广播风暴的产生原因和原理是什么?

广播风暴的产生原因和原理是什么?

　网吧行业竞争的加剧，出现了一些规模比较大的网吧。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。在网吧的网络故障中，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。网络广播风暴到底是如何形成的呢？

　　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。目前，工作在网吧网络中的网络设备，基本上都是交换机了。对于交换机，大家并没有真正的了解其工作原理。

　　一、交换机基础知识

　　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。

　　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。

　　二、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。

　　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10M、100M和1000M几种，所提供的端口数多为8口、16口和24口几种。交换机在局域网中主要用于连接工作站、Hub、服务器或用于分散式主干网。

　　三、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。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。

　　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。

　　3、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。

4、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。

　　5、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。

　　要想做到对故障的快速判断，良好扎实的基础知识，是不可缺少的。因此大家在日后的学习中，不要忽略了对基础知识的学习！

计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起，它们之间并不能进行通信，那么这种“互连”并没有什么实际意义。因此通常在谈到“互连”时，就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的，也就是说，从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络，或称为互联网络，也可简称为互联网、互连网。 将网络互相连接起来要使用一些中间设备（或中间系统），ISO的术语称之为中继（relay）系统。根据中继系统所在的层次，可以有以下五种中继系统： 1.物理层（即常说的第一层、层L1）中继系统，即转发器（repeater）。 2.数据链路层（即第二层，层L2），即网桥或桥接器（bridge）。 3.网络层（第三层，层L3）中继系统，即路由器（router）。 4.网桥和路由器的混合物桥路器（brouter）兼有网桥和路由器的功能。 5.在网络层以上的中继系统，即网关（gateway）. 当中继系统是转发器时，一般不称之为网络互联，因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。高层网关由于比较复杂，目前使用得较少。因此一般讨论网络互连时都是指用交换机和路由器进行互联的网络。本文主要阐述交换机和路由器及其区别。 2 交换机和路由器 “交换”是今天网络里出现频率最高的一个词，从桥接到路由到ATM直至电话系统，无论何种场合都可将其套用，搞不清到底什么才是真正的交换。其实交换一词最早出现于电话系统，特指实现两个不同电话机之间话音信号的交换，完成该工作的设备就是电话交换机。所以从本意上来讲，交换只是一种技术概念，即完成信号由设备入口到出口的转发。因此，只要是和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。由此可见，“交换”是一个涵义广泛的词语，当它被用来描述数据网络第二层的设备时，实际指的是一个桥接设备；而当它被用来描述数据网络第三层的设备时，又指的是一个路由设备。 我们经常说到的以太网交换机实际是一个基于网桥技术的多端口第二层网络设备，它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提供了低时延、低开销的通路。 由此可见，交换机内部核心处应该有一个交换矩阵，为任意两端口间的通信提供通路，或是一个快速交换总线，以使由任意端口接收的数据帧从其他端口送出。在实际设备中，交换矩阵的功能往往由专门的芯片（ASIC）完成。另外，以太网交换机在设计思想上有一个重要的假设，即交换核心的速度非常之快，以致通常的大流量数据不会使其产生拥塞，换句话说，交换的能力相对于所传信息量而无穷大（与此相反，ATM交换机在设计上的思路是，认为交换的能力相对所传信息量而言有限）。 虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而来，但毕竟交换有其更丰富的特性，使之不但是获得更多带宽的最好途径，而且还使网络更易管理。 而路由器是OSI协议模型的网络层中的分组交换设备（或网络层中继设备），路由器的基本功能是把数据（IP报文）传送到正确的网络，包括： 1.IP数据报的转发，包括数据报的寻径和传送； 2.子网隔离，抑制广播风暴； 3.维护路由表，并与其他路由器交换路由信息，这是IP报文转发的基础。 4.IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制； 5.实现对IP数据报的过滤和记帐。