O que é uma transmissão?

Em redes de computadores, a maior parte do tráfego de rede é simplesmente solicitação e resposta. Isso envolve dois dispositivos com endereços distintos se comunicando pela rede. Embora alguns dispositivos intermediários, como roteadores e switches, precisem verificar os endereços de destino para rotear o tráfego corretamente, eles não estão tão envolvidos. Esse tipo de tráfego que vai de um ponto a outro é chamado de unicast.

Existem várias situações, no entanto, em que fazer isso não seria eficiente. Alguns protocolos de rede precisam – ou têm funcionalidade que pode – se comunicar com todos os dispositivos da rede. Embora seja possível se comunicar com cada dispositivo na rede individualmente, isso exigiria potencialmente muitas mensagens em grandes redes e seria ineficiente. Em vez disso, o dispositivo de envio pode configurar deliberadamente o pacote a ser transmitido para a rede.

Como funciona uma transmissão?

Quando uma rede é configurada, ela é projetada com um intervalo de endereços IP que consiste em um endereço IP e uma máscara de sub-rede. O endereço IP normalmente define o início dos endereços que podem ser usados. Por exemplo, uma LAN, ou rede local, pode ser configurada com endereços IP como este: 10.0.0.1 ou este: 192.168.0.1. A máscara de sub-rede faz parte do sistema CIDR ou Classless Inter-Domain Routing. Ele define o tamanho da rede, assumindo que o IP indicado está dentro dessa faixa. Por exemplo, um intervalo CIDR /24 representa a máscara de sub-rede 255.255.255.0, o que significa que o último octeto no endereço IP pode ser usado para definir hosts.

Dado que cada octeto suporta números entre 0 e 255 ( inclusive ), você pode ser perdoado por supor que isso significa que você pode ter 256 dispositivos exclusivos na rede. Esse número é apenas 254. Em qualquer rede, dois endereços são reservados, o primeiro e o último. O primeiro, neste caso, 0, é considerado o endereço de rede e não pode ser utilizado por nenhum dispositivo. O segundo, neste caso, 255, é considerado o endereço de broadcast.

Felizmente, criar uma mensagem de transmissão é simples assim. Tudo o que você precisa fazer é endereçá-lo ao endereço de broadcast da sua rede. Todos os dispositivos com recursos de rede são projetados para entender que isso significa que cada dispositivo deve receber o tráfego. Para dispositivos de usuários finais, isso significa que eles precisam receber a mensagem, mesmo que ela não contenha seu endereço. Para dispositivos de roteamento, isso significa que eles precisam encaminhar a mensagem para todos os dispositivos da rede.

Limitações de Transmissão

Uma das coisas a observar aqui é que só é possível transmitir dentro de um segmento de rede. Cada rede forma o que é conhecido como um domínio de broadcast. O tráfego de transmissão será transmitido apenas dentro da rede apropriada. Dentro dessa rede, o roteador pode identificar que o broadcast é para aquela rede e repassá-lo para cada dispositivo, mas também sabe que não precisa enviá-lo para fora da rede.

Geralmente não é possível enviar uma mensagem para o endereço de transmissão de outra rede. Nesse caso, o roteador responsável pela rede normalmente descartaria o tráfego, identificando-o como ilegítimo. Outras redes usadas para alcançá-la não seriam afetadas, pois não poderiam dizer pelo endereço IP de destino se a mensagem era destinada a um endereço de broadcast. Não há endereço de transmissão para a Internet em geral.

Possíveis problemas com transmissão

Como acontece com tantas coisas na computação, a capacidade de enviar mensagens de difusão pode ser abusada intencionalmente ou acidentalmente, geralmente resultando em condições de negação de serviço ou DoS. Um exemplo é o ataque Smurf. Isso envolve o envio de um pacote de ping para o endereço de transmissão da rede, ao mesmo tempo em que falsifica o endereço de origem. Os dispositivos que receberam ping devem responder com um ping de volta. Portanto, um dispositivo faz ping em toda a rede, mas os aponta para outro. Isso não deve ser um grande problema em uma rede pequena. A maioria dos dispositivos deve ser capaz de suportar algumas dezenas de pacotes. Em uma rede extensa com milhares de dispositivos, isso pode causar problemas, especialmente se for contínuo.

Um problema semelhante é a tempestade de transmissão. Um exemplo específico é a tempestade ARP. O ARP destina-se a permitir que os dispositivos na rede conheçam o endereço MAC de outros dispositivos por meio de broadcasts. Um switch de rede é projetado para encaminhar qualquer tráfego de transmissão visto para todos os outros dispositivos conectados. Se você tiver um loop conectando dois switches, de repente terá um problema.

O pacote de transmissão fica em loop infinito e cada vez que o switch o vê, ele o transmite para todos os dispositivos conectados novamente. Isso pode produzir tanto tráfego de rede que consome toda a largura de banda brevemente. Isso geralmente envolve tanto tráfego para os computadores conectados que eles também ficam lentos. Também dificulta a resolução remota, pois a rede usada para conectar está sobrecarregada.

A solução para broadcast storms é evitar loops e usar o STP, Spanning Tree Protocol, que desabilita especificamente esses loops. Uma vez iniciada uma tempestade ARP ou outra tempestade de transmissão, a principal maneira de interrompê-la é desconectar os cabos de rede que estão causando o loop.

Conclusão

Uma transmissão é uma comunicação de rede um-para-muitos. Envolve a configuração do endereço IP de destino para ser o endereço de broadcast da rede. Todos os dispositivos na rede recebem o tráfego. A transmissão permite que qualquer dispositivo na rede veja o tráfego e não deve ser usado para informações confidenciais e privadas. Os efeitos do tráfego de broadcast são mínimos em redes pequenas. Redes mais extensas, no entanto, são mais afetadas.

O maior número de dispositivos aumenta o impacto no desempenho. Há alguns possíveis problemas de negação de serviço com a transmissão. A maioria dos dispositivos modernos geralmente oferece funcionalidade para evitar essas classes de problemas. No entanto, essas proteções podem não estar habilitadas por padrão.