Common Address Redundancy Protocol: Unterschied zwischen den Versionen
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* Dies wird dadurch erreicht, dass mehrere Rechner innerhalb eines lokalen Netzes dieselben virtuellen [[IP-Adresse|IP]]-/[[MAC-Adresse]]n für die Kommunikation mit anderen Systemen nutzen können. | * Dies wird dadurch erreicht, dass mehrere Rechner innerhalb eines lokalen Netzes dieselben virtuellen [[IP-Adresse|IP]]-/[[MAC-Adresse]]n für die Kommunikation mit anderen Systemen nutzen können. | ||
* Haupteinsatzgebiet von CARP ist die Erstellung [[Hochverfügbarkeit|hochverfügbarer]] [[Gateway (Informatik)|Gateways]] ([[Router]]/[[Firewall]]); mit CARP lassen sich aber auch Applikationsserver hochverfügbar machen. | * Haupteinsatzgebiet von CARP ist die Erstellung [[Hochverfügbarkeit|hochverfügbarer]] [[Gateway (Informatik)|Gateways]] ([[Router]]/[[Firewall]]); mit CARP lassen sich aber auch Applikationsserver hochverfügbar machen. | ||
* In der [[Internetprotokollfamilie]] ist es das Protokoll Nummer 112. | * In der [[Internetprotokollfamilie]] ist es das Protokoll Nummer 112. | ||
; Entwickelt wurde CARP vom [[OpenBSD]]-Team. | ; Entwickelt wurde CARP vom [[OpenBSD]]-Team. | ||
* Die Entwicklung war nötig, weil es (aus patentrechtlichen Gründen) nicht möglich ist, im Rahmen eines [[Open Source|Open-Source]]-Projektes [[Virtual Router Redundancy Protocol|VRRP]] einzusetzen. | * Die Entwicklung war nötig, weil es (aus patentrechtlichen Gründen) nicht möglich ist, im Rahmen eines [[Open Source|Open-Source]]-Projektes [[Virtual Router Redundancy Protocol|VRRP]] einzusetzen. | ||
* Dadurch war es nötig, ein eigenes Protokoll zu schreiben. | * Dadurch war es nötig, ein eigenes Protokoll zu schreiben. | ||
* Zusätzlich konnten auf diese Weise grundlegende Fehler des VRRP und [[Hot Standby Router Protocol|HSRP]] vermieden werden. | * Zusätzlich konnten auf diese Weise grundlegende Fehler des VRRP und [[Hot Standby Router Protocol|HSRP]] vermieden werden. | ||
* Die erste OpenBSD-Version, bei der CARP integriert war, war Version 3.5. | * Die erste OpenBSD-Version, bei der CARP integriert war, war Version 3.5. | ||
; Inzwischen ist CARP auch auf andere Plattformen portiert worden. | ; Inzwischen ist CARP auch auf andere Plattformen portiert worden. | ||
* Eine freie [[Ring (CPU)|Userland]]-Portierung ist UCARP (zurzeit erhältlich für [[Linux]] 2.4/2.6, OpenBSD und [[NetBSD]]). | * Eine freie [[Ring (CPU)|Userland]]-Portierung ist UCARP (zurzeit erhältlich für [[Linux]] 2.4/2.6, OpenBSD und [[NetBSD]]). | ||
* Für [[DragonFly BSD]], [[FreeBSD]] und NetBSD existieren [[Kernel (Betriebssystem)|Kernel]]-Implementierungen. | * Für [[DragonFly BSD]], [[FreeBSD]] und NetBSD existieren [[Kernel (Betriebssystem)|Kernel]]-Implementierungen. | ||
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* Der wichtigste Vorteil von CARP ist, dass es, im Gegensatz zu VRRP, [[patent]]frei von jedermann genutzt werden kann. | * Der wichtigste Vorteil von CARP ist, dass es, im Gegensatz zu VRRP, [[patent]]frei von jedermann genutzt werden kann. | ||
* Ein grundsätzlicher Unterschied zu VRRP ist die protokollunabhänge Arbeitsweise von CARP. | * Ein grundsätzlicher Unterschied zu VRRP ist die protokollunabhänge Arbeitsweise von CARP. | ||
* Damit ist CARP für [[IPv4]] und [[IPv6]] nutzbar. | * Damit ist CARP für [[IPv4]] und [[IPv6]] nutzbar. | ||
* Des Weiteren wurde bei der Entwicklung von CARP sehr viel Wert auf Sicherheit gelegt, so sind beispielsweise die zwischen den [[Rechnerverbund|Cluster]]-Rechnern ausgetauschten Nachrichten prinzipiell [[Kryptografie|kryptographisch]] mit [[Secure Hash Algorithm|SHA-1]] bzw. [[Keyed-Hash Message Authentication Code|HMAC]] signiert. | * Des Weiteren wurde bei der Entwicklung von CARP sehr viel Wert auf Sicherheit gelegt, so sind beispielsweise die zwischen den [[Rechnerverbund|Cluster]]-Rechnern ausgetauschten Nachrichten prinzipiell [[Kryptografie|kryptographisch]] mit [[Secure Hash Algorithm|SHA-1]] bzw. [[Keyed-Hash Message Authentication Code|HMAC]] signiert. | ||
