Basis-Netzwerkdiagnose

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Baustelle.png Baustelle: Dieser Artikel ist eine Baustelle. Das heißt, jemand hat sich dieses Artikels angenommen und überarbeitet ihn gerade.


Dies ist die Seite für eine Basisnetzwerkdiagnose. Hier geht es darum im Fehlerfall grundlegende Informationen zu sammeln, die Hinweise auf Probleme geben. Dieser Artikel ist keine Anleitung zur Netzwerkeinrichtung.

TCP/IP

Die TCP/IP-Protokollfamilie ist heutzutage die hauptsächliche Methode, wie Rechner miteinander kommunizieren. Wer Fehler im Netzwerk suchen und finden möchte, sollte zumindest über Basiswissen hierbei verfügen. Es gibt noch zahlreiche andere Protokolle auf anderen Ebenen. Wissen darüber ist für eine einfache Vernetzung von mehreren Rechnern jedoch erstmal nicht zwingend erforderlich. Hier gibt es eine Seite für den Einstieg in die Verwendung von IP-Adressen.

Phyikalische Verbindung

Als physisches übertragungsmedium kommt heutzutage üblicherweise Twisted-Pair oder WLAN zum Einsatz.

Twisted Pair

Twisted Pair oder auch verdrillte Kupferkabel sind heute die übliche Kabelverbindung, sowohl im Heimbereich als auch teilweise bei professioneller Netzwerktechnik. Die rechteckigen Stecker werden in den Rechner und Router gesteckt und wenn an beiden Enden ein kompatibles Netzwerkgerät eingesteckt ist, dann fangen an diesem Netzwerkgerät auch grüne oder ansdersfarbige LEDs an zu leuchten und zu blinken. Das ist bereits die erste Funktionsprüfung. Wenn es leuchtet, ist es gut!

WLAN

Wireless LAN - drahtlose Übertragungstechnik - erfordert auf grund der fehlenden physischen Trennung zusätzliche Sicherheitsmassnahmen, die auch wieder eine mögliche Fehlerquelle sein können. Doch dazu später. Grundsätzlich ist es wichtig zu wissen, dass vor allem mobile Geräte - Notebooks, Smartphones und Tablets das WLAN nicht immer eingeschaltet haben. Notebooks haben im Allgemeinen einen Hardwareschalter am Gerät, mit dem die WLAN-Schnittstelle ein- oder ausschalten kann. Bei Smartphones und Tablets wird die Funktion softwareseitig im Betreibssystem gesteuert. Das wäre auch hier die erste Prüfung: Ist die WLAN-Schnittstelle eingeschaltet?

Heimvernetzung

Heimvernetzung ist im Allgemeinen ein sehr einfacher Fall der Netzwerkeinrichtung. Es gibt einen Router. Der sorgt einerseits für die Verbindung ins Internet und vergibt andererseits automatisch IP-Adressen an die angeschlossenen Computer, sofern das dort aktiviert ist. Damit sollte es eigentlich schon erledigt sein. Was man tun kann, wenn dem nicht so ist, damit beschäftigen wir uns hier.

Router

Der Router ist hierbei ein wesentliches Element, denn es verbindet das lokale Netzwerk mit dem Internet. Bezüglich der Adressen sind das zwei verschiedene Welten. Auf der einen Seite die privaten Adressen, oftmals ist dies im Bereich 192.168.x.y und auf der anderen Seite die Adressen im Internet, die sich über alle möglichen Adressbereiche erstrecken.

Informationen über aktive Netzwerkschnittstellen

Der ersten Frage, die wir uns stellen ist: Hat unser System überhaupt aktivierte Netzwerkschnittstellen? Das finden wir heraus mit:

user@debian:~$ ip addr show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 16436 qdisc noqueue state UNKNOWN group default 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 00:06:1b:cf:f4:a1 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: irda0: <NOARP> mtu 2048 qdisc noop state DOWN group default qlen 8
    link/irda 00:00:00:00 brd ff:ff:ff:ff
4: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/ether 00:00:00:01:00:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.50.37/24 brd 192.168.50.255 scope global eth1
    inet6 fe80::200:ff:fe01:0/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
5: wlan0: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc mq state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 00:05:4e:4e:33:e7 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

Da wird ja allerhand ausgegeben. Wichtig sind hier zunächst die Namen der Netzwerkschnittstellen. Die spezielle Schnittstelle lo ist eine interne lokale Schnittstelle. Diese sollte immer mit den beiden Status-Flags UP und LOWER_UP zu sehen sein. In seltenen Fällen ist dies nicht der Fall, was dann auch seltsame und gravierende Probleme verursacht.

