以太网传感网络：TCP/IP 架构下机房温湿度变送器跨网段通讯调试

Layer 1 物理层：PoE 供电正常、网口 Link UP、速率协商一致
Layer 2 数据链路层：VLAN 划分正确、端口 Access/Trunk 配置对、MAC 表学习正常
Layer 3 网络层：IP 地址、子网掩码、网关、VLAN 间路由、静态路由
Layer 4 传输层：TCP 502 端口可达、防火墙策略、ACL、连接跟踪
Layer 7 应用层：Modbus TCP 协议交互、寄存器映射、字节序、缩放因子

交换机 CLI 检查：
  display poe interface gigabitethernet 0/0/1
  → Oper State: Delivering
  → Power: 2.4W（正常范围内）
  → Voltage: 52.3V
  → Current: 46mA

端口状态：
  display interface gigabitethernet 0/0/1
  → Line protocol: UP
  → Speed: 100Mbps（强制或自协商）
  → Duplex: Full

确认传感器所在端口的 VLAN 归属：
  display port vlan gigabitethernet 0/0/1
  → PVID: 100（传感 VLAN）
  → VLAN List: 100

确认交换机上联口 Trunk 配置：
  display port vlan gigabitethernet 0/0/24
  → PVID: 1
  → VLAN List: 1, 100, 200（允许传感 VLAN 通过）

通过传感器 Web 界面或串口配置工具确认：
  IP Address: 192.168.10.50
  Subnet Mask: 255.255.255.0
  Default Gateway: 192.168.10.1（本 VLAN 的 SVI 接口）
  DNS: 不填或填内网 DNS（Modbus TCP 不需要 DNS）

关键检查：
  → 网关地址必须是交换机上该 VLAN 的 SVI IP
  → 子网掩码必须与规划一致（/24 还是 /26 影响广播域）
  → 不能与同网段其他设备 IP 冲突

三层交换机上配置示例（华为/华三风格）：
  interface Vlanif100
    ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
  interface Vlanif200
    ip address 10.10.20.1 255.255.255.0

确认路由表：
  display ip routing-table
  → 192.168.10.0/24  Direct  Vlanif100
  → 10.10.20.0/24    Direct  Vlanif200

从采集服务器（10.10.20.100）测试：
  ping 192.168.10.50
  → 通则网络层 OK
  → 不通则逐跳排查

逐跳排查：
  1. ping 网关 10.10.20.1（服务器侧网关）
  2. ping 192.168.10.1（传感器侧网关）
  3. ping 192.168.10.50（传感器 IP）

如果 1 通、2 不通 → 路由未通或防火墙拦截
如果 2 通、3 不通 → 传感器未响应或 ARP 问题

交换机上查看 ARP 表：
  display arp | include 192.168.10.50
  → IP: 192.168.10.50  MAC: 00e0-4c68-1234  VLAN: 100  Interface: GE0/0/5

如果 ARP 表项为空：
  → 传感器未发送 ARP 请求（未上电/网线问题）
  → 或 VLAN 隔离导致 ARP 广播未到达

从服务器侧 ping 后查看 ARP：
  arp -a | findstr 192.168.10.50
  → 有 MAC 地址 = ARP 解析成功
  → 显示 incomplete = ARP 未响应

方法 1：Telnet（最简单）
  telnet 192.168.10.50 502
  → 连接成功 = 端口可达
  → 连接失败 = 端口未开或被拦截

方法 2：PowerShell（Windows 服务器）
  Test-NetConnection 192.168.10.50 -Port 502
  → TcpTestSucceeded: True

方法 3：nc（Linux）
  nc -zv 192.168.10.50 502
  → succeeded!

交换机 ACL 检查：
  display acl all
  → 查看是否有 rule 拦截 502 端口或传感网段

防火墙策略检查（如有独立防火墙）：
  → 确认允许 采集服务器 → 传感器网段:502 的 TCP 流量
  → 状态防火墙需同时放行回程流量（SYN-ACK）
  → 如果防火墙做 NAT，确认 NAT 规则正确映射

常见防火墙策略配置（示意）：
  允许：源 10.10.20.0/24 → 目的 192.168.10.0/24，端口 TCP 502
  允许：源 192.168.10.0/24 → 目的 10.10.20.0/24，端口 TCP（已建立连接）

如果 TCP 能连上但数据采集一段时间后断开：
  → 检查防火墙 session timeout（默认可能 3600s）
  → 检查传感器 TCP Keepalive 配置（建议 30s/3次）
  → 检查采集端是否定期发送心跳/轮询

