Kas ir apraide?

Datortīklos lielākā daļa tīkla trafika ir vienkārši pieprasījums un atbilde. Tas ietver divas skaidri adresētas ierīces, kas sazinās tīklā. Lai gan dažām starpierīcēm, piemēram, maršrutētājiem un slēdžiem, ir jāpārbauda galamērķa adreses, lai pareizi maršrutētu satiksmi, tās nav tik iesaistītas. Šāda veida trafiku, kas virzās no viena punkta uz otru, sauc par unicast.

Tomēr ir vairākas situācijas, kurās tas nebūtu efektīvi. Dažiem tīkla protokoliem ir jāsazinās ar katru tīkla ierīci vai tiem ir funkcionalitāte, kas var sazināties. Lai gan būtu iespējams sazināties ar katru tīkla ierīci atsevišķi, tas potenciāli prasītu daudz ziņojumu lielos tīklos un būtu neefektīvi. Tā vietā sūtītāja ierīce var apzināti konfigurēt paketi, lai tā tiktu pārraidīta tīklā.

Kā darbojas apraide?

Kad tīkls ir konfigurēts, tas ir izveidots ar IP adrešu diapazonu, kas sastāv no IP adreses un apakštīkla maskas. IP adrese parasti nosaka izmantojamo adrešu sākumu. Piemēram, LAN vai lokālais tīkls var būt konfigurēts ar šādām IP adresēm: 10.0.0.1 vai 192.168.0.1. Apakštīkla maska ​​ir daļa no CIDR vai bezšķiru starpdomēnu maršrutēšanas sistēmas. Tas nosaka tīkla lielumu, pieņemot, ka norādītais IP ir šajā diapazonā. Piemēram, /24 CIDR diapazons apzīmē apakštīkla masku 255.255.255.0, kas nozīmē, ka pēdējo oktetu IP adresē var izmantot, lai definētu saimniekdatorus.

Ņemot vērā, ka katrs oktets atbalsta skaitļus no 0 līdz 255 ( ieskaitot ), jums var tikt piedots, ka pieņemat, ka tas nozīmē, ka tīklā var būt 256 unikālas ierīces. Šis skaitlis ir tikai 254. Jebkurā tīklā tiek rezervētas divas adreses, pirmā un pēdējā. Pirmā, šajā gadījumā 0, tiek uzskatīta par tīkla adresi, un to nevar izmantot neviena ierīce. Otrā, šajā gadījumā 255, tiek uzskatīta par apraides adresi.

Apraides ziņojuma izveide ir tik vienkārša. Viss, kas jums jādara, ir jāadresē jūsu tīkla apraides adresei. Visas ierīces ar tīkla iespējām ir izstrādātas tā, lai saprastu, ka tas nozīmē, ka katrai ierīcei ir jāsaņem trafika. Galalietotāja ierīcēm tas nozīmē, ka viņiem ir jāsaņem ziņojums, pat ja tajā nav norādīta viņu adrese. Maršrutēšanas ierīcēm tas nozīmē, ka tām ir jāpārsūta ziņojums uz katru tīkla ierīci.

Apraides ierobežojumi

Viena no lietām, kas šeit jāņem vērā, ir tā, ka ir iespējams pārraidīt tikai tīkla segmentā. Katrs tīkls veido tā saukto apraides domēnu. Apraides trafika tiks pārraidīta tikai attiecīgajā tīklā. Šajā tīklā maršrutētājs var noteikt, ka apraide ir paredzēta šim tīklam, un pārsūta to uz katru ierīci, taču arī zina, ka tas nav jānosūta no tīkla.

Parasti nav iespējams nosūtīt ziņojumu uz cita tīkla apraides adresi. Šādā gadījumā par tīklu atbildīgais maršrutētājs parasti pārtrauc trafiku, identificējot to kā nelikumīgu. Citi tīkli, kas tika izmantoti, lai sasniegtu šo tīklu, netiktu ietekmēti, jo tie no galamērķa IP adreses nevarēja noteikt, vai ziņojums bija adresēts apraides adresei. Internetam vispār nav apraides adreses.

Iespējamās problēmas ar apraidi

Tāpat kā daudzas lietas skaitļošanā, spēju sūtīt apraides ziņojumus var tīši vai nejauši izmantot ļaunprātīgi, kā rezultātā parasti rodas pakalpojuma atteikums vai DoS nosacījumi. Viens piemērs ir smurfu uzbrukums. Tas ietver ping paketes nosūtīšanu uz tīkla apraides adresi, vienlaikus maldinot avota adresi. Ierīcēm, kurām ir nosūtīts pings, ir jāreaģē, nosūtot atpakaļ ping. Tātad viena ierīce zvana visam tīklam, bet norāda uz citu. Šai problēmai nevajadzētu būt pārāk lielai mazā tīklā. Lielākajai daļai ierīču jāspēj izturēt dažus desmitus pakešu. Plašā tīklā ar tūkstošiem ierīču tas var radīt problēmas, it īpaši, ja tās ir ilgstošas.

Līdzīga problēma ir apraides vētra. Viens konkrēts piemērs ir ARP vētra. ARP mērķis ir ļaut tīkla ierīcēm uzzināt citu ierīču MAC adreses, izmantojot apraidi. Tīkla slēdzis ir paredzēts, lai pārsūtītu jebkuru apraides trafiku uz visām pārējām pievienotajām ierīcēm. Ja jums ir cilpa, kas savieno divus slēdžus, pēkšņi rodas problēma.

Apraides pakete tiek bezgalīgi apgriezta, un katru reizi, kad slēdzis to redz, tas atkal pārraida to uz katru pievienoto ierīci. Tas var radīt tik daudz tīkla trafika, ka tas īslaicīgi patērē visu joslas platumu. Tas parasti ietver tik lielu trafiku uz pievienotajiem datoriem, ka tie arī darbojas lēni. Tas arī apgrūtina atrisināšanu attālināti, jo savienojuma izveidei izmantotais tīkls ir pārslogots.

Vētru pārraidīšanas risinājums ir izvairīties no cilpām un izmantot STP — Spanning Tree Protocol, kas īpaši atspējo šīs cilpas. Kad ir sākusies ARP vētra vai cita apraides vētra, galvenais veids, kā to apturēt, ir atvienot tīkla kabeļus, kas izraisa cilpu.

Secinājums

Apraide ir tīkla saziņa viens pret daudziem. Tas ietver mērķa IP adreses konfigurēšanu kā tīkla apraides adresi. Visas tīklā esošās ierīces saņem trafiku. Apraide ļauj jebkurai tīkla ierīcei redzēt trafiku, un to nevajadzētu izmantot sensitīvai, privātai informācijai. Apraides trafika ietekme mazos tīklos ir minimāla. Tomēr plašāki tīkli tiek ietekmēti vairāk.

Lielāks ierīču skaits palielina veiktspējas ietekmi. Ar apraidi ir dažas iespējamas pakalpojuma atteikuma problēmas. Lielākā daļa mūsdienu ierīču parasti piedāvā funkcionalitāti, lai novērstu šīs problēmu klases. Tomēr šīs aizsardzības var nebūt iespējotas pēc noklusējuma.