Andreas Herzog Prüf.-Nr

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1 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft Dokumentation Implementierung und Konfiguration eines Windows DHCP-Servers Andreas Herzog Prüf.-Nr Dokumentation der betrieblichen Projektarbeit im Rahmen der Abschlussprüfung als Fachinformatiker-Systemintegration vorgelegt bei der Industrie- und Handelskammer Karlsruhe Mai 2003

2 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 2 1 Inhaltsverzeichnis 1 Inhaltsverzeichnis Ausgangssituation Planung Ist-Zustand Soll-Zustand Kostenplanung Soll-Ist-Zeitplanung Installation und Konfiguration des DHCP-Servers Installation von Windows-2000-Advanced-Server Konfiguration des Windows-2000-Advanced-Server Installation des DHCP-Dienstes Autorisieren des DHCP-Servers Anlegen des Adressbereichs Konfiguration des Adressbereichs Soll-Ist-Vergleich Inbetriebnahme Einweisen der Mitarbeiter Umstellen der Clients Fazit Anhang Automatische TCP/IP-Konfiguration Funktionsweise von DHCP Erzeugungsvorgang für die Lease IP-Leaseanforderung IP-Leaseangebot IP-Leaseauswahl IP-Leasebestätigung Erneuerungsvorgang für die DHCP-Lease Automatische Leaseerneuerung Manuelle Leaseerneuerung Literaturverzeichnis Glossar... 18

3 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 3 2 Ausgangssituation Die Forschungszentrum Karlsruhe GmbH beschäftigt ca Mitarbeiter. Das Forschungszentrum Karlsruhe ist in 21 weitgehend autonomen Organisationseinheiten, Hauptabteilungen und Institute organisiert. Eines der Institute ist das Institut für Angewandte Informatik (IAI), in dem ich meine Ausbildung absolviere. Das IAI betreibt seine informationstechnische Infrastruktur in eigener Verantwortung. Es besteht also ein hoher Aufwand, das Netz und die Mitarbeiter zu betreuen. Im IAI werden alle Rechner, auch die Laptops von Mitarbeitern und Studenten, mit einer festen IP-Adresse versehen, auch wenn sie nicht immer in Betrieb sind. Dies verursacht einen hohen administrativen Aufwand. Durch den Kauf von neuen Rechnersystemen wird der Vorrat freier IP-Adressen immer geringer. Oft werden die IP-Adressen von älteren Systemen, die nicht mehr genutzt werden, nicht zurückgegeben, was dazu führt, dass immer weniger IP-Adressen zur Verfügung stehen. Eine Lösung für dieses Problem bietet DHCP (Dynamic Host Configuration Protokoll). DHCP kann einen Host, der in einem TCP/IP-Netzwerk gestartet wird, automatisch konfigurieren sowie Einstellungen während einer aktiven Hostverbindung ändern. Auf diese Weise können alle verfügbaren IP-Adressen zusammen mit den zugehörigen Konfigurationsinformationen, z.b. der Subnetzmaske, den Gateways und der Adresse von DNS-Servern, einem Client zugeordnet werden. Das genaue Ziel dieser Projektarbeit umfasst die Implementierung und Konfiguration eines Windows-2000-DHCP-Servers in eine bestehende Windows-2000-Domäne für das IAI unter den globalen Richtlinien des Forschungszentrums Karlsruhe. Mit der steigenden Zahl an Rechnern im Institut steigt auch der Aufwand für die Administration. Es ist vorgesehen alle Laptops mit DHCP zu versorgen, da die Netzwerkeinstellungen oft variieren. Überlässt man die Pflege der Einstellungen jedem Benutzer selbst, schleichen sich leicht Fehler ein, die die Netzwerkkommunikation im Institut beeinträchtigen können.

4 3Com PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 4 3 Planung 3.1 Ist-Zustand Das Institut für Angewandte Informatik besitzt 4 Klasse C Subnetze. Die Namensauflösung wird von zwei DNS-Servern übernommen. Die Clients im Institut werden durch fest zugewiesene IP-Adressen über den DNS-Server verwaltet. 3 Domaincontroller mit Active Directory DNS-Server (Primär / Sekundär) Forward iai.fzk.de (Master) Reverse (Master) (Master) (Master) (Master) Forward iai.fzk.de (Slave) Reverse (Slave) (Slave) (Slave) (Slave) Switch - Gigabit Ethernet Routing Switch IAI-LAN Abb. 3.1 Ist-Zustand Auf dem System, das für den DHCP-Dienst verwendet werden soll, wird Windows Advanced-Server installiert. Das für die Implementierung vorhandene System: Intel Pentium III 850 MHz 512 MB SDRAM IBM 9,1 GB SCSI Festplatte Intel PRO