* CARP nutzt ein Feature namens ''arpbalance''. | * CARP nutzt ein Feature namens ''arpbalance''. | ||
* Dabei nutzen alle Rechner dieselbe virtuelle IP-Adresse, aber jeder Rechner bekommt noch eine eigene virtuelle MAC-Adresse. | * Dabei nutzen alle Rechner dieselbe virtuelle IP-Adresse, aber jeder Rechner bekommt noch eine eigene virtuelle MAC-Adresse. | ||
* Dadurch ist [[Lastverteilung (Informatik)|Lastverteilung]] zwischen den Rechnern möglich. | * Dadurch ist [[Lastverteilung (Informatik)|Lastverteilung]] zwischen den Rechnern möglich. | ||
* Dieses Merkmal funktioniert bisher nur unter [[OpenBSD]] sowie auf [[FreeBSD]] bis Version 9.3, userland CARP (UCARP) implementiert diese Funktion für andere Plattformen, z. B. [[Linux]] bisher nicht. | * Dieses Merkmal funktioniert bisher nur unter [[OpenBSD]] sowie auf [[FreeBSD]] bis Version 9.3, userland CARP (UCARP) implementiert diese Funktion für andere Plattformen, z. B. [[Linux]] bisher nicht. | ||
== Funktionsweise == | == Funktionsweise == | ||
; Um CARP zu nutzen, benötigt man mindestens zwei Systeme | ; Um CARP zu nutzen, benötigt man mindestens zwei Systeme | ||
* die die gleiche Aufgabe erfüllen und im selben [[Subnetz]] liegen. | * die die gleiche Aufgabe erfüllen und im selben [[Subnetz]] liegen. | ||
; Diese Systeme haben jeweils eine eindeutige IP- und MAC-Adresse und bilden einen Cluster. | ; Diese Systeme haben jeweils eine eindeutige IP- und MAC-Adresse und bilden einen Cluster. | ||
* Zusätzlich wird diesem Cluster jetzt eine virtuelle IP- und MAC-Adresse zugewiesen. Über diese virtuelle IP/MAC kommuniziert der Cluster mit anderen Systemen. | * Zusätzlich wird diesem Cluster jetzt eine virtuelle IP- und MAC-Adresse zugewiesen. Über diese virtuelle IP/MAC kommuniziert der Cluster mit anderen Systemen. | ||
* Damit das funktioniert, wird ein Cluster-Rechner Master und die anderen Slaves, wobei der Master die Kommunikation mit der Außenwelt übernimmt. | * Damit das funktioniert, wird ein Cluster-Rechner Master und die anderen Slaves, wobei der Master die Kommunikation mit der Außenwelt übernimmt. | ||
** Über das CARP-Protokoll stellt jedes Cluster-Mitglied sicher, dass die anderen Maschinen noch arbeiten. | ** Über das CARP-Protokoll stellt jedes Cluster-Mitglied sicher, dass die anderen Maschinen noch arbeiten. | ||
* Wenn der Master ausfällt, übernimmt einer der Slaves sowohl die virtuelle MAC-Adresse als auch die virtuelle IP-Adresse | * Wenn der Master ausfällt, übernimmt einer der Slaves sowohl die virtuelle MAC-Adresse als auch die virtuelle IP-Adresse | ||
; Besonders interessant ist CARP im Zusammenhang mit hochverfügbaren Firewalls. | ; Besonders interessant ist CARP im Zusammenhang mit hochverfügbaren Firewalls. | ||
* Dabei ist es zusätzlich nötig, die Zustandstabellen zu synchronisieren, um Verluste von Verbindungen bei Ausfall des aktiven Cluster-Rechners zu verhindern. | * Dabei ist es zusätzlich nötig, die Zustandstabellen zu synchronisieren, um Verluste von Verbindungen bei Ausfall des aktiven Cluster-Rechners zu verhindern. | ||
* Bei der Kombination [[OpenBSD]]/[[Pf (Paketfilter)|pf]] wird hierfür pfsync eingesetzt, unter [[Linux]]/[[Netfilter]] ist diese Funktion mit conntrackd umsetzbar. | * Bei der Kombination [[OpenBSD]]/[[Pf (Paketfilter)|pf]] wird hierfür pfsync eingesetzt, unter [[Linux]]/[[Netfilter]] ist diese Funktion mit conntrackd umsetzbar. | ||
Version vom 4. Juni 2023, 10:22 Uhr
Common Address Redundancy Protocol (CARP) - Netzwerkprotokoll zur Erhöhung der Verfügbarkeit von IP-Systemen
Beschreibung
| CARP (Common Address Redundancy Protocol) | |
|---|---|
| Familie: | Internetprotokollfamilie |
| Einsatzgebiet: |
Steigerung der Verfügbarkeit |
| Standards: | |
Das Common Address Redundancy Protocol (CARP) ist ein Netzwerkprotokoll, mit dessen Hilfe sich die Verfügbarkeit von IP-Systemen erhöhen lässt.
