فيضان أحادي البث

في شبكات الحاسوب ، يحدث فيضان أحادي البث عندما يستقبل المحول إطارًا أحادي البث ولا يعلم أن المرسل إليه موجود على أي منفذ محدد. ولأن المحول لا يملك معلومات حول المنفذ الذي يمكن الوصول من خلاله إلى المرسل إليه، إن وجد، فإنه يعيد توجيه الإطار عبر جميع المنافذ باستثناء المنفذ الذي استقبل الإطار من خلاله.

يشير الإرسال الأحادي إلى عملية إرسال من عقدة إلى أخرى في الشبكة. يوضح هذا الرسم التخطيطي عملية الإرسال الأحادي لإطار بيانات من عقدة شبكة إلى أخرى:

عندما يستقبل المحول إطارًا أحادي البث بعنوان وجهة غير موجود في جدول توجيه المحول ، يتم التعامل مع الإطار كإطار بث ويتم إرساله إلى جميع قطاعات الشبكة المتصلة به باستثناء القطاع الذي استقبل منه الإطار:

تتطلب عملية تعلم الربط الشفاف أن يستقبل المحول إطارًا من جهاز قبل إعادة توجيه إطارات البث الأحادي إليه. وقبل استقبال أي إرسال من هذا القبيل، يُستخدم إغراق البث الأحادي لضمان وصول الإرسالات إلى وجهاتها المقصودة. وعادةً ما تكون هذه حالة مؤقتة، إذ ينتج عن الاستلام عادةً استجابة تُكمل عملية التعلم. تحدث هذه العملية عند توصيل جهاز بجزء من الشبكة لأول مرة ، أو بعد حذف عنوانه ومعرّف منفذه من قاعدة معلومات إعادة التوجيه . يُحذف الإدخال عند انقطاع الرابط على المنفذ الأصلي أو عند انتهاء صلاحيته بسبب عدم النشاط (خمس دقائق هي المدة الافتراضية في العديد من المحولات). يُعدّ تحديد حد زمني ضروريًا لأن المحول لا يرى بالضرورة أي مؤشر عند نقل عقدة شبكة أو فصلها.

عندما لا يتبقى مساحة كافية في قاعدة معلومات التوجيه الخاصة بجسر أو محول، وبالتالي لا يمكنه إضافة مدخل لعقدة جديدة، فإنه يضطر إلى توجيه أي إطار مُوجَّه إلى تلك العقدة عبر جميع المنافذ باستثناء المنفذ الذي استُقبل عليه الإطار. تُعد هذه مشكلة شائعة في الشبكات التي تضم العديد من الأجهزة المضيفة. ^{[ 1 ]} أما في حالة هجوم إغراق عناوين MAC ، فيُعدّ إغراق جداول العناوين المصطنع أقل شيوعًا .

من الأسباب الشائعة الأخرى وجود مضيف لديه مهلة تخزين مؤقت لبروتوكول ARP أطول من مهلة قاعدة معلومات التوجيه (FIB) في المحول - حيث ينسى المحول المنفذ المتصل بالهدف قبل أن ينسى المضيف عنوان MAC الخاص به. ^{[ 2 ]} يمكن تجنب ذلك بضبط المحول بحيث تكون مهلة FIB أطول من مهلات تخزين ARP المؤقتة للعُقد على شبكته. عندما تحتاج عقدة إلى إرسال إطار إلى مضيف بعد انتهاء صلاحية إدخالها في ذاكرة التخزين المؤقت لبروتوكول ARP، يجب عليها أولاً إرسال إطار بث ARP، والذي يجب على المحول توجيهه عبر جميع المنافذ، لاكتشاف عنوان MAC (الحالي) للمضيف.

قد تؤدي خصائص الشبكات المُهيأة بشكل خاطئ إلى حدوث فيضان أحادي البث أيضًا. إذا كان هناك مساران من الطبقة الثانية من المضيف أ إلى المضيف ب، ويستخدم المضيف أ المسار 1 للتواصل مع المضيف ب، بينما يستخدم المضيف ب المسار 2 للرد على المضيف أ، فلن تتمكن المحولات الوسيطة على المسار 1 من معرفة عنوان MAC الوجهة للمضيف ب، ولن تتمكن المحولات الوسيطة على المسار 2 من معرفة عنوان MAC الوجهة للمضيف أ. ^{[ 3 ]}

أحد الأسباب النهائية لفيضانات البث الأحادي هو تغيرات بنية الشبكة. فعندما تتغير حالة الرابط على منفذ شبكة يشارك في بروتوكول الشجرة الممتدة السريعة ، يتم مسح ذاكرة التخزين المؤقت للعناوين على ذلك المحول، مما يؤدي إلى تدفق جميع الإطارات اللاحقة عبر جميع المنافذ حتى يعيد المحول تعلم العناوين. ^{[ 4 ]}

تتوفر ميزة حظر تدفقات البيانات أحادية البث على محولات سيسكو، ولكنها غير مفعلة افتراضيًا. بعد التأكد من ضبط مهلات الانتظار وميزات الأمان للحفاظ على إدخالات الجدول على منافذ وصول العميل لفترة أطول من مهلات ذاكرة التخزين المؤقت لبروتوكول ARP المعتادة للمضيف ، يُستخدم هذا الأمر للحد من تدفقات البيانات أحادية البث على تلك المنافذ: ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Switch(config-if)# switchport block unicast

تتضمن التقنيات الأخرى عزل الأجهزة المضيفة على مستوى الطبقة الثانية . تُمنع المنافذ المُهيأة كمنافذ محمية ^{[ 7 ] من التواصل مع منافذ محمية أخرى. [ 8 ]} تُطبق شبكات VLAN الخاصة عزل المنافذ بحيث يُسمح لأعضاء شبكة VLAN بالتواصل فقط عبر وصلة صاعدة مُخصصة، ولا يُسمح لهم بالتواصل مع أعضاء آخرين في شبكة VLAN. ^{[ 9 ]}

عندما تتعرض الشبكة لفيضانات أحادية البث، قد يتدهور أداء الشبكة. إليك رسم بياني لجسر قبل وبعد تعديل حجم ذاكرة التخزين المؤقت لعناوين الجسر: ^{[ 1 ]}

تم إرسال 80% من الإطارات دون أن تصل إلى عنوان الوجهة، بينما كانت 20% منها بيانات صالحة. في الشبكات ذات الحجم الكبير، قد يؤدي تدفق البيانات الزائد إلى تشبع المنافذ، مما ينتج عنه فقدان الحزم وزيادة زمن الاستجابة.

من الآثار الجانبية الأخرى لاستنفاد جداول العناوين اختراق البيانات. وتُناقش الاعتبارات الأمنية في موضوع إغراق عناوين MAC ، وهو أحد أسباب إغراق البث الأحادي. إذا كان المستخدم النهائي يُشغّل برنامجًا لتحليل حزم البيانات ، فيمكنه التقاط الإطارات المُغرقة وعرضها.

• حركة مرور البث، وحركة المرور أحادية البث غير المعروفة، وحركة المرور متعددة البث