Bei der Schnittstelle irda0 handelt es sich um eine Infrarotschnittstelle, die für uns hier nicht weiter wichtig ist, da wir unser Netzwerk nicht über die Infrarotschnittstelle betreiben.

Üblicherweise wurden in der Vergangenheit sowohl Netzwerkschnittstellen für Kabelverbindungen als auch WLAN-Schnittstellen mit der Bezeichnung ethX bezeichnet. Dies kann jedoch mittlerweile, so wie auch hier zu sehen anders sein. Die WLAN-Schnittstelle heisst hier wlan0.

Als erste Erkenntnis von obiger Ausgabe können wir also sagen, wir haben drei verschiedene relevante Netzwerkschnittstellen, die aktiv sind: eth0, eth1 und wlan0.

MAC-Adressen

Eine weiteres Merkmal von echten Netzwerkschnittstellen - hiermit ist LAN und WLAN gemeint - ist die sogenannte Hardwareadresse oder MAC-Adresse. Jede Netzwerkkarte besitzt eine solche, die weltweit eindeutig ist. In obiger Ausgabe ist das der Wert hinter link/ether. Die Netzwerkschnittstelle eth0 hat z. B. die MAC-Adresse 00:06:1b:cf:f4:a1.

Dabei fällt auf, dass die Schnittstelle eth1 eine MAC-Adresse hat, die nicht wirklich so aussieht, als ob sie weltweit eindeutig wäre: 00:00:00:01:00:00. Das stimmt in dem Fall auch, denn diese Netzwerkschnittstelle ist etwas besonders. Es ist eine Pseudoschnittstelle. Ein PowerLAN-Adapter der via USB verbunden ist. Also eine etwas andere Art der Verbindungstechnik, die hier jetzt nicht weiter vertieft werden soll.

Habe ich ein Signal?

Die nächste Frage ist: Habe ich überhaupt ein Signal? Auf der unteresten Ebene braucht die Netzwerkkarte eine Verbindung. Mit dieser Information ist sichergestellt, dass das z. B. eine Kabelverbindung zwischen zwei Netzwerkrechnern zumindest scheinbar funktioniert.(Das Kabel könnte natürlich noch einen Materialfehler haben oder bereits durch Verschleiss nicht mehr einwandfrei funktionieren).

Die Antwort auf diese Frage ist auch im oben ausgeführten ip-Kommando zu sehen. Die Eigenschaft - auch Flag genannt - LOWER_UP bedeutet, dass diese Schnittstelle auf physikalischer Ebene verbunden ist. D. h. wlan0 und eth0 sind in unserem Beispiel nicht verbunden, wogegen eth1 eine aktive physikalische Verbindung anzeigt.

Welche Geschwindkeit ist eingestellt?

Manchmal möchte man auch wissen, ob die korrekte Geschwindigkeit eingestellt ist. Dazu muss evtl. das Paket Debianpackage.png ethtool nachinstalliert werden. Hiermit können wir uns die eingestellte Geschwindigkeit anzeigen lassen. Wenn die automatische Aushandlung der Geschwindigkeit nicht korrekt ist, kann es sein, dass die Verbindung nicht oder nur sehr schlecht funtioniert. (Die folgende Ausgabe ist von einer echten Netzwerkkarte und nicht dem USB-PowerLAN-Adapter von oben. Dieser würde keine Detailinformationen bereitstellen.)

root@debian:~# ethtool eth1

Ausgabe:

Settings for eth1:
        Supported ports: [ TP MII ]
        Supported link modes:   10baseT/Half 10baseT/Full 
                                100baseT/Half 100baseT/Full 
        Supported pause frame use: No
        Supports auto-negotiation: Yes
        Advertised link modes:  10baseT/Half 10baseT/Full 
                                100baseT/Half 100baseT/Full 
        Advertised pause frame use: No
        Advertised auto-negotiation: Yes
        Link partner advertised link modes:  10baseT/Half 10baseT/Full 
                                             100baseT/Half 100baseT/Full 
        Link partner advertised pause frame use: Symmetric
        Link partner advertised auto-negotiation: Yes
        Speed: 100Mb/s
        Duplex: Full
        Port: MII
        PHYAD: 32
        Transceiver: internal
        Auto-negotiation: on
        Supports Wake-on: pumbg
        Wake-on: d
        Current message level: 0x00000007 (7)
                               drv probe link
        Link detected: yes

Hier sehen wir, dass die Geschwindigkeit auf 100Mb/s eingestellt ist und der Übertragungsmodus auf Vollduplex(Siehe WP:Duplex). Mögliche Fehlerquellen bei der Geschwindigkeit könnten sein: Die Netzwerkkarte hat 1000 MBit/s eingestellt, aber der Router oder Switch kann selbst gar kein 1000 MBit/s.