防火墙 session 表查看：
  display firewall session table | include 502
  → 确认会话条目正常建立

用 Modbus Poll 从采集服务器侧连接：
  Connection: Modbus TCP/IP
  IP Address: 192.168.10.50
  Port: 502
  Slave ID: 1
  Function: 03 Read Holding Registers
  Address: 0001
  Quantity: 2

能读到数据 = 全栈通

默认 MTU 1500，Modbus TCP 读少量寄存器（2–10 个）不会分片。
但如果一次读大量寄存器（如 100+），报文可能超过 1500 字节。

检查路径 MTU：
  ping -f -l 1472 192.168.10.50（Windows，1472+28=1500）
  → 不分片 ping 成功 = MTU 1500 通
  → 需要分片但 DF 置位 → 丢包

解决：
  → 减小单次读取寄存器数量
  → 或确认路径上所有设备 MTU 一致

跨网段时 RTT 比同网段略大（通常 1–5ms），需要注意：

采集端：
  → 超时时间 ≥ 3s（跨网段可能有路由跳变）
  → 重试次数 2–3 次
  → 连接池复用，避免频繁握手

传感器端：
  → TCP Keepalive 开启，30s/3次
  → 连接数限制：如果采集服务器只有一个 IP，确保传感器允许该 IP 的多连接
  → 半开连接超时回收：建议 60–120s

小型部署（≤3 个传感子网）：
  → 三层交换机上直连路由自动生成，无需额外配置
  → 采集服务器配默认网关指向核心交换机

中型部署（4–10 个传感子网，跨楼层/跨机房）：
  → 核心交换机做 VLAN 间路由
  → 汇聚交换机做 OSPF 或静态路由汇总
  → 采集服务器侧加静态路由指向各传感子网

大型部署（10+ 子网，多区域）：
  → OSPF 区域划分
  → 采集服务分区部署，区域代理汇聚后上送中心

10 个传感子网：
  192.168.10.0/24
  192.168.11.0/24
  ...
  192.168.19.0/24

汇总为：192.168.8.0/21（覆盖 8.0–15.255）
  → 减少路由表条目
  → 采集服务器只需一条静态路由

注意：汇总后不要覆盖到其他业务网段，避免路由冲突

VRRP/HSRP 配置：
  核心交换机 A：Vlanif100 IP 192.168.10.2，VRRP VIP 192.168.10.1
  核心交换机 B：Vlanif100 IP 192.168.10.3，VRRP VIP 192.168.10.1
  → 传感器网关指向 VIP 192.168.10.1
  → 主交换机故障自动切换，传感器无感知

第 1 步：同网段验证（在传感器所在 VLAN 内接笔记本）
  → Ping 传感器 IP
  → Telnet 502
  → Modbus Poll 读数据
  → 通 = 传感器本身 OK

第 2 步：网关可达性
  → 从笔记本 Ping VLAN 网关
  → 通 = 二层/三层基本通

第 3 步：跨网段 Ping
  → 从采集服务器 Ping 传感器
  → 不通 = 路由/防火墙问题

第 4 步：端口级测试
  → Telnet 502
  → 不通 = 防火墙/ACL

第 5 步：应用层验证
  → Modbus Poll 跨网段连接
  → 不通 = 传感器 TCP 服务配置问题

第 6 步：抓包定位
  → 交换机端口镜像或服务器抓包
  → Wireshark 分析 TCP 握手、Modbus 交互

采集服务器无法读取传感器数据
│
├── Ping 传感器 IP 不通
│   ├── 同网段也 Ping 不通 → 传感器离线/网线/PoE 问题
│   ├── 同网段通、跨网段不通
│   │   ├── 传感器网关配错 → 修正网关
│   │   ├── 交换机 SVI 未 UP → 检查 VLAN 配置
│   │   ├── 路由未通 → 检查三层交换机路由表
│   │   └── 防火墙拦截 ICMP → 临时放行或改用 TCP 测试
│   └── 间歇丢包 → 链路质量/交换机端口 CRC 错误
│
├── Ping 通但 Telnet 502 不通
│   ├── 传感器 Modbus TCP 未启用 → 登录 Web 确认
│   ├── 端口被改（非 502）→ 确认实际端口
│   ├── 防火墙拦截 502 → 放行规则
│   └── 交换机 ACL 拦截 → 检查 ACL
│
└── Telnet 通但 Modbus Poll 读不到数据
    ├── Slave ID 不对 → 确认传感器实际 ID
    ├── 寄存器地址偏移 → 0-based vs 1-based
    ├── 字节序/缩放因子 → 检查数据解析
    └── 传感器固件 Bug → 升级固件