什麼是廣播？

在計算機網絡中，大多數網絡流量只是請求和響應。這涉及通過網絡進行通信的兩個地址明確的設備。雖然某些中間設備（例如路由器和交換機）需要檢查目標地址以正確路由流量，但它們並沒有那麼複雜。這種從一個點到另一個點的流量稱為單播。

但是，在某些情況下這樣做效率不高。一些網絡協議需要——或具有能夠——與網絡中的每個設備通信的功能。雖然可以單獨與網絡上的每個設備通信，但這可能需要大型網絡中的許多消息並且效率低下。相反，發送設備可以特意將數據包配置為廣播到網絡。

廣播是如何工作的？

配置網絡時，會設計一個由 IP 地址和子網掩碼組成的 IP 地址範圍。IP 地址通常定義可以使用的地址的開頭。例如，LAN 或局域網可能配置有這樣的 IP 地址：10.0.0.1 或：192.168.0.1。子網掩碼是 CIDR 或無類域間路由系統的一部分。它定義了網絡的大小，假設指示的 IP 在該範圍內。例如，/24 CIDR 範圍表示子網掩碼 255.255.255.0，這意味著 IP 地址中的最後一個八位字節可用於定義主機。

鑑於每個八位字節支持 0 到 255（含）之間的數字，您可能會認為這意味著您可以在網絡中擁有 256 個唯一設備。這個數字只有 254。在任何網絡中，都會保留兩個地址，第一個和最後一個。第一個，在這種情況下，0，被認為是網絡地址，不能被任何設備使用。第二個，在本例中為 255，被視為廣播地址。

有用的是，創建廣播消息就是這麼簡單。您需要做的就是將其尋址到您網絡的廣播地址。所有具有網絡功能的設備都旨在理解這意味著每個設備都應該接收流量。對於最終用戶設備，這意味著他們需要接收消息，即使它不包含他們的地址。對於路由設備，這意味著它們需要將消息轉發到網絡上的每個設備。

廣播的局限性

這裡需要注意的一點是只能在一個網段內進行廣播。每個網絡形成所謂的廣播域。廣播流量只會在適當的網絡內廣播。在該網絡內，路由器可以識別廣播是針對該網絡的，並將其轉發給每個設備，但也知道它不需要將其發送到網絡之外。

通常不可能將消息發送到另一個網絡的廣播地址。在這種情況下，負責網絡的路由器通常會丟棄流量，將其識別為非法流量。用於到達該地址的其他網絡不會受到影響，因為它們無法從目標 IP 地址判斷消息是否針對廣播地址。一般來說，互聯網沒有廣播地址。

廣播的潛在問題

與計算中的許多事情一樣，發送廣播消息的能力可能會被有意或無意地濫用，通常會導致拒絕服務或 DoS 情況。一個例子是 Smurf 攻擊。這涉及向網絡的廣播地址發送 ping 數據包，同時欺騙源地址。已被 ping 的設備應該通過 ping 返回來響應。因此，一台設備對整個網絡執行 ping 操作，但將它們指向另一台設備。這在小型網絡中應該不是什麼大問題。大多數設備應該能夠承受幾十個數據包。在擁有數千台設備的廣泛網絡中，這可能會導致問題，尤其是如果持續的話。

類似的問題是廣播風暴。一個具體的例子是 ARP 風暴。ARP 旨在通過廣播讓網絡上的設備知道其他設備的 MAC 地址。網絡交換機旨在將看到的任何廣播流量轉發給所有其他連接的設備。如果你有一個連接兩個交換機的環路，你就會突然遇到問題。

廣播數據包無限循環，每次交換機看到它時，它都會再次廣播到每個連接的設備。這會產生如此多的網絡流量，以至於它會短暫地消耗所有帶寬。這通常涉及到連接的計算機的大量流量，以至於它們運行速度也很慢。這也使得遠程解決變得困難，因為用於連接的網絡不堪重負。

廣播風暴的解決方案是避免循環並使用 STP，生成樹協議，它專門禁用這些循環。一旦 ARP 風暴或其他廣播風暴開始，阻止它的主要方法是拔掉導致環路的網絡電纜。

結論

廣播是一對多的網絡通信。它涉及將目標 IP 地址配置為網絡的廣播地址。然後網絡上的所有設備都會收到流量。廣播允許網絡上的任何設備查看流量，不應用於敏感的私人信息。在小型網絡中，廣播流量的影響很小。然而，更廣泛的網絡受到的影響更大。

設備數量越多，性能影響越大。廣播存在一些潛在的拒絕服務問題。大多數現代設備通常都提供防止這些問題類別的功能。不過，默認情況下可能不會啟用這些保護。