对于证券网络,使用的是NOVELL操作系统,所有设备都将在网络中定时播发广播包,以告知其它设备自己的存在。还有许多其他功能需要使用广播,如设备开机、消息播送、视频广播等。
当网络上的设备越来越多,广播所占用的时间也会越来越多,多到一定程度时,就会对网络上的正常信息传递产生影响,轻则造成传送信息延时,重则造成网络设备从网络上断开,甚至造成整个网络的堵塞、瘫痪,这就是广播风暴。
因此网络上的设备数量与广播风暴的产生密切相关。据一些统计资料表明,网络上的设备数量在150~200台时,网络运行正常,且可以达到很高的利用率。通常情况下,在采用多种通讯协议的网络中,计算机不应多于100台,在采用一种通讯协议的网络中,计算机不应多于150台。如果计算机的数量较多,应采用划分VLAN的方式将网络分隔开来,将大的广播域划分为若干个小的广播域,以减小广播风暴可能造成的危害。
我们可以通过sniffer观察交换机的端口上广播包数及与其他信息包的比率来确定广播信息是否已对网络的通讯构成危害。作为发现未知设备的主要手段,广播在网络中起着非常重要的作用。然而,随着网络计算机数量的增多,广播包的数量会急剧增加。当广播包的数量达到30%时,网络传输效率将会明显下降。
1、单播帧
单播帧也称“点对点”通信。此时帧的接收和传递只在两个节点之间进行,帧的目的MAC地址就是对方的MAC地址,网络设备(指交换机和路由器)根据帧中的目的MAC地址,将帧转发出去。
2、多播帧
多播帧可以理解为一个人向多个人(但不是在场的所有人)说话,这样能够提高通话的效率。多播占网络中的比重并不多,主要应用于网络设备内部通信、网上视频会议、网上视频点播等。
3、广播帧
广播帧可以理解为一个人对在场的所有人说话,这样做的好处是通话效率高,信息一下子就可以传递到全体。在广播帧中,帧头中的目的MAC地址是“FF.FF.FF.FF.FF.FF”,代表网络上所有主机网卡的MAC地址。
广播帧在网络中是必不可少的,如客户机通过DHCP自动获得IP地址的过程就是通过广播帧来实现的。而且,由于设备之间也需要相互通信,因此在网络中即使没有用户人为地发送广播帧,网络上也会出现一定数量的广播帧。
同单播和多播相比,广播几乎占用了子网内网络的所有带宽。网络中不能长时间出现大量的广播帧,否则就会出现所谓的“广播风暴”(每秒的广播帧数在1000以上)。
四、网络设备基础知识
1、交换机的定义:交换机是一种基于MAC(网卡的硬件地址)识别,能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址。 交换机(switch)网桥(bridge)这两个东西其实作用一样的,但现在基本上都用交换机而很少用网桥了,他们很好地弥补了HUB在广播冲突上的不足,但依然无法防止广播洪泛。
现在,交换机已经替代了我们原来比较熟悉的网络设备集线器,又称Hub。但是这并不意味着,我们不需要了解Hub的基本知识。
2、集线器的定义:集线器(HUB)属于数据通信系统中的基础设备,它和双绞线等传输介质一样,是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件管理的硬件设备。它被广泛应用到各种场合。集线器工作在局域网(LAN)环境,像网卡一样,应用于OSI参考模型第一层,因此又被称为物理层设备。集线器内部采用了电器互联,当维护LAN的环境是逻辑总线或环型结构时,完全可以用集线器建立一个物理上的星型或树型网络结构。在这方面,集线器所起的作用相当于多端口的中继器。其实,集线器实际上就是中继器的一种,其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务,所以集线器又叫多口中继器。 集线器(HUB)这个东西现在已经不太常见了,他主要用来解决在老式以太网中总线型局域网的冲突问题,但他的缺陷是他基本上还是相当与一根总线,所以无法防止广播冲突,既通常所说的局域网广播洪泛。
五、交换机与集线器的区别
现在,我们经常会存在这样一个技术误区,我们用的是交换机,数据全部是点对点转发的,为什么还会产生广播风暴呢?我们在充分了解了交换机与集线器的功能区别后,就会明白,使用交换机作为网络设备的网络,为什么会出现广播风暴。
1、交换机与集线器的本质区别:用集线器组成的网络称为共享式网络,而用交换机组成的网络称为交换式网络。共享式以太网存在的主要问题是所有用户共享带宽,每个用户的实际可用带宽随网络用户数的增加而递减。这是因为当信息繁忙时,多个用户可能同时“争用”一个信道,而一个信道在某一时刻只允许一个用户占用,所以大量的用户经常处于监测等待状态,致使信号传输时产生抖动、停滞或失真,严重影响了网络的性能。因此建议不要再使用HUB。
2、在交换式以太网中,交换机提供给每个用户专用的信息通道,除非两个源端口企图同时将信息发往同一个目的端口,否则多个源端口与目的端口之间可同时进行通信而不会发生冲突。通过实验测得,在多服务器组成的LAN 中,处于半双工模式下的交换式以太网的实际最大传输速度是共享式网络的1.7倍,而工作在全双工状态下的交换式以太网的实际最大传输速度可达到共享式网络的3.8倍。 交换机只是在工作方式上与集线器不同,其他的如连接方式、速度选择等与集线器基本相同,目前的交换机同样从速度上分为
2、广播:对于处在同一网络中的主机,任何一台主机都可以对整个网段的主机发送广播信息一获得所需信号,不如ICMP ARP RARP等TCP/IP协议就是使用广播原理的.但对于路由器来讲,他会阻止广播信号的通过,所以说路由器普遍意义上是用来分网段的。
八、产生广播风暴的原因
通过对以上网络设备的了解,我们就可以简单分析出来,网络产生广播风暴的原因了。一般情况下,产生网络广播风暴的原因,主要有以下几种:
1、网络设备原因:我们经常会有这样一个误区,交换机是点对点转发,不会产生广播风暴,但也不会隔离广播风暴。在我们购买网络设置时,购买的交换机,通常是智能型的Hub,却被奸商当做交换机来卖。这样,在网络稍微繁忙的时候,肯定会产生广播风暴了。 而路由可以隔离风暴。建议用路由器或者软路由。网络交换机分布结构要遵守五四三规则。
2、网卡损坏:如果网络机器的网卡损坏,也同样会产生广播风暴。损坏的网卡,不停向交换机发送大量的数据包,产生了大量无用的数据包,产生了广播风暴。由于网卡物理损坏引起的广播风暴,故障比较难排除,由于损坏的网卡一般还能上网,我们一般借用Sniffer局域网管理软件,查看网络数据流量,来判断故障点的位置。
4、网络环路:曾经在一次的网络故障排除中,发现一个很可笑的错误,一条双绞线,两端插在同一个交换机的不同端口上,导致了网络性能急骤下降,打开网页都非常困难。这种故障,就是典型的网络环路。网络环路的产生,一般是由于一条物理网络线路的两端,同时接在了一台网络设备中。要消除这种网络循环连接带来的网络广播风暴可以使用 STP协议。
5、网络病毒:目前,一些比较流行的网络病毒,Funlove、震荡波、RPC等病毒,一旦有机器中毒后,会立即通过网络进行传播。网络病毒的传播,就会损耗大量的网络带宽,引起网络堵塞,引起广播风暴。
6、黑客软件的使用:目前,一些上网者,经常利用网络执法官、网络剪刀手等黑客软件,对网吧的内部网络进行攻击,由于这些软件的使用,网络也可能会引起广播风暴。