Hva er en kringkasting?

I datanettverk er mest nettverkstrafikk ganske enkelt forespørsel og respons. Dette involverer to distinkt adresserte enheter som kommuniserer over nettverket. Mens noen mellomliggende enheter, for eksempel rutere og brytere, må sjekke destinasjonsadressene for å rute trafikken riktig, er de ikke så involvert. Denne typen trafikk som går fra ett punkt til et annet kalles unicast.

Det er imidlertid flere situasjoner der det ikke vil være effektivt å gjøre dette. Noen nettverksprotokoller må – eller ha funksjonalitet som kan – kommunisere med hver enhet i nettverket. Selv om det ville være mulig å kommunisere med hver enhet på nettverket individuelt, ville dette potensielt kreve mange meldinger i store nettverk og ville være ineffektivt. I stedet kan avsenderenheten bevisst konfigurere pakken til å kringkastes til nettverket.

Hvordan fungerer en kringkasting?

Når et nettverk er konfigurert, er det designet med et IP-adresseområde som består av en IP-adresse og en subnettmaske. IP-adressen definerer vanligvis starten på adressene som kan brukes. For eksempel kan et LAN eller lokalnettverk konfigureres med IP-adresser som dette: 10.0.0.1, eller dette: 192.168.0.1. Subnettmasken er en del av CIDR eller Classless Inter-Domain Routing-systemet. Den definerer størrelsen på nettverket, forutsatt at den angitte IP-en er innenfor dette området. For eksempel representerer et /24 CIDR-område subnettmasken 255.255.255.0, som betyr at den siste oktetten i IP-adressen kan brukes til å definere verter.

Gitt at hver oktett støtter tall mellom 0 og 255 ( inkludert ), kan du bli tilgitt for å anta at det betyr at du kan ha 256 unike enheter i nettverket. Dette tallet er bare 254. I et hvilket som helst nettverk er to adresser reservert, den første og den siste. Den første, i dette tilfellet 0, regnes som nettverksadressen og kan ikke brukes av noen enheter. Den andre, i dette tilfellet, 255, regnes som kringkastingsadressen.

Det er nyttig å lage en kringkastingsmelding så enkelt. Alt du trenger å gjøre er å adressere den til kringkastingsadressen til nettverket ditt. Alle enheter med nettverksfunksjoner er designet for å forstå at dette betyr at hver enhet skal motta trafikken. For sluttbrukerenheter betyr dette at de må motta meldingen, selv om den ikke inneholder adressen deres. For rutingenheter betyr det at de må videresende meldingen til hver enhet på nettverket.

Begrensninger for kringkasting

En av tingene å merke seg her er at det kun er mulig å kringkaste innenfor et nettverkssegment. Hvert nettverk danner det som er kjent som et kringkastingsdomene. Kringkastingstrafikk vil kun kringkastes innenfor det aktuelle nettverket. Innenfor det nettverket kan ruteren identifisere at kringkastingen er ment for det nettverket og videresende den til hver enhet, men vet også at den ikke trenger å sende den ut av nettverket.

Det er vanligvis ikke mulig å sende en melding til et annet nettverks kringkastingsadresse. I dette tilfellet vil ruteren som er ansvarlig for nettverket normalt slippe trafikken, og identifisere den som illegitim. Andre nettverk som pleide å nå det ville ikke bli berørt ettersom de ikke kunne fortelle fra destinasjons-IP-adressen om meldingen var rettet mot en kringkastingsadresse. Det er ingen kringkastingsadresse for internett generelt.

Potensielle problemer med kringkasting

Som med så mange ting innen databehandling, kan muligheten til å sende kringkastingsmeldinger misbrukes med vilje eller ved et uhell, noe som vanligvis resulterer i tjenestenekt eller DoS-forhold. Et eksempel er smurfeangrepet. Dette innebærer å sende en ping-pakke til nettverkets kringkastingsadresse og samtidig forfalske kildeadressen. Enheter som har blitt pinget, skal svare ved å pinge tilbake. Så en enhet pinger hele nettverket, men peker dem mot en annen. Dette burde ikke være et for stort problem i et lite nettverk. De fleste enheter skal være i stand til å tåle noen få dusin pakker. I et omfattende nettverk med tusenvis av enheter kan dette forårsake problemer, spesielt hvis det vedvarer.

Et lignende problem er kringkastingsstormen. Et spesifikt eksempel er ARP-stormen. ARP er ment å la enheter på nettverket vite MAC-adressen til andre enheter via sendinger. En nettverkssvitsj er designet for å videresende all kringkastingstrafikk til alle andre tilkoblede enheter. Hvis du har en sløyfe som forbinder to brytere, får du plutselig et problem.

Kringkastingspakken blir sluppet uendelig, og hver gang bryteren ser den, kringkaster den den til hver tilkoblet enhet igjen. Dette kan produsere så mye nettverkstrafikk at det bruker all båndbredden kort. Dette innebærer generelt så mye trafikk til tilkoblede datamaskiner at de også kjører sakte. Det gjør det også vanskelig å løse eksternt, ettersom nettverket som brukes til å koble til er overveldet.

Løsningen for å kringkaste stormer er å unngå løkker og bruke STP, Spanning Tree Protocol, som spesifikt deaktiverer disse løkkene. Når en ARP-storm eller annen kringkastingsstorm har startet, er den primære måten å stoppe den på å koble fra nettverkskablene som forårsaker sløyfen.

Konklusjon

En kringkasting er en-til-mange nettverkskommunikasjon. Det innebærer å konfigurere destinasjons-IP-adressen til å være nettverkets kringkastingsadresse. Alle enheter på nettverket mottar da trafikken. Kringkasting lar alle enheter på nettverket se trafikken og bør ikke brukes til sensitiv, privat informasjon. Effektene av kringkastingstrafikk er minimale i små nettverk. Mer omfattende nettverk påvirkes imidlertid mer.

Jo større antall enheter øker ytelsen. Det er noen potensielle Denial of Service-problemer med kringkasting. De fleste moderne enheter tilbyr generelt funksjonalitet for å forhindre disse problemklassene. Disse beskyttelsene er kanskje ikke aktivert som standard.