Broadcast: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 5. Februar 2024, 10:29 Uhr

Broadcast - Rundsendung an alle Empfänger

Beschreibung

Broadcast

Kommunikationsformen / Routing-Schemata
Unicast
Broadcast
Anycast
Multicast
Geocast

In Rechnernetzen eine Nachricht, bei der Datenpakete von einem Punkt aus an alle Teilnehmer eines Nachrichtennetzes übertragen werden

In der Vermittlungstechnik ist ein Broadcast eine spezielle Form der Mehrpunktverbindung

Ein Broadcast-Paket erreicht alle Teilnehmer eines lokalen Netzes

ohne dass sie explizit als Empfänger angegeben sind

Daraus folgt, dass Broadcasts sich auf das eigene Netzsegment beschränken sollten, und nicht von Routern weitergeleitet werden

Soll eine Information an eine Gruppe von ausgewählten Teilnehmern gesendet werden, verwendet man stattdessen ein Multicast-Verfahren

Jeder Empfänger eines Broadcasts entscheidet selbst, ob er im Falle seiner Zuständigkeit die erhaltene Nachricht entweder verarbeitet oder andernfalls stillschweigend verwirft

Broadcasts gibt es auf verschiedenen Schichten des OSI-Referenzmodells

Allen gemein ist, dass Broadcasts von einer höheren Schicht an die unteren Schichten entsprechend angepasst werden müssen
So wird etwa ein IPv4-Broadcast als Ethernet-Broadcast an die MAC-Adresse FF:FF:FF:FF:FF:FF gesendet
Ist das unterliegende Netz nicht broadcastfähig, zum Beispiel weil es – wie unter anderem das Internet – aus einer Menge von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen besteht, kann die Nachricht stattdessen mittels eines Flooding-Algorithmus gesendet werden

Anwendungen

Adressierung unbekannter Empfänger

Ein Broadcast wird in einem Computernetz unter anderem verwendet, wenn die IP-Adresse des Empfängers der Nachricht noch unbekannt ist
Diese Technik kommt gemäß OSI-Modell in der Vermittlungsschicht zum Einsatz
Beispiele hierfür sind ARP, DHCP und Wake On LAN
Netzwerkfähige Computerspiele verwenden Broadcasts, um eine Liste aller offenen Spiele im lokalen Netz zu finden, an denen der Nutzer teilnehmen kann
Das Kommunikationsprotokoll SMB sucht per Broadcast Datei- und Druckerfreigaben im lokalen Netz

IP-Broadcast

Broadcasts in IPv4 werden über eine Gruppenadresse realisiert

Formen von IP-Broadcasts

Verschiedene Formen von IP-Broadcasts

Limited Broadcast

Ziel ist die IP-Adresse 255.255.255.255

Dieses Ziel liegt immer im eigenen lokalen Netz und wird direkt in einen Ethernet-Broadcast umgesetzt
Ein limited broadcast wird von einem Router nicht weitergeleitet

Directed Broadcast

Ziel sind Teilnehmer eines bestimmten Netzes

Die Adresse wird durch die Kombination aus Zielnetz und dem Setzen aller Hostbits auf 1 angegeben
Die Adresse für einen directed broadcast in das Netz 192.168.0.0 mit der Netzmaske 255.255.255.0 lautet somit: 192.168.0.255 (CIDR-Notation: 192.168.0.255/24)
Ein directed broadcast wird von einem Router weitergeleitet, falls Quell- und Zielnetz unterschiedlich sind, und wird erst im Zielnetz in einen Ethernet-Broadcast umgesetzt
Falls Quell- und Zielnetz identisch sind, entspricht dies einem limited broadcast
Oft wird dieser Spezialfall auch als local broadcast bezeichnet
Ein directed broadcast kann weiter differenziert betrachtet werden
Der Broadcast kann als subnet-directed broadcast, als all-subnets-directed broadcast oder als net-directed broadcast auftreten
Ein subnet-directed broadcast hat als Ziel ein festgelegtes Subnetz
Ein all-subnets-directed broadcast ist ein Broadcast in allen Subnetzen eines Netzes, und ein net-directed broadcast wird in einem klassifizierten Netz, das nicht in Subnetze aufgeteilt ist, verteilt (zum Beispiel Broadcast an die Adresse 10.255.255.255 wird in einem Klasse A IP-Netz verteilt)

Anhang

Dokumentation

RFC

RFC	Titel
826	Ethernet Address Resolution Protocol
1812	Requirements for IP Version 4 Routers
2644	Changing the Default for Directed Broadcasts in Routers

