Broadcaststorm

Ein Broadcast-Sturm ist die starke Anhäufung von Broadcasts- und Multicastsverkehr in einem Rechnernetz.

Im Endstadium eines Broadcast-Sturms können keine neuen Netzwerkverbindungen mehr aufgebaut werden und bestehende Verbindungen werden möglicherweise unterbrochen.

Besonders in großen Broadcast-Domänen kann sich durch verschiedene Ursachen bei einem Broadcast-Sturm die Netzwerk-Verzögerungszeit durch schneeballartige Kettenreaktionen dramatisch erhöhen.

Ursachen

Die häufigste Ursache ist die redundante Verkabelung mit zwei oder mehr Uplinks zwischen zwei Switches. In einem solchen Fall werden Broadcasts und Multicasts auf alle Ports weitergeleitet mit Ausnahme des Ports, von dem der Verkehr kam. Dadurch wird eine Schleife erzeugt und die Switches leiten die Broadcasts des jeweils anderen Switches weiter.

Weiterhin gibt es Denial of Service Angriffe wie die Smurf-Attacke oder die Fraggle-Attacke, die einen Broadcast-Sturm auslösen.

In manchen Fällen kann ein Broadcast-Sturm auch durch eine fehlerhafte Netzwerkkarte ausgelöst werden.

Gegenmaßnahmen

• Das Spanning Tree Protocol ist geeignet, Schleifen zwischen Switches sinnvoll zu verwalten. In Metropol-Netzwerken werden Broadcast-Stürme durch das Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS) Protokoll verhindert.
• Filterung von Broadcasts durch Layer 3 Geräte, im Normalfall durch Router. Es gibt aber auch Switches, die diese Filterung vornehmen können, diese werden BRouter genannt.
• Physikalische Segmentierung einer Broadcast-Domäne durch Router oder Layer 3 Switches.
• Logische Segmentierung einer Broadcast-Domäne durch den Einsatz von VLANs.
• Router und Firewalls können so konfiguriert werden, dass sie bösartige oder überdurchschnittlich viele Broadcasts erkennen und blockieren.

Fehlerinterpretationen

1. Eine weit verbreitete Fehlinterpretation ist, dass Routing-Schleifen etwas damit zu tun haben. Router, die auf Layer 3 des OSI-Modells arbeiten, leiten jedoch keine Layer 2 Broadcasts weiter, wie es Switches tun.
2. Eine weitere Falschaussage ist, dass Router keine Layer 3 Broadcasts weiterleiten können. Es gibt jedoch Routing-Protokolle, die Broadcasts zu anderen Netzwerken weiterleiten.
3. Oft besteht der Irrglaube, dass nur Router eine Broadcast-Domäne begrenzen können und damit Broadcast-Stürme eingrenzen können. Wie aber bei den Gegenmaßnahmen erwähnt, können dies auch Switches mit VLANs oder Layer 3-Funktionalitäten (welche aber immer noch einen Router zum weiterleiten benötigen).
4. Weiterhin kann ein Broadcast nicht mit einem Broadcast beantwortet werden. Allerdings kann ein Broadcast dazu genutzt werden um herauszufinden, wie auf einen empfangenen Broadcast geantwortet werden kann. In einer redundanten Topologie kann ein solcher zweiter Broadcast dasjenige Netzwerkinterface erreichen, welches den initialen Broadcast gesendet hat.

MANET Broadcast-Stürme

In einem mobilen Ad-hoc-Netz (MANET) werden Pakete zur Anforderung von Routing-Informationen (RREQ) meist per Broadcast verschickt um neue Routen zu finden. Diese RREQ-Pakete verursachen möglichweise Broadcast-Stürme. Ein Ansatz diese zu verringern ist, dass manche Hosts für erneute Broadcasts gesperrt werden.

Quellen

1. Appendix E: Broadcasts in Switched LAN Internetworks [1]
2. Defense Against the DoS/DDoS Attacks on Cisco Routers [2]
3. Disassociation Broadcast Attack Using ESSID Jack [3]
4. The Broadcast Storm Problem in a Mobile Ad Hoc Network [4]

Siehe auch

• Broadcast-Domäne
• Spanning Tree Protocol
• VLAN
• Switch
• Router
• Ethernet