广播风暴引起网络广播风暴的几种原因

产生广播风暴的基本工作原理

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。

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请问，什么是广播风暴

一、广播风暴的定义： 英文：Broadcast Storm 中文：广播风暴 所属类别：网络 当主机系统响应一个在网上不断循环的报文分组或者试图响应一个没有应答的系统时就会发生广播风暴。

一般为了改变这种状态，请求或者响应分组源源不断地产生出来，常使情况变得更糕。

随着网络上分组数目的增加，拥塞会随之出现，从而降低网络的性能以至于使之陷入瘫痪。

二、广播风暴的成因与危害： 处于同一个网络的所有设备，位于同一个广播域。

也就是说，所有的广播信息会播发到网络的每一个端口，即使交换机、网桥也不能阻止广播信息的传播。

因此同一时间只能有一个广播信息在网络中传送。

对于证券网络，使用的是NOVELL操作系统，所有设备都将在网络中定时播发广播包，以告知其它设备自己的存在。

还有许多其他功能需要使用广播，如设备开机、消息播送、视频广播等。

当网络上的设备越来越多，广播所占用的时间也会越来越多，多到一定程度时，就会对网络上的正常信息传递产生影响，轻则造成传送信息延时，重则造成网络设备从网络上断开，甚至造成整个网络的堵塞、瘫痪，这就是广播风暴。

因此网络上的设备数量与广播风暴的产生密切相关。

据一些统计资料表明，网络上的设备数量在150~200台时，网络运行正常，且可以达到很高的利用率；当设备数量大于400台后，网络效率将急速下降，容易形成广播风暴。

我们可以通过观察交换机的端口上广播包数及与其他信息包的比率来确定广播信息是否已对网络的通讯构成危害。

[广播风暴] 作为发现未知设备的主要手段，广播在网络中起着非常重要的作用。

然而，随着网络计算机数量的增多，广播包的数量会急剧增加。

当广播包的数量达到30%时，网络传输效率将会明显下降。

当网卡或网络设备损坏后，会不停地发送广播包，从而导致广播风暴，使网络通信陷于瘫痪。

因此，当网络设备硬件有故障时也会引起网速变慢。

当怀疑有此类故障时，首先可采用置换法替换集线器或交换机来排除集线设备故障。

然后关掉集线器的电源后用ping命令对所涉及计算机逐一测试，找到有故障网卡的计算机，更换新的网卡可恢复网速正常。

三、广播风暴是怎样形成的： 帧的传输方式，即单播帧（Unicast Frame）、多播帧（Multicast Frame）和广播帧（Broadcast Frame）。

1、单播帧 单播帧也称“点对点”通信。

此时帧的接收和传递只在两个节点之间进行，帧的目的MAC地址就是对方的MAC地址，网络设备（指交换机和路由器）根据帧中的目的MAC地址，将帧转发出去。

2、多播帧 多播帧可以理解为一个人向多个人（但不是在场的所有人）说话，这样能够提高通话的效率。

多播占网络中的比重并不多，主要应用于网络设备内部通信、网上视频会议、网上视频点播等。

3、广播帧 广播帧可以理解为一个人对在场的所有人说话，这样做的好处是通话效率高，信息一下子就可以传递到全体。

在广播帧中，帧头中的目的MAC地址是“FF.FF.FF.FF.FF.FF”，代表网络上所有主机网卡的MAC地址。

广播帧在网络中是必不可少的，如客户机通过DHCP自动获得IP地址的过程就是通过广播帧来实现的。

而且，由于设备之间也需要相互通信，因此在网络中即使没有用户人为地发送广播帧，网络上也会出现一定数量的广播帧。

同单播和多播相比，广播几乎占用了子网内网络的所有带宽。

网络中不能长时间出现大量的广播帧，否则就会出现所谓的“广播风暴”（每秒的广播帧数在1000以上）。

拿开会打一个比方，在会场上只能有一个人发言，如果所有人都同时发言的话，会场上就会乱成一锅粥。

广播风暴就是网络长时间被大量的广播数据包所占用，使正常的点对点通信无法正常进行，其外在表现为网络速度奇慢无比。

出现广播风暴的原因有很多，一块故障网卡就可能长时间地在网络上发送广播包而导致广播风暴。

使用路由器或三层交换机能够实现在不同子网间隔离广播风暴的作用。

当路由器或三层交换机收到广播帧时并不处理它，使它无法再传递到其他子网中，从而达到隔离广播风暴的目的。

因此在由几百台甚至上千台电脑构成的大中型局域网中，为了隔离广播风暴，都要进行子网划分。

使用vlan完全可以隔离广播风暴。

广播风暴怎么解决

网络分段通常被认为是控制网络广播风暴的一种基本手段。

其目的就是将非法用户与敏感的网络资源相互隔离，从而防止可能的非法侦听。

由于信道冲突和广播风暴发生在网络的不同层次，相应地就产生了不同层次的网络分段方法。

一、在数据链路层进行网络分段 信道冲突问题是局域网中各站点共享传输信道所造成的，以太网技术就是其中最典型的例子。

在运用该技术的网络中，各站点采用csma/cd介质访问控制方法获取对信道的控制，网络中的所有站点共享网络带宽，在重负载的情况下，由于信道冲突(collision)的急剧增加，网络性能明显下降。