Siehe auch

Links

Weblinks

https://de.wikipedia.org/wiki/Broadcast

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 == Beschreibung ==
 ; '''Broadcast'''
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 In [[Rechnernetz]]en'' eine [[Nachricht]], bei der [[Datenpaket]]e von einem Punkt aus an alle [[Teilnehmer (Kommunikationssystem)|Teilnehmer]] eines [[Nachrichtennetz]]es [[Datenübertragung|übertragen]] werden''
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 * ohne dass sie explizit als Empfänger angegeben sind
-; Daraus folgt, dass Broadcasts sich auf das eigene [[Netzwerksegment|Netzsegment]] beschränken sollten, und nicht von [[Router]]n weitergeleitet werden
+Daraus folgt, dass Broadcasts sich auf das eigene [[Netzwerksegment|Netzsegment]] beschränken sollten, und nicht von [[Router]]n weitergeleitet werden
 * Soll eine Information an eine Gruppe von ausgewählten Teilnehmern gesendet werden, verwendet man stattdessen ein [[Multicast]]-Verfahren
-; Jeder Empfänger eines Broadcasts entscheidet selbst, ob er im Falle seiner Zuständigkeit die erhaltene Nachricht entweder verarbeitet oder andernfalls stillschweigend verwirft
+Jeder Empfänger eines Broadcasts entscheidet selbst, ob er im Falle seiner Zuständigkeit die erhaltene Nachricht entweder verarbeitet oder andernfalls stillschweigend verwirft
 ; Broadcasts gibt es auf verschiedenen Schichten des [[OSI-Modell|OSI-Referenzmodell]]s
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 * Ein ''all-subnets-directed broadcast'' ist ein Broadcast in allen Subnetzen eines Netzes, und ein ''net-directed broadcast'' wird in einem klassifizierten Netz, das nicht in Subnetze aufgeteilt ist, verteilt (zum Beispiel Broadcast an die Adresse 10.255.255.255 wird in einem Klasse A IP-Netz verteilt)
-=== Sicherheit ===
+<noinclude>
-; Wegen Sicherheitsproblemen mit [[Denial of Service|DoS-Angriffen]] wurde das voreingestellte Verhalten von Routern in RFC 2644 für ''directed broadcasts'' geändert
-* Router sollten ''directed broadcasts'' nicht weiterleiten
-; [[IPv6]] unterstützt keine Broadcasts mehr, es werden stattdessen [[Multicast]]s verwendet
-== Broadcast-Sturm ==
-[[Datei:Broadcast storm.png|mini|200px|Entstehung eines Broadcast-Sturms]]
-'''Broadcast-Sturm''' - starker Anstieg des [[Broadcast]]/[[Multicast]]-Verkehrs in einem [[Rechnernetz]]
-; Broadcast-Stürme können schnell zum Ausfall eines Netzwerks führen
-; Große Netzwerksegmente
-* Viel Teilnehmer
-* Große [[Broadcast-Domäne|Broadcast-Domänen]]
-* kann sich
-* durch verschiedene Ursachen
-* bei einem Broadcast-Sturm
-* die [[Antwortzeit]] des Netzwerks
-* durch einen [[Schneeballeffekt]]
-* dramatisch erhöhen
-==== Abgrenzung ====
-; Routing-Schleifen
-* Router, die auf [[:Kategorie:OSI/3 Network|Layer 3]] des [[OSI-Modell|OSI-Modells]] arbeiten, leiten jedoch keine [[OSI-Modell#Schicht_2_.E2.80.93_Sicherungsschicht|Layer-2]]-Broadcasts weiter, wie es Switches tun
-; Unzutreffende Annahme
-Router leiten keine Layer-3-Broadcasts weiter
-* Es gibt Routing-Protokolle, die Broadcasts zu anderen Netzwerken weiterleiten
-; Fehleinschätzung
-Nur können Router eine Broadcast-Domäne begrenzen und damit Broadcast-Stürme eingrenzen
-* Auch Switches mit VLANs oder Layer-3-Funktionalitäten
-; Broadcast werden nicht mit Broadcasts beantwortet
-* Allerdings kann ein Broadcast dazu genutzt werden, herauszufinden, wie auf einen empfangenen Broadcast geantwortet werden kann
-* In redundanten Topologien kann ein solcher zweiter Broadcast dasjenige [[Netzwerkschnittstelle|Netzwerkinterface]] erreichen, welches den initialen Broadcast gesendet hat
-==== Ursachen ====
-; Redundante Verkabelung mit zwei oder mehr [[Uplink|Uplinks]] zwischen [[Switch (Computertechnik)|Switches]]
-* In einem solchen Fall werden Broadcasts und Multicasts auf alle Ports weitergeleitet, mit Ausnahme des Ports, von dem der [[Datenverkehr]] kam
-* Dadurch wird eine Schleife erzeugt, ein [[Switching-Loop|Switching Loop]], und die Switches leiten die Broadcasts des jeweils anderen Switches weiter
-; Denial-of-Service-Angriff
-Darüber hinaus kann ein Broadcast-Sturm z.&nbsp;B.&nbsp;auch durch [[Denial of Service|Denial-of-Service]]-Angriffe (wie den [[Smurf-Angriff]] oder den [[Fraggle-Angriff]]) oder durch eine fehlerhafte [[Netzwerkkarte]] ausgelöst werden
-=== Maßnahmen ===
-{| class="wikitable sortable options"
