廣播風暴的產(chǎn)生原因和原理是什么?

　網(wǎng)吧行業(yè)競爭的加劇，出現(xiàn)了一些規(guī)模比較大的網(wǎng)吧。目前在網(wǎng)吧行業(yè)內(nèi)，百臺以上的網(wǎng)吧已經(jīng)隨處可見了。由于網(wǎng)吧在進行網(wǎng)絡建設時，缺乏專業(yè)的網(wǎng)絡技術(shù)支持，使得網(wǎng)吧的網(wǎng)絡故障頻繁出現(xiàn)。在網(wǎng)吧的網(wǎng)絡故障中，由于網(wǎng)絡廣播風暴引起的網(wǎng)絡故障，占網(wǎng)吧網(wǎng)絡故障的九成以上。網(wǎng)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(wǎng)絡中的網(wǎng)絡設備的工作原理。目前，工作在網(wǎng)吧網(wǎng)絡中的網(wǎng)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(chǔ)知識

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

　　現(xiàn)在，交換機已經(jīng)替代了我們原來比較熟悉的網(wǎng)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(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的基礎(chǔ)設備，它和雙絞線等傳輸介質(zhì)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(wǎng)(LAN)環(huán)境，像網(wǎng)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(nèi)部采用了電器互聯(lián)，當維護LAN的環(huán)境是邏輯總線或環(huán)型結(jié)構(gòu)時，完全可以用集線器建立一個物理上的星型或樹型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。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(qū)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(qū)別

　　現(xiàn)在，我們經(jīng)常會存在這樣一個技術(shù)誤區(qū)，我們用的是交換機，數(shù)據(jù)全部是點對點轉(zhuǎn)發(fā)的，為什么還會產(chǎn)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(qū)別后，就會明白，使用交換機作為網(wǎng)絡設備的網(wǎng)絡，為什么會出現(xiàn)廣播風暴。

　　1、交換機與集線器的本質(zhì)區(qū)別：用集線器組成的網(wǎng)絡稱為共享式網(wǎng)絡，而用交換機組成的網(wǎng)絡稱為交換式網(wǎng)絡。 共享式以太網(wǎng)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(wǎng)絡用戶數(shù)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(jīng)常處于監(jiān)測等待狀態(tài)，致使信號傳輸時產(chǎn)生抖動、停滯或失真，嚴重影響了網(wǎng)絡的性能。

　　2、在交換式以太網(wǎng)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(fā)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(fā)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(wǎng)的實際最大傳輸速度是共享式網(wǎng)絡的1.7倍，而工作在全雙工狀態(tài)下的交換式以太網(wǎng)的實際最大傳輸速度可達到共享式網(wǎng)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(shù)多為8口、16口和24口幾種。交換機在局域網(wǎng)中主要用于連接工作站、Hub、服務器或用于分散式主干網(wǎng)。

　　三、產(chǎn)生廣播風暴的原因

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

　　1、網(wǎng)絡設備原因：我們經(jīng)常會有這樣一個誤區(qū)，交換機是點對點轉(zhuǎn)發(fā)，不會產(chǎn)生廣播風暴。在我們購買網(wǎng)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(wǎng)絡稍微繁忙的時候，肯定會產(chǎn)生廣播風暴了。

　　2、網(wǎng)卡損壞：如果網(wǎng)絡機器的網(wǎng)卡損壞，也同樣會產(chǎn)生廣播風暴。損壞的網(wǎng)卡，不停向交換機發(fā)送大量的數(shù)據(jù)包，產(chǎn)生了大量無用的數(shù)據(jù)包，產(chǎn)生了廣播風暴。由于網(wǎng)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(wǎng)卡一般還能上網(wǎng)，我們一般借用Sniffer局域網(wǎng)管理軟件，查看網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量，來判斷故障點的位置。

　　3、網(wǎng)絡環(huán)路：曾經(jīng)在一次的網(wǎng)絡故障排除中，發(fā)現(xiàn)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(wǎng)絡性能急驟下降，打開網(wǎng)頁都非常困難。這種故障，就是典型的網(wǎng)絡環(huán)路。網(wǎng)絡環(huán)路的產(chǎn)生，一般是由于一條物理網(wǎng)絡線路的兩端，同時接在了一臺網(wǎng)絡設備中。

