Vad är en sändning?

I datornätverk är den mesta nätverkstrafiken helt enkelt begäran och svar. Detta involverar två distinkt adresserade enheter som kommunicerar över nätverket. Även om vissa mellanliggande enheter, som routrar och switchar, måste kontrollera destinationsadresser för att dirigera trafiken korrekt, är de inte så inblandade. Denna typ av trafik som går från en punkt till en annan kallas unicast.

Det finns dock flera situationer där detta inte skulle vara effektivt. Vissa nätverksprotokoll behöver – eller ha funktionalitet som kan – kommunicera med alla enheter i nätverket. Även om det skulle vara möjligt att kommunicera med varje enhet i nätverket individuellt, skulle detta potentiellt kräva många meddelanden i stora nätverk och skulle vara ineffektivt. Istället kan den sändande enheten avsiktligt konfigurera paketet för att sändas till nätverket.

Hur fungerar en sändning?

När ett nätverk är konfigurerat är det utformat med ett IP-adressintervall som består av en IP-adress och en subnätmask. IP-adressen definierar vanligtvis början på de adresser som kan användas. Till exempel kan ett LAN, eller lokalt nätverk, konfigureras med IP-adresser så här: 10.0.0.1, eller detta: 192.168.0.1. Subnätmasken är en del av CIDR eller Classless Inter-Domain Routing-systemet. Den definierar storleken på nätverket, förutsatt att den angivna IP-adressen ligger inom det intervallet. Till exempel representerar ett /24 CIDR-intervall subnätmasken 255.255.255.0, vilket innebär att den sista oktetten i IP-adressen kan användas för att definiera värdar.

Med tanke på att varje oktett stöder siffror mellan 0 och 255 ( inklusive ), kan du bli förlåten för att anta att det betyder att du kan ha 256 unika enheter i nätverket. Det numret är bara 254. I vilket nätverk som helst är två adresser reserverade, den första och den sista. Den första, i det här fallet 0, anses vara nätverksadressen och kan inte användas av några enheter. Den andra, i detta fall, 255, betraktas som sändningsadressen.

Det är så enkelt att skapa ett sändningsmeddelande. Allt du behöver göra är att adressera den till sändningsadressen för ditt nätverk. Alla enheter med nätverksfunktioner är designade för att förstå att detta betyder att varje enhet ska ta emot trafiken. För slutanvändarenheter betyder det att de måste ta emot meddelandet, även om det inte innehåller deras adress. För routingenheter betyder det att de måste vidarebefordra meddelandet till alla enheter i nätverket.

Begränsningar för sändning

En av sakerna att notera här är att det bara är möjligt att sända inom ett nätverkssegment. Varje nätverk bildar en så kallad broadcast-domän. Broadcast-trafik kommer endast att sändas inom rätt nätverk. Inom det nätverket kan routern identifiera att sändningen är avsedd för det nätverket och vidarebefordra den till varje enhet, men vet också att den inte behöver skicka den ut ur nätverket.

Det är i allmänhet inte möjligt att skicka ett meddelande till ett annat nätverks sändningsadress. I det här fallet skulle routern som ansvarar för nätverket normalt tappa trafiken och identifiera den som olaglig. Andra nätverk som brukade nå det skulle inte påverkas eftersom de inte kunde se från destinationens IP-adress om meddelandet var riktat till en sändningsadress. Det finns ingen sändningsadress för internet i allmänhet.

Potentiella problem med Broadcast

Som med så många saker inom datoranvändning kan förmågan att skicka sändningsmeddelanden missbrukas avsiktligt eller oavsiktligt, vilket vanligtvis resulterar i Denial of Service eller DoS-villkor. Ett exempel är smurfattacken. Detta innebär att ett ping-paket skickas till nätverkets sändningsadress samtidigt som källadressen förfalskas. Enheter som har pingats ska svara genom att pinga tillbaka. Så en enhet pingar hela nätverket men pekar dem mot en annan. Detta borde inte vara ett alltför stort problem i ett litet nätverk. De flesta enheter bör kunna motstå några dussin paket. I ett omfattande nätverk med tusentals enheter kan detta orsaka problem, särskilt om det är ihållande.

En liknande fråga är sändningsstormen. Ett specifikt exempel är ARP-stormen. ARP är avsett att låta enheter i nätverket veta MAC-adressen för andra enheter via sändningar. En nätverksswitch är utformad för att vidarebefordra all sändningstrafik till alla andra anslutna enheter. Om du har en slinga som kopplar samman två switchar får du plötsligt ett problem.

Sändningspaketet slingras oändligt och varje gång switchen ser det sänder det det till alla anslutna enheter igen. Detta kan producera så mycket nätverkstrafik att det förbrukar all bandbredd en kort stund. Detta innebär i allmänhet så mycket trafik till anslutna datorer att de också går långsamt. Det gör det också svårt att lösa på distans, eftersom nätverket som används för att ansluta är överväldigat.

Lösningen för att sända stormar är att undvika loopar och använda STP, Spanning Tree Protocol, som specifikt inaktiverar dessa loopar. När en ARP-storm eller annan sändningsstorm har börjat är det primära sättet att stoppa den att koppla ur nätverkskablarna som orsakar slingan.

Slutsats

En sändning är en-till-många nätverkskommunikation. Det innebär att konfigurera destinations-IP-adressen till att vara nätverkets sändningsadress. Alla enheter i nätverket tar då emot trafiken. Broadcasting tillåter vilken enhet som helst i nätverket att se trafiken och bör inte användas för känslig, privat information. Effekterna av sändningstrafik är minimala i små nätverk. Mer omfattande nätverk påverkas dock mer.

Det större antalet enheter ökar prestandan. Det finns några potentiella Denial of Service-problem med sändningar. De flesta moderna enheter erbjuder i allmänhet funktionalitet för att förhindra dessa problemklasser. Dessa skydd kanske inte är aktiverade som standard.