[發明專利]廣播風暴抑制方法及系統

有效

• 申請號: 201310063805.6
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103209092A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 雷永成
• 申請（專利權）人: 成都西加云杉科技有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種廣播風暴抑制方法及系統。

背景技術

由于網絡拓撲的設計和連接問題或其他原因導致廣播在網段內大量復制、傳播數據幀，并占用大量網絡帶寬，影響系統性能，導致正常業務不能運行，甚至網絡癱瘓，這就是發生了廣播風暴。當協議棧運行或網絡配置出現錯誤時也可能導致廣播風暴。

地址解析協議(Address?Resolution?Protocol，ARP)是獲取物理地址的一個傳輸控制協議/因特網互聯協議（Transmission?Control?Protocol/Internet?Protocol，TCP/IP協議）。某節點的IP地址的ARP請求被廣播到網絡上后，這個節點會收到確認其物理地址的應答，這樣的數據包才能被傳送出去。

動態主機配置協議(Dynamic?Host?Configuration?Protocol，DHCP)是一個局域網的網絡協議，使用用戶數據包協議（User?Datagram?Protocol，UDP）協議工作，主要有兩個用途：給內部網絡或網絡服務供應商自動分配IP地址，給用戶或者內部網絡管理員作為對所有計算機作中央管理的手段。

因為ARP和DHCP之類的協議要使用到廣播功能，所以不能在網絡中完全禁止廣播的使用。雖然可以通過劃分許多虛擬局域網（Virtual?Local?Area?Network，VLAN）來縮小廣播域，但是這樣會增加網絡的復雜性，并帶來難以管理的后果。這時所能做的就是利用廣播抑制功能管理網絡上的廣播情況，以防止廣播風暴的出現。

如圖1的拓撲圖所示，在某個無線局域網絡(Wireless?Local?Area?Networks，WLAN)中，各個訪問節點(Access?Point，AP)通過3G/4G回傳網絡與多業務網關設備（如Skspruce?Gateway系列多業務網關設備，以下簡稱SKG）連接，AP與SKG之間已建立隧道（Tunnel），分別以T.1、T.2、…、T.N表示。每個AP可有多個服務集標識（Service?Set?Identifier，SSID），每個SSID對應一個VLAN。

由圖1可知，當一個用戶U1通過AP1與SKG連接后，所發出的廣播包會經過隧道T1和T2被廣播到VLAN101的所有用戶中。當用戶U1從AP1漫游到AP3，兩個AP屬于不同VLAN，為了保證漫游無縫，用戶A的SSID不會切換仍然是Test1，但用戶A所屬VLAN會依據相應策略切換到VLAN102或VLAN103，這時用戶的廣播包就會在這些VLAN所屬的隧道中廣播。當大量用戶同時漫游到同一個VLAN中時，該VLAN相應隧道中的廣播就會大量增加。

在沒有啟用SKG的廣播抑制功能前，為了避免因隧道中用戶大量廣播包而造成廣播風暴，運營商不得不通過縮小VLAN中的用戶數量和擴大VLAN個數的辦法，來減少隧道中廣播包的數量。但這種做法有個無法避免的缺點，就是可劃分的VLAN（1-4096）個數是有限的，而且大量的VLAN也會增加網絡復雜性，帶來管理上的困難。

因此，在實際網絡環境中，隨著用戶數的增加，網絡運營商很可能將面臨以下幾個問題：

1、網絡服務產生的大量廣播數據包，在VLAN內泛洪（flooding），影響網絡性能，比如網絡輸入輸出系統(Network?basic?input/output?system，NETBIOS)、反向地址轉換協議（Reverse?Address?Resolution?Protocol，RARP）、通用屬性注冊協議（Generic?Attribute?Registration?Protocol，GARP）類型的ARP數據包，和所有終端用戶處發出的路由信息協議（Routing?Information?Protocol，RIP）、開放式最短路徑優先(Open?Shortest?Path?First，OSPF)協議、中間系統到中間系統（Intermediate?system?to?intermediate?system，ISIS）協議、增強內部網關路由線路協議（Enhanced?Interior?Gateway?Routing?Protocol，EIGRP）、DHCP提供（Offer）、DHCP確認（Acknowledge，ACK）、DHCP否定確認（Negative?Acknowledge，NAK）、網橋協議數據單元（Bridge?Protocol?Data?Unit，BPDU）、思科發現協議（Cisco?Discovery?Protocol，CDP）數據包。