Wenn Ihr das obige Paket ethtool nicht installieren könnt, weil Ihr gerade keine Internetverbindung habt, dann könnt Ihr Euch aber auch anderweitig behelfen:

root@debian:~# cat /sys/class/net/eth0/speed
root@debian:~# cat /sys/class/net/eth0/duplex

Welche Netzwerkkarte gehört zu welcher Schnittstelle?

Wie oben festgestellt haben wir 3 aktive Netzwerkkarten im System. Wie kann ich denn jetzt aber festestellen, welche physikalische Karte zu welcher Netzwerkschnittstelle gehört? Dazu gibt es mehrere Hilfen. Zur Wiederholung die Ausgabe des obigen ip-Kommandos für unsere 3 relevanten Netzwerkschnittstellen.

2: eth0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 00:06:1b:cf:f4:a1 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
4: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/ether 00:00:00:01:00:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.50.37/24 brd 192.168.50.255 scope global eth1
    inet6 fe80::200:ff:fe01:0/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
5: wlan0: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc mq state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 00:05:4e:4e:33:e7 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

Zuerst prüfen wir mittels iwconfig, ob das mit der WLAN-Schnittstelle tatsächlich so ist, wie man es scheint:

user@debian:~$ iwconfig

Ausgabe:

lo        no wireless extensions.

eth1      no wireless extensions.

wlan0     IEEE 802.11abg  ESSID:off/any  
          Mode:Managed  Access Point: Not-Associated   Tx-Power=off   
          Retry  long limit:7   RTS thr:off   Fragment thr:off
          Power Management:off

eth0      no wireless extensions.

Siehe da, wlan0 ist eine WLAN-Schnittstelle und auch die einzige im System.

Ein sehr komfortables Werkzeug zum Anzeigen der Informationen ist Debianpackage.png lshw. Falls Ihr es installieren könnt, dann könnt Ihr durch das folgende Kommando Modellbezeichnung, Herstellernamen und Schnittstellenbezeichnung anzeigen lassen:

root@debian:~# lshw -c network

Manchmal reicht aber auch lshw nicht aus. Es kann sein, dass mehrere Netzwerkkarten des gleichen Typs im Rechner sind. Dann hilft nur noch die Try-and-Error Methode. Steckt ein Netzwerkkabel in einen eingeschalteten Switch oder Router und das andere Ende in eine Netzwerkkarte. Mit dem oben eingegebenen ip addr show Befehl(Der Befehl kann mit ip a abgekürzt werden), seht Ihr welche Netzwerkkarte das Flag LOWER_UP gesetzt hat. Zieht Ihr das Kabel raus, verschwindet dieses Flag bei einer Schnittstelle wieder. Damit wisst Ihr jetzt exakt welcher Schnittstellename welcher Netzwerkbuchse bezeichnet.

Ist das WLAN verbunden?

Hat meine Netzwerkkarte eine korrekte IP-Konfiguration(APIPA)?

Ist mein Gateway erreichbar?

Sind IP-Adressen aus dem Internet erreichbar?

Funktioniert die Namensauflösung?

Ist der Zielport erreichbar?

Antwortet der Server(Anwendungsspezifische Tests(http,smtp,imap) via telnet,netcat)?

Braindump: Mögliche Probleme im Heimnetzwerk

  • Falsch / Nicht verbundene Kabel
  • Defekt an Kabeln
  • Defekter Router
  • Defekter Splitter
  • Defekte Netzwerkkarte im eigenen Rechner
  • Internetverbindung am Router nicht aufgebaut
  • IP-Konfiguration falsch
  • Kabel zu nah an einer Störungsquelle(Starkstromkabel, eher unwahrscheinlich)
  • WLAN-Sicherheit falsch konfiguriert
  • WLAN: Störung durch Nutzung gleicher Kanäle von unterschiedlichen Geräten
  • WLAN: schlechte Verbindungsqualität wg. zu starker Abschirmung(Mauern,...)
  • CMOS Batterie leer -> Zeit falsch. SSL Probleme
  • DLAN (Netzwerk über Stromnetz): Grundsätzlich anfällig. (Phasenkoppler)