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

　　5、黑客軟件的使用：目前，一些上網(wǎng)者，經(jīng)常利用網(wǎng)絡執(zhí)法官、網(wǎng)絡剪刀手等黑客軟件，對網(wǎng)吧的內(nèi)部網(wǎng)絡進行攻擊，由于這些軟件的使用，網(wǎng)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(chǔ)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(chǔ)知識的學習！

計算機網(wǎng)絡往往由許多種不同類型的網(wǎng)絡互連連接而成。如果幾個計算機網(wǎng)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(jīng)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(wǎng)絡已經(jīng)組成了一個大型的計算機網(wǎng)絡，或稱為互聯(lián)網(wǎng)絡，也可簡稱為互聯(lián)網(wǎng)、互連網(wǎng)。 將網(wǎng)絡互相連接起來要使用一些中間設備（或中間系統(tǒng)），ISO的術(shù)語稱之為中繼（relay）系統(tǒng)。根據(jù)中繼系統(tǒng)所在的層次，可以有以下五種中繼系統(tǒng)： 1.物理層（即常說的第一層、層L1）中繼系統(tǒng)，即轉(zhuǎn)發(fā)器（repeater）。 2.數(shù)據(jù)鏈路層（即第二層，層L2），即網(wǎng)橋或橋接器（bridge）。 3.網(wǎng)絡層（第三層，層L3）中繼系統(tǒng)，即路由器（router）。 4.網(wǎng)橋和路由器的混合物橋路器（brouter）兼有網(wǎng)橋和路由器的功能。 5.在網(wǎng)絡層以上的中繼系統(tǒng)，即網(wǎng)關(guān)（gateway）. 當中繼系統(tǒng)是轉(zhuǎn)發(fā)器時，一般不稱之為網(wǎng)絡互聯(lián)，因為這僅僅是把一個網(wǎng)絡擴大了，而這仍然是一個網(wǎng)絡。高層網(wǎng)關(guān)由于比較復雜，目前使用得較少。因此一般討論網(wǎng)絡互連時都是指用交換機和路由器進行互聯(lián)的網(wǎng)絡。本文主要闡述交換機和路由器及其區(qū)別。 2 交換機和路由器 “交換”是今天網(wǎng)絡里出現(xiàn)頻率最高的一個詞，從橋接到路由到ATM直至電話系統(tǒng)，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(xiàn)于電話系統(tǒng)，特指實現(xiàn)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(shù)概念，即完成信號由設備入口到出口的轉(zhuǎn)發(fā)。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(shù)據(jù)網(wǎng)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(shù)據(jù)網(wǎng)絡第三層的設備時，又指的是一個路由設備。 我們經(jīng)常說到的以太網(wǎng)交換機實際是一個基于網(wǎng)橋技術(shù)的多端口第二層網(wǎng)絡設備，它為數(shù)據(jù)幀從一個端口到另一個任意端口的轉(zhuǎn)發(fā)提供了低時延、低開銷的通路。 由此可見，交換機內(nèi)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(shù)據(jù)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(wǎng)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(shù)據(jù)不會使其產(chǎn)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(wǎng)第二層交換機是基于多端口網(wǎng)橋發(fā)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(wǎng)絡更易管理。 而路由器是OSI協(xié)議模型的網(wǎng)絡層中的分組交換設備（或網(wǎng)絡層中繼設備），路由器的基本功能是把數(shù)據(jù)（IP報文）傳送到正確的網(wǎng)絡，包括： 1.IP數(shù)據(jù)報的轉(zhuǎn)發(fā)，包括數(shù)據(jù)報的尋徑和傳送； 2.子網(wǎng)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(zhuǎn)發(fā)的基礎(chǔ)。 4.IP數(shù)據(jù)報的差錯處理及簡單的擁塞控制； 5.實現(xiàn)對IP數(shù)據(jù)報的過濾和記帳。