(yīng)用程序/固件/通信模塊能夠與我們通信 - 只是遠(yuǎn)程主機(jī)支持IP并且可以訪問(wèn)。

因此，我們現(xiàn)在已經(jīng)確定，在許多情況下，Ping和Tracert命令在解決通信問(wèn)題的有效性方面基本相同。我們還能?chē)L試什么？

什么是Portqry實(shí)用程序？

如果Ping命令沒(méi)有給我們?nèi)魏慰刹僮鞯臄?shù)據(jù)，并且Tracert命令沒(méi)有給我們?nèi)魏慰刹僮鞯臄?shù)據(jù)， 我們?nèi)绾蔚玫揭恍┪覀兛梢杂脕?lái)確定設(shè)備是否正在監(jiān)聽(tīng)連接以及通信問(wèn)題可能是什么是？這個(gè)問(wèn)題將我們帶到PortQryUI--一個(gè)可從Microsoft下載的實(shí)用工具。

雖然它沒(méi)有預(yù)先安裝Windows，但PortQryUI是一個(gè)非常輕量級(jí)的實(shí)用程序，不僅可用于識(shí)別主機(jī)是否可訪問(wèn)，還可用于確定在該主機(jī)上運(yùn)行的進(jìn)程是否可訪問(wèn)和/或是否愿意接受連接。

知道1.1.1.1是DNS服務(wù)器，正如我們之前建立的那樣，讓我們??針對(duì)DNS端口53運(yùn)行Portqry。

我們可以看到，首先，Portqry嘗試在使用TCP和UDP查詢(xún)端口之前將IP地址解析為DNS主機(jī)名（在此處成功完成 - “one.one.one.one”），并且因?yàn)閷?shí)用程序知道53是DNS端口，它也向端口發(fā)送DNS查詢(xún)。

Portqry有三種可能的結(jié)果：

1. 正在監(jiān)聽(tīng) - 該實(shí)用程序得到了端口的積極回應(yīng)
2. 不監(jiān)聽(tīng) - 該實(shí)用程序收到了端口的回復(fù)，告訴我們要離開(kāi)
3. 已過(guò)濾 - 該實(shí)用程序未收到來(lái)自端口的任何響應(yīng)，無(wú)論是正面還是負(fù)面

現(xiàn)在讓我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中使用本地Modbus PLC進(jìn)行嘗試，我們知道這可以通過(guò)端口502（默認(rèn)的Modbus端口）看到連接請(qǐng)求。

這次我掃描一系列端口502-503，仍然要求檢查T(mén)CP和UDP。

結(jié)果并不令人驚訝; 主機(jī)名稱(chēng)解析失敗，因?yàn)樗皇且粋€(gè)PLC（雖然它沒(méi)有超出PLC分配DNS名稱(chēng)的可能性的范圍，大多數(shù)不是），并且查詢(xún)結(jié)果確實(shí)顯示有一個(gè)進(jìn)程在端口502上偵聽(tīng)傳入的TCP連接。

現(xiàn)在，顯然，我們實(shí)驗(yàn)室中的Modbus PLC沒(méi)有任何通信問(wèn)題。但是，您現(xiàn)在可以想象，當(dāng)Portqry實(shí)用程序以“Not Listening”或“Filtered”響應(yīng)端口和傳輸時(shí)，對(duì)于無(wú)響應(yīng)的設(shè)備有多么有用，我們希望在正常通信情況下能夠得到肯定的響應(yīng)。

但是，如果我們從Portqry得到積極響應(yīng)但仍然沒(méi)有成功通信，我們還能做些什么呢？

什么是Netstat？

雖然Netstat命令不提供遠(yuǎn)程設(shè)備接受連接的能力的信息，或者遠(yuǎn)程主機(jī)是否可以在網(wǎng)絡(luò)上訪問(wèn)，但在查看本地計(jì)算機(jī)上的套接字狀態(tài)時(shí)，它是非常寶貴的資源。

運(yùn)行簡(jiǎn)單的netstat枚舉本地套接字信息，顯示本地和遠(yuǎn)程地址，套接字狀態(tài)以及與該主題關(guān)聯(lián)的進(jìn)程ID（在想要跟蹤哪個(gè)應(yīng)用程序正在使用端口時(shí)特別有用）。在對(duì)PLC的連接問(wèn)題進(jìn)行故障排除時(shí)，套接字狀態(tài)將是最有用的列，因?yàn)樗梢陨钊肓私獍l(fā)生問(wèn)題的連接順序。過(guò)濾后（使用FIND）可以輕松過(guò)濾任何關(guān)鍵字的Netstat列表; 包括IP地址和端口：

在解釋Socket狀態(tài)時(shí)，至少在一般情況下 - 理解TCP狀態(tài)圖以查看錯(cuò)誤發(fā)生在連接序列中的哪個(gè)位置。毫無(wú)疑問(wèn)，這是有用的，只是觸及netstat能夠表達(dá)的表面，建議運(yùn)行netstat /？查看所有可用選項(xiàng)。

什么是Wireshark？

如果所有其他方法都失敗了，并且上面的工具顯示一切都應(yīng)該工作，那么Wireshark就是我們的首選診斷工具。Wireshark將捕獲網(wǎng)卡上的所有流量，并將向我們顯示目標(biāo)設(shè)備與我們的計(jì)算機(jī)之間究竟發(fā)生了什么。

因此，雖然Ping命令肯定有其作為一個(gè)非常基本的故障排除工具，但它不應(yīng)該被誤認(rèn)為是一個(gè)完成所有工作的工具。

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