DNS, DHCP und IPAM bilden gemeinsam das, was häufig als DDI bezeichnet wird. Diese drei Komponenten arbeiten Hand in Hand bei der Verwaltung, Zuweisung und Auflösung von IP-Adressen und sind damit ein fundamentaler Bestandteil jeder Netzwerkinfrastruktur. Im Folgenden werden wir die einzelnen Elemente, ihre jeweiligen Aufgaben und ihre Bedeutung im Detail beleuchten.
Unser Weg beginnt mit einer Einführung in die Welt der IP-Adressen, ihrer Funktion und Notwendigkeit. Darauf aufbauend werden wir das DHCP-System vorstellen, seine Funktionsweise und die verschiedenen Komponenten erläutern. Anschließend widmen wir uns der Interaktion zwischen DNS und DHCP und ihrer essenziellen Rolle im Netzwerk. Abschließend wird das Konzept DDI umfassend erklärt. Nachdem wir dieses grundlegende Wissen vermittelt haben, werden wir uns den fünf besten DDI/IPAM-Systemen auf dem Markt zuwenden.
Grundlagen der IP-Adressen
IP-Adressen stellen das Rückgrat des Internets dar. Sie fungieren als eindeutige Kennungen für jedes Gerät, das mit einem Netzwerk verbunden ist. Es ist wichtig, zwischen öffentlichen und privaten IP-Adressen zu unterscheiden. Öffentliche IP-Adressen werden für Geräte verwendet, die direkt mit dem Internet verbunden sind, beispielsweise Webserver oder Internetrouter. Private IP-Adressen hingegen sind für die Nutzung in Heim- und Unternehmensnetzwerken bestimmt und müssen innerhalb des jeweiligen Netzwerks eindeutig sein.
In den Anfangstagen des Internets musste jede einzelne IP-Adresse an jedem Gerät manuell konfiguriert werden. Dieses statische Verfahren war zwar bei der geringen Anzahl von Hosts noch praktikabel, wurde aber mit wachsenden Netzwerken (öffentlich wie privat) immer komplexer und fehleranfälliger. Das führte oft zu doppelten IP-Adressen. Erst in den frühen 1990er Jahren wurde mit dem DHCP-Protokoll eine dauerhafte Lösung eingeführt.
Das DHCP-System
Das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) wurde entwickelt, um IP-Adressen dynamisch zuzuweisen und so eine automatische Konfiguration der Netzwerkparameter zu ermöglichen. DHCP übernimmt nicht nur die IP-Adressvergabe, sondern auch die Konfiguration von Subnetzmasken, Nameservern und anderen wichtigen Parametern. Die gesamte Konfiguration erfolgt jedes Mal dynamisch, wenn ein Gerät im Netzwerk startet.
Funktionsweise des DHCP
Der Prozess der Konfiguration eines Hosts durch DHCP ist unabhängig von den einzelnen zu konfigurierenden Parametern immer gleich und besteht aus vier Schritten, die als DORA bekannt sind: Discovery, Offer, Request, Acknowledgement.
In der Discovery-Phase sendet der Host eine Broadcast-Nachricht, den sogenannten DHCPDISCOVER, an alle Geräte im Netzwerk, da er die Adresse des DHCP-Servers noch nicht kennt.
Als Nächstes antwortet der Server mit einem DHCP-Angebot, das alle relevanten Konfigurationsparameter des Hosts enthält. Da in einem Netzwerk mehrere DHCP-Server vorhanden sein können, kann der Host mehrere Angebote erhalten. Der Host wählt in der Regel das erste erhaltene Angebot aus und setzt den Prozess fort.
Im dritten Schritt sendet der Host die DHCP-Anfrage, die das ausgewählte Angebot enthält. Damit wird der Server angewiesen, das Angebot zu bestätigen, während andere Server über die Ablehnung ihrer Angebote informiert werden.
Abschließend sendet der Server eine DHCP-Bestätigung an den Host, mit der die Reservierung der angebotenen IP-Adresse bestätigt wird.
Die Rolle des DHCP-Clients
Die vom DHCP-Client empfangenen Konfigurationsinformationen sind nicht dauerhaft gültig, sondern werden für einen bestimmten Zeitraum, einen sogenannten Lease, vergeben. Es ist die Aufgabe des DHCP-Clients, die Gültigkeit seiner Netzwerkschnittstellenkonfiguration zu gewährleisten. Dies geschieht, indem er in regelmäßigen Abständen versucht, den Lease zu erneuern. Hierbei kommt der DORA-Ablauf zum Einsatz, wobei der Client explizit die bereits zugewiesene IP-Adresse anfordert.
Eine weitere wichtige Funktion des DHCP-Clients ist der Freigabemechanismus. Wenn ein Client seine IP-Adresse nicht mehr benötigt (beim Herunterfahren), informiert er den DHCP-Server, damit dieser die Adresse wiederverwenden kann.
Aufgaben des DHCP-Servers
Der DHCP-Server ist verantwortlich für die Bereitstellung von Konfigurationsinformationen für anfragende Hosts und die Sicherstellung, dass jeder Host eindeutige Parameter erhält. IP-Adressen können auf drei verschiedene Arten zugewiesen werden: dynamisch, automatisch oder statisch.
Bei der dynamischen Zuweisung erhält jeder anfragende Host eine neue IP-Adresse. Die automatische Zuweisung ähnelt der dynamischen, jedoch versucht der Server, dem Host bei einer erneuten Anfrage dieselbe Adresse zuzuweisen. Bei der statischen Zuweisung ordnet der Administrator manuell eine bestimmte IP-Adresse einem Host basierend auf seiner MAC-Adresse zu. Diese wird auch als DHCP-Reservierung bezeichnet.
Zusammenarbeit von DHCP und DNS
Der Domain Name Service (DNS) wandelt Hostnamen in IP-Adressen um. In privaten Netzwerken mit dynamischer DHCP-Zuweisung existiert häufig eine Integration zwischen DNS und DHCP, sodass dem DNS stets die aktuelle IP-Adresse jedes Hosts bekannt ist. Aus diesem Grund enthalten viele DHCP-Server auch einen DNS-Server.
Was ist DDI?
DDI ist ein Akronym für DHCP, DNS und IPAM (IP Address Management). IPAM-Systeme unterstützen bei der Verwaltung von IP-Adressen. Sie können sowohl dynamisch vom DHCP zugewiesene als auch statisch konfigurierte Adressen verwalten. Aufgrund der engen Verbindung zwischen diesen drei Elementen bieten viele Hersteller die drei Produkte entweder integriert oder separat an.
Die Top 5 der besten DDI/IPAM-Systeme
Wir haben eine Auswahl der fünf besten DDI/IPAM-Systeme getroffen. Einige von ihnen vereinen alle drei Funktionen in einem, andere konzentrieren sich auf IPAM und lassen sich mit gängigen DNS- und DHCP-Servern integrieren:
| SolarWinds IP Address Manager | Blaue Katze IPAM |
| ManageEngine OpUtils IPAM | Infoblox-IPAM |
| GestióIP |
1. SolarWinds IP Address Manager
SolarWinds ist ein bekannter Name im Bereich des Netzwerkmanagements. Der SolarWinds IP Address Manager bietet eine kostenlose 30-Tage-Testversion an. Die Software kann die integrierten DHCP- und DNS-Server verwenden oder mit bestehenden Microsoft- und Cisco-Servern zusammenarbeiten. Das System ermöglicht verschiedene Zuweisungsmethoden, einschließlich Reservierungen und dynamische Zuweisungen, die nahtlos in DNS integriert werden. Ein Setup-Assistent unterstützt bei der Konfiguration von DHCP-Bereichen. Zudem bietet das Tool eine detaillierte Protokollierung von Änderungen, die für Compliance-Zwecke nützlich ist. Mehr Informationen und die kostenlose Testversion finden Sie auf der SolarWinds-Website.
2. Blue Cat Address Manager
BlueCat ist ein führender Anbieter von DDI-Lösungen. Der Address Manager richtet sich vor allem an große Unternehmen. Das System unterstützt IPv4 und IPv6, automatisiert Aufgaben mithilfe von Netzwerkvorlagen und verfügt über umfangreiche Sicherheitsfunktionen. Für weiterführende Informationen besuchen Sie bitte die BlueCat-Website.
3. ManageEngine OpUtils IP-Adressmanager
ManageEngine ist ebenfalls bekannt für seine Netzwerkmanagement-Tools. Der OpUtils IP-Adressmanager bietet eine zentralisierte Verwaltung des IP-Adressraums und kann sowohl IPv4- als auch IPv6-Adressen verarbeiten. Das Tool unterstützt Netzwerkadministratoren bei der Überprüfung der Verfügbarkeit von IP-Adressen und führt regelmäßige Scans von Subnetzen durch. Eine kostenlose Version mit beschränktem Funktionsumfang ist verfügbar. Detaillierte Informationen finden Sie auf der ManageEngine-Website.
4. Infoblox-IPAM und -DHCP
Infoblox ist ein weiterer Anbieter für komplexe Netzwerke. Das Infoblox-IPAM und -DHCP-System bietet Vorlagen, Berichte und die Möglichkeit, diese anzupassen. Es ermöglicht die Verfolgung der Ressourcennutzung und bietet Sicherheitsfunktionen, einschließlich der Identifizierung von Adressen außerhalb des Geltungsbereichs und der Isolierung von Rogue-Geräten. Die Integration neuer Knoten erfolgt zentral über die DDI-Benutzeroberfläche. Weitere Einzelheiten finden Sie auf der Infoblox-Website.
5. GestióIP
GestióIP ist ein Open-Source-DDI-System, das sich besonders für kleinere Unternehmen eignet. Es bietet umfassende Funktionen, einschließlich Netzwerk-Scans und Filteroptionen für Hosts und Netzwerke. Es beinhaltet auch Funktionen wie einen Subnetzrechner und einen IP-Adressplan-Builder. Weitere Informationen finden Sie auf der GestióIP-Website.
Zusammenfassung
Es gibt eine Vielzahl von DDI/IPAM-Systemen. Die hier aufgeführten fünf Systeme stellen eine gute Auswahl für verschiedene Netzwerkgrößen dar. Egal ob kostenfrei oder kostenpflichtig, sie alle bieten hochwertige Funktionalität für die Verwaltung von IP-Adressen.