远离广播风暴

时间:2022-09-10 10:36:33

远离广播风暴

经常听到一些网吧经营者这样抱怨:“同样的百兆光纤,同样的交换机和网线,为什么我网吧的网络速度要比别人的慢呢?”

网吧行业竞争的加剧,出现了一些超大规模的网吧,而目前在网吧行业内,百台以上的网吧已经随处可见了。由于网吧在进行网络建设时,缺乏专业的网络技术支持,使得网吧的网络故障频繁出现。在诸多影响网络速度的不利因素中,由于网络广播风暴引起的网络故障,占网吧网络故障的九成以上。在实际应用中,广播风暴对带宽的消耗,比号称带宽杀手的P2P应用软件还要强数倍,为此,广播风暴堪称网吧网络的顽疾。那么,在网吧的网络故障中,网络广播风暴到底是如何形成的呢

广播是每个网络工作时的必然产物,由于网络故障或其他原因导致的广播数据帧在网段中被大量复制并传播,这就是广播风暴,严重的广播风暴足以让一个网络瘫痪。通常情况下,广播风暴产生在基于HUB组成的网络中,因为HUB的工作方式是广播式。在HUB组成的网络中,如果一台主机要向另一台主机发送文件,HUB会把这些信息发送到每个端口,由网卡来决定是否接收,这就是广播,而交换机是端口到端口式,广播的作用主要是确定其它主机的位置。而时下,所有网吧网络都是基于交换机的网络,为什么还会产生广播风暴呢?

要想正确理解广播风暴的具体含义,我们必须了解一下工作在网络中的网络设备的工作原理。

交换机与集线器的区别

我们先来看看对集线器的一个定义,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,因此,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。

交换机则是一种基于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。

我们经常会存在这样一个技术误区,网吧现在大都用的是交换机,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。

通常来讲,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。

而在交换式以太网中,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,因此交换机从工作原理上来说为广播风暴提供了技术上的可能性。

广播风暴成因

虽然交换机组成的网络中,数据传输都是端口到端口的传输模式,但在诸如病毒、网络环路等外力因素,致使网吧网络产生广播风暴。具体来说,以下几种原因都是致使网吧网络产生广播风暴的元凶。

网络设备原因

大家在设备采购中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。因此很多奸商利用了这一点,以次充好,把智能型HUB当作交换机卖给网吧经营者。这样,当网络稍微繁忙的时候,广播风暴就产生了。

网络设备损坏

网卡、交换机等网络设备的损坏,也会产生广播风暴。损坏的网卡,会不停向交换机发送大量无用的数据包,从而产生了广播风暴。而一台损坏的交换机,会频繁地向与其连接的客户端发出广播信息,无形中产生了广播风暴。由网卡物理损坏引起的广播风暴故障,比较难排除,因为损坏的网卡一般还能上网,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。

网络环路

如果一条网线的两端同时接到同一台交换机的不同端口上,工作中,交换机发出的请求是无法得到应答的,于是交换机就会频繁的发出请求,从而产生了广播风暴。

网络病毒

一些诸如“威金”和“熊猫烧香”这样的蠕虫病毒,会在网络中进行自我复制并传播。既便网吧网络中只有一台机器中毒,中毒的机器也会通过网络将病毒进行传播,而病毒的传播过程就会产生广播风暴。

广播协议的使用

网吧中经常会有顾客玩局域网联机游戏,而这些联机游戏使用的是IPX协议,这一协议是广播协议。联机游戏中频繁的数据交换,也会引发广播风暴。

黑客破坏

一些黑客软件可以在网吧网络中制造广播风暴,只要在网络中任意一台计算机中安装相应的软件就可以制造广播风暴,而且破坏强度可以定制。

除了上述几个原因之外,网络规模太大也会产生广播风暴。一旦网络产生了广播风暴,要先找到原因,然后对症下药,因为不同原因引发的广播风暴,应对方法也不同。

排除广播风暴

尽管网吧已经远离了比网速的竞争时代,可广播风暴的出现势必会影响上网速度,网吧的业绩也会因此受到拖累,如何让广播风暴远离网吧网络成为网吧技术人员必须思考的问题。如果技术人员感觉到网吧的网络速度明显变慢,用Ping命令检查客户机与网关的通讯时延变长,可以初步判定网络已经遭到广播风暴的袭击。最准确的方法是用流量分析软件,查看网络中的广播流量是否超标。排除网络广播风暴的方法,主要有以下几种:

划分VLAN

VLAN又称虚拟局域网,就是将一个物理的网络逻辑地划分成不同的广播域,从而避免广播风暴的出现。目前,网吧的规模越来越大,数百台的网吧已不罕见。网吧规模的变大,也增加了广播风暴产生的机率,我们需要对网吧网络划分VLAN就可以避免广播风暴的产生。这种方法仅能有效地抑制网络正常运行所导致的广播风暴,而对于由病毒或其他原因导致的广播风暴是无效的。

合理使用广播协议

如果网吧中有大量客户机在使用IPX这样的广播协议,无疑会增加整个网络中的广播数据包,这也是广播风暴产生的根本诱因。可是,诸如CS、红色警戒等经典联机游戏,必须使用IPX这样的广播协议。这种情况下,网吧技术人员可以将联机游戏做成一个分区,并且对其划分在一个单独的业务VLAN中,从而避免广播风暴的产生。除局域网联机游戏必须使用IPX协议之外,诸如有些计费软件也必须使用IPX协议。一旦网络中出现广播风暴,计费服务器可能会无法控制所有的客户端,这也就是通常所说的计费软件脱管。为此,建议网吧经营者使用基于TCP协议的计费软件,减少网络广播数据包,避免广播风暴产生。

全面预防病毒

现在很多破坏力强大的病毒都是网络病毒,也是产生广播风暴的罪魁祸首。为此,网吧客户机必须安装功能强大的杀毒软件,对于操作系统及应用软件的漏洞要及时安装安全补丁。

及时更换故障网络设备

有故障的网卡或交换机都会频繁发送网络数据包,必须及时更换这些有故障的网络设备。

杜绝网络环路

网络环路有非常强的隐蔽性,也是引发广播风暴的一个原因。技术人员必须记录好交换机每一个端口的连接信息,这样就可以杜绝网络产生环路,从而杜绝广播风暴。广播风暴虽然是网吧网络的一个顽疾,但并非无方可医。在网络维护过程中,只要网吧技术人员细心查看,全面布防,就可以让网吧网络远离广播风暴的骚扰。

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