- Dies wird dadurch erreicht, dass mehrere Rechner innerhalb eines lokalen Netzes dieselben virtuellen IP-/MAC-Adressen für die Kommunikation mit anderen Systemen nutzen können.
- Haupteinsatzgebiet von CARP ist die Erstellung hochverfügbarer Gateways (Router/Firewall); mit CARP lassen sich aber auch Applikationsserver hochverfügbar machen.
- In der Internetprotokollfamilie ist es das Protokoll Nummer 112.
- Entwickelt wurde CARP vom OpenBSD-Team.
- Die Entwicklung war nötig, weil es (aus patentrechtlichen Gründen) nicht möglich ist, im Rahmen eines Open-Source-Projektes VRRP einzusetzen.
- Dadurch war es nötig, ein eigenes Protokoll zu schreiben.
- Zusätzlich konnten auf diese Weise grundlegende Fehler des VRRP und HSRP vermieden werden.
- Die erste OpenBSD-Version, bei der CARP integriert war, war Version 3.5.
- Inzwischen ist CARP auch auf andere Plattformen portiert worden.
- Eine freie Userland-Portierung ist UCARP (zurzeit erhältlich für Linux 2.4/2.6, OpenBSD und NetBSD).
- Für DragonFly BSD, FreeBSD und NetBSD existieren Kernel-Implementierungen.
Abgrenzung zu VRRP
- Aufgabe und Funktionsweise von CARP ähnelt VRRP
- Unterschiede
- Der wichtigste Vorteil von CARP ist, dass es, im Gegensatz zu VRRP, patentfrei von jedermann genutzt werden kann.
- Ein grundsätzlicher Unterschied zu VRRP ist die protokollunabhänge Arbeitsweise von CARP.
- Damit ist CARP für IPv4 und IPv6 nutzbar.
- Des Weiteren wurde bei der Entwicklung von CARP sehr viel Wert auf Sicherheit gelegt, so sind beispielsweise die zwischen den Cluster-Rechnern ausgetauschten Nachrichten prinzipiell kryptographisch mit SHA-1 bzw. HMAC signiert.
- CARP nutzt ein Feature namens arpbalance.
- Dabei nutzen alle Rechner dieselbe virtuelle IP-Adresse, aber jeder Rechner bekommt noch eine eigene virtuelle MAC-Adresse.
- Dadurch ist Lastverteilung zwischen den Rechnern möglich.
- Dieses Merkmal funktioniert bisher nur unter OpenBSD sowie auf FreeBSD bis Version 9.3, userland CARP (UCARP) implementiert diese Funktion für andere Plattformen, z. B. Linux bisher nicht.
Funktionsweise
- Um CARP zu nutzen, benötigt man mindestens zwei Systeme
- die die gleiche Aufgabe erfüllen und im selben Subnetz liegen.
- Diese Systeme haben jeweils eine eindeutige IP- und MAC-Adresse und bilden einen Cluster.
- Zusätzlich wird diesem Cluster jetzt eine virtuelle IP- und MAC-Adresse zugewiesen. Über diese virtuelle IP/MAC kommuniziert der Cluster mit anderen Systemen.
- Damit das funktioniert, wird ein Cluster-Rechner Master und die anderen Slaves, wobei der Master die Kommunikation mit der Außenwelt übernimmt.
- Über das CARP-Protokoll stellt jedes Cluster-Mitglied sicher, dass die anderen Maschinen noch arbeiten.
- Wenn der Master ausfällt, übernimmt einer der Slaves sowohl die virtuelle MAC-Adresse als auch die virtuelle IP-Adresse
- Besonders interessant ist CARP im Zusammenhang mit hochverfügbaren Firewalls.
- Dabei ist es zusätzlich nötig, die Zustandstabellen zu synchronisieren, um Verluste von Verbindungen bei Ausfall des aktiven Cluster-Rechners zu verhindern.
- Bei der Kombination OpenBSD/pf wird hierfür pfsync eingesetzt, unter Linux/Netfilter ist diese Funktion mit conntrackd umsetzbar.