-|-
-! Option !! Beschreibung
-|-
-| Schleifen zwischen Switches verwalten ||
-* [[Spanning Tree Protocol]]
-* [[Shortest Path Bridging]]
-|-
-| In Metropol-Netzwerken || [[Ethernet Automatic Protection Switching|Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS)]]
-|-
-| Filterung von Broadcasts durch Layer-3-Geräte || [[Router]]
-|-
-| Physikalische Segmentierung || einer Broadcast-Domäne durch [[Router]] oder [[Layer-3-Switch]]es
-|-
-| Logische Segmentierung || einer Broadcast-Domäne durch [[VLAN|VLANs]]
-|-
-| Router und Firewalls || können so konfiguriert werden, dass sie bösartige oder überdurchschnittlich viele Broadcasts erkennen und blockieren
-|}
-== Sicherheit ==
-; In den ersten Ethernetimplementierungen wurde die gesamte Kommunikation über einen gemeinsamen Bus, der in Form eines [[Koaxialkabel]]s realisiert war, abgewickelt
-* An diesen wurden alle Arbeitsstationen abhängig vom Kabeltyp entweder per T-Stück oder „Invasivstecker“ (auch Vampirklemme, Vampirabzweige oder Vampire Tap genannt) angeschlossen
-* Jede Information, die von einem Computer gesendet wurde, wurde auch von allen empfangen
-* Die über Ethernet verbundenen Geräte müssen ständig Informationen ausfiltern, die nicht für sie bestimmt sind
-; Diese Tatsache kann genutzt werden, um Broadcast- (Rundruf-Nachrichten) an alle angeschlossenen Systeme zu senden
-* Bei TCP/IP beispielsweise verwendet das [[Address Resolution Protocol|ARP]] einen derartigen Mechanismus für die Auflösung der Schicht-2-Adressen
-* Diese Tatsache ist auch ein Sicherheitsproblem von Ethernet, da ein Teilnehmer mit bösen Absichten den gesamten Datenverkehr auf der Leitung mitprotokollieren kann
-* Eine mögliche Abhilfe ist der Einsatz von [[Kryptografie]] (Kryptografie) auf höheren Protokollebenen
-* Die Vertraulichkeit der Verkehrsbeziehungen (wer tauscht mit wem in welchem Umfang wann Daten aus?) ist aber so nicht zu schützen
-; Der Einsatz von [[Hub (Netzwerktechnik)|(Repeater) Hubs]] zur Bildung von Multi-Segment-Ethernet-Netzen ändert hier nichts, weil alle Datenpakete in alle Segmente repliziert werden
-; In moderneren Ethernetnetzen wurden zur Aufteilung der Kollisions-Domänen zunächst [[Bridge|Bridges]], heute [[Switch (Netzwerktechnik)|Switches]] eingesetzt
-* Durch diese wird ein Ethernet in Segmente zerlegt, in denen jeweils nur eine Untermenge an Endgeräten zu finden ist
-* Werden ausschließlich Switches verwendet, so kann netzweit im [[Full-duplex Ethernet|Full-Duplex-Modus]] kommuniziert werden, das ermöglicht das gleichzeitige Senden und Empfangen für jedes Endgerät. Über Switches werden Datenpakete in der Regel direkt vom Sender zum Empfänger befördert – unbeteiligten Teilnehmern wird das Paket nicht zugestellt
-* Broadcast- (deutsch: Rundruf-) und Multicast-Nachrichten hingegen werden an alle angeschlossenen Systeme gesendet
-; Das erschwert das Ausspionieren und Mithören, der Sicherheitsmangel wird durch die Einrichtung einer „geswitchten“ Umgebung allerdings nur verringert und nicht behoben
-* Zusätzlich zu den Broadcast-Meldungen werden auch die jeweils ersten Pakete nach einer Sendepause –&nbsp;dann, wenn der Switch die Ziel-MAC-Adresse (noch) nicht kennt&nbsp;– an alle angeschlossenen Systeme gesendet
-* Dieser Zustand kann auch böswillig durch [[MAC-Flooding]] herbeigeführt werden
-* Pakete können auch böswillig durch [[MAC-Spoofing]] umgeleitet werden
-; Die Sicherheit des Betriebs im Sinne der störungsfreien Verfügbarkeit von Daten und Diensten beruht auf dem Wohlverhalten aller angeschlossenen Systeme
-* Beabsichtigter oder versehentlicher Missbrauch muss in einer Ethernetumgebung durch Analyse des Datenverkehrs aufgedeckt werden ([[LAN-Analyse]])
-* Switches stellen vielfach statistische Angaben und Meldungen bereit, die Störungen frühzeitig erkennbar werden lassen bzw.&nbsp;Anlass geben zu einer detaillierteren Analyse
-<noinclude>
 == Anhang ==
 === Dokumentation ===
 ==== RFC ====
-{| class="wikitable sortable options big"
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 ! RFC !! Titel
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 | [https://www.rfc-editor.org/info/rfc2644 2644] || Changing the Default for Directed Broadcasts in Routers
-|-
-| [https://www.rfc-editor.org/info/rfc826 826] || Ethernet Address Resolution Protocol
 |}
-==== Man-Pages ====
-==== Info-Pages ====
 === Siehe auch ===