廣播風暴的產生原因和原理是什么?

廣播風暴的產生原因和原理是什么?

　網吧行業競爭的加劇，出現了一些規模比較大的網吧。目前在網吧行業內，百臺以上的網吧已經隨處可見了。由于網吧在進行網絡建設時，缺乏專業的網絡技術支持，使得網吧的網絡故障頻繁出現。在網吧的網絡故障中，由于網絡廣播風暴引起的網絡故障，占網吧網絡故障的九成以上。網絡廣播風暴到底是如何形成的呢？

　　要想正確理解廣播風暴的具體含義，我們必須了解一下工作在網絡中的網絡設備的工作原理。目前，工作在網吧網絡中的網絡設備，基本上都是交換機了。對于交換機，大家并沒有真正的了解其工作原理。

　　一、交換機基礎知識

　　1、交換機的定義：交換機是一種基于MAC（網卡的硬件地址）識別，能完成封裝轉發數據包功能的網絡設備。交換機可以“學習”MAC地址，并把其存放在內部地址表中，通過在數據幀的始發者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數據幀直接由源地址到達目的地址。

　　現在，交換機已經替代了我們原來比較熟悉的網絡設備集線器，又稱Hub。但是這并不意味著，我們不需要了解Hub的基本知識。

　　2、集線器的定義：集線器（HUB）屬于數據通信系統中的基礎設備，它和雙絞線等傳輸介質一樣，是一種不需任何軟件支持或只需很少管理軟件管理的硬件設備。它被廣泛應用到各種場合。集線器工作在局域網(LAN)環境，像網卡一樣，應用于OSI參考模型第一層，因此又被稱為物理層設備。集線器內部采用了電器互聯，當維護LAN的環境是邏輯總線或環型結構時，完全可以用集線器建立一個物理上的星型或樹型網絡結構。在這方面，集線器所起的作用相當于多端口的中繼器。其實，集線器實際上就是中繼器的一種，其區別僅在于集線器能夠提供更多的端口服務，所以集線器又叫多口中繼器。

　　二、交換機與集線器的區別

　　現在，我們經常會存在這樣一個技術誤區，我們用的是交換機，數據全部是點對點轉發的，為什么還會產生廣播風暴呢？我們在充分了解了交換機與集線器的功能區別后，就會明白，使用交換機作為網絡設備的網絡，為什么會出現廣播風暴。

　　1、交換機與集線器的本質區別：用集線器組成的網絡稱為共享式網絡，而用交換機組成的網絡稱為交換式網絡。 共享式以太網存在的主要問題是所有用戶共享帶寬，每個用戶的實際可用帶寬隨網絡用戶數的增加而遞減。這是因為當信息繁忙時，多個用戶可能同時“爭用”一個信道，而一個信道在某一時刻只允許一個用戶占用，所以大量的用戶經常處于監測等待狀態，致使信號傳輸時產生抖動、停滯或失真，嚴重影響了網絡的性能。

　　2、在交換式以太網中，交換機提供給每個用戶專用的信息通道，除非兩個源端口企圖同時將信息發往同一個目的端口，否則多個源端口與目的端口之間可同時進行通信而不會發生沖突。通過實驗測得，在多服務器組成的LAN　中，處于半雙工模式下的交換式以太網的實際最大傳輸速度是共享式網絡的1.7倍，而工作在全雙工狀態下的交換式以太網的實際最大傳輸速度可達到共享式網絡的3.8倍。 交換機只是在工作方式上與集線器不同，其他的如連接方式、速度選擇等與集線器基本相同，目前的交換機同樣從速度上分為10M、100M和1000M幾種，所提供的端口數多為8口、16口和24口幾種。交換機在局域網中主要用于連接工作站、Hub、服務器或用于分散式主干網。

　　三、產生廣播風暴的原因

　　通過對以上網絡設備的了解，我們就可以簡單分析出來，網絡產生廣播風暴的原因了。一般情況下，產生網絡廣播風暴的原因，主要有以下幾種：

　　1、網絡設備原因：我們經常會有這樣一個誤區，交換機是點對點轉發，不會產生廣播風暴。在我們購買網絡設置時，購買的交換機，通常是智能型的Hub，卻被奸商當做交換機來賣。這樣，在網絡稍微繁忙的時候，肯定會產生廣播風暴了。

　　2、網卡損壞：如果網絡機器的網卡損壞，也同樣會產生廣播風暴。損壞的網卡，不停向交換機發送大量的數據包，產生了大量無用的數據包，產生了廣播風暴。由于網卡物理損壞引起的廣播風暴，故障比較難排除，由于損壞的網卡一般還能上網，我們一般借用Sniffer局域網管理軟件，查看網絡數據流量，來判斷故障點的位置。

　　3、網絡環路：曾經在一次的網絡故障排除中，發現一個很可笑的錯誤，一條雙絞線，兩端插在同一個交換機的不同端口上，導致了網絡性能急驟下降，打開網頁都非常困難。這種故障，就是典型的網絡環路。網絡環路的產生，一般是由于一條物理網絡線路的兩端，同時接在了一臺網絡設備中。

4、網絡病毒：目前，一些比較流行的網絡病毒，Funlove、震蕩波、RPC等病毒，一旦有機器中毒后，會立即通過網絡進行傳播。網絡病毒的傳播，就會損耗大量的網絡帶寬，引起網絡堵塞，引起廣播風暴。

　　5、黑客軟件的使用：目前，一些上網者，經常利用網絡執法官、網絡剪刀手等黑客軟件，對網吧的內部網絡進行攻擊，由于這些軟件的使用，網絡也可能會引起廣播風暴。

　　要想做到對故障的快速判斷，良好扎實的基礎知識，是不可缺少的。因此大家在日后的學習中，不要忽略了對基礎知識的學習！

計算機網絡往往由許多種不同類型的網絡互連連接而成。如果幾個計算機網絡只是在物理上連接在一起，它們之間并不能進行通信，那么這種“互連”并沒有什么實際意義。因此通常在談到“互連”時，就已經暗示這些相互連接的計算機是可以進行通信的，也就是說，從功能上和邏輯上看，這些計算機網絡已經組成了一個大型的計算機網絡，或稱為互聯網絡，也可簡稱為互聯網、互連網。 將網絡互相連接起來要使用一些中間設備（或中間系統），ISO的術語稱之為中繼（relay）系統。根據中繼系統所在的層次，可以有以下五種中繼系統： 1.物理層（即常說的第一層、層L1）中繼系統，即轉發器（repeater）。 2.數據鏈路層（即第二層，層L2），即網橋或橋接器（bridge）。 3.網絡層（第三層，層L3）中繼系統，即路由器（router）。 4.網橋和路由器的混合物橋路器（brouter）兼有網橋和路由器的功能。 5.在網絡層以上的中繼系統，即網關（gateway）. 當中繼系統是轉發器時，一般不稱之為網絡互聯，因為這僅僅是把一個網絡擴大了，而這仍然是一個網絡。高層網關由于比較復雜，目前使用得較少。因此一般討論網絡互連時都是指用交換機和路由器進行互聯的網絡。本文主要闡述交換機和路由器及其區別。 2 交換機和路由器 “交換”是今天網絡里出現頻率最高的一個詞，從橋接到路由到ATM直至電話系統，無論何種場合都可將其套用，搞不清到底什么才是真正的交換。其實交換一詞最早出現于電話系統，特指實現兩個不同電話機之間話音信號的交換，完成該工作的設備就是電話交換機。所以從本意上來講，交換只是一種技術概念，即完成信號由設備入口到出口的轉發。因此，只要是和符合該定義的所有設備都可被稱為交換設備。由此可見，“交換”是一個涵義廣泛的詞語，當它被用來描述數據網絡第二層的設備時，實際指的是一個橋接設備；而當它被用來描述數據網絡第三層的設備時，又指的是一個路由設備。 我們經常說到的以太網交換機實際是一個基于網橋技術的多端口第二層網絡設備，它為數據幀從一個端口到另一個任意端口的轉發提供了低時延、低開銷的通路。 由此可見，交換機內部核心處應該有一個交換矩陣，為任意兩端口間的通信提供通路，或是一個快速交換總線，以使由任意端口接收的數據幀從其他端口送出。在實際設備中，交換矩陣的功能往往由專門的芯片（ASIC）完成。另外，以太網交換機在設計思想上有一個重要的假設，即交換核心的速度非常之快，以致通常的大流量數據不會使其產生擁塞，換句話說，交換的能力相對于所傳信息量而無窮大（與此相反，ATM交換機在設計上的思路是，認為交換的能力相對所傳信息量而言有限）。 雖然以太網第二層交換機是基于多端口網橋發展而來，但畢竟交換有其更豐富的特性，使之不但是獲得更多帶寬的最好途徑，而且還使網絡更易管理。 而路由器是OSI協議模型的網絡層中的分組交換設備（或網絡層中繼設備），路由器的基本功能是把數據（IP報文）傳送到正確的網絡，包括： 1.IP數據報的轉發，包括數據報的尋徑和傳送； 2.子網隔離，抑制廣播風暴； 3.維護路由表，并與其他路由器交換路由信息，這是IP報文轉發的基礎。 4.IP數據報的差錯處理及簡單的擁塞控制； 5.實現對IP數據報的過濾和記帳。