早期的网桥技术和目前非常流行的以太网交换技术都是在网络的第二层进行网络分段，从而在不同程度上对网络中的信道冲突问题加以解决。

1.利用网桥技术进行网络分段 在局域网发展的初期，一个大型的局域网被网桥分成若干个小的网段，在每一个网段中，所有站点共享网络带宽。

由于各网段中的站点数量相对于整个局域网而言少得多，因而减少了信道冲突。

网桥技术虽然在一定程度上解决了信道冲突的问题，但是在同一网段中的各站点依旧共享该网段的带宽。

随着入网用户的增加，由于网络站点共享信道的本质并未改变，因此信道冲突问题仍然存在。

然而，交换技术的出现成功地改变了这一局面。

2.利用交换技术进行网络分段 交换技术主要包括帧交换和信元交换两种类型。

其中帧交换(frameswitch)与传统局域网技术中所采用的数据帧格式基本一致，帧交换最主要的应用是交换式以太网技术。

而信元交换(cellswitch)最主要的应用是atm网络技术，它与传统的网络技术有很大的差异，具有良好的性能。

由于价格和标准不统一等因素的制约，atm技术目前的普及程度尚不如交换式以太网技术。

交换式以太网技术是近年来迅速发展起来的一种网络新技术。

交换式以太网技术采用了与传统的网桥相类似的工作机制。

与网桥所不同的是，连接至交换机的不是网段而是网络站点。

当以太网交换机从一个端口收到数据帧后，并不像传统的共享式集线器那样简单地将信号转发至所有端口，而是对数据帧中所包含的mac地址进行分析，并利用交换机中的端口-mac地址映射表将数据帧转发至相应的端口。

因此各端口独自享有10m、100m乃至1000m的的网络带宽，从而解决了信道的冲突，缓解了网络带宽不足的问题。

二、在网络层进行网络分段 广播风暴(broadcaststorm)是由于网络中的广播数据包过多而造成网络通信性能下降的现象，它的形成与网络中所使用的网络层协议和站点的数量有关。

虽然网桥和交换机都能够解决信道冲突，但对于广播风暴却束手无策。

其原因在于它们只是利用了mac地址对数据链路层的数据帧进行了转发，而对于网络的高层协议而言则是透明的。

因此，通过网桥和交换机组成的网络仍属于同一个广播域(在不考虑虚拟网的情况下)，网络中任何一个站点发出的广播数据包都可被其它站点所接收。

因此网桥和交换机不能抑制广播风暴。

路由器的出现早于以太网交换机，它工作在网络的第三层(网络层)。

路由器利用网络分组中包含的网络地址，通过寻径表来决定将网络分组转发至哪个网络。

路由器可以区分一些常见的网络层协议，如ip、ipx和等协议。

连接至路由器的网段分属于不同的广播域，一个广播域内的广播数据包不会穿透路由器到达另一个广播域。

因此路由器可以在一定程度上抑制广播风暴。

三、第二层分段与第三层分段的应用 同网桥和交换技术相比较，路由器在网络的更高层次实现网络分段，可以在一定程度上解决广播风暴问题。

但是，路由器技术非常复杂，成本也更高。

特别是在安装的初始阶段要进行大量的手工配置，而交换机则无需进行太多的配置就可以使用。

同交换机基于硬件的数据交换不同，由于路由器大量采用了软件技术，在转发网络分组时造成了较大的延时，因此路由器的工作速度远不如交换机。

在实际的网络环境中，路由器和交换机在各自的领域进行着网络分段。

路由器为什么能抑制广播风暴

路由器隔离广播风暴的原理：其实很简单，路由器不会将某个接口收到的广播包转发到另外一个接口所在的网络，因此，一个网段内的广播风暴不会对另一个网段造成任何影响，但是划分子网可就未必了，因为如果只是在同一个物理网络中划分的子网：比如192.168.0.0/24和192.168.1.0/24这两个网段中间并没有路由器的分割都是直接通过交换机相连的话，一旦某一台主机大量发送广播包，所有网段主机的数据通讯都会受到影响，和在一个网段的情形一样。

　　广播风暴（broadcast storm）简单的讲是指当广播数据充斥网络无法处理，并占用大量网络带宽，导致正常业务不能运行，甚至彻底瘫痪，这就发生了“广播风暴”。

一个数据帧或包被传输到本地网段 （由广播域定义）上的每个节点就是广播；由于网络拓扑的设计和连接问题，或其他原因导致广播在网段内大量复制，传播数据帧，导致网络性能下降，甚至网络瘫痪，这就是广播风暴。

什么是网络广播风暴???

一个数据帧或包被传输到本地网段 (由广播域定义)上的每个节点就是广播；由于网络拓扑的设计和连接问题，或其他原因导致广播在网段内大量复制，传播数据帧，导致网络性能下降，甚至网络瘫痪。

这就是广播风暴。

引起网络广播风暴的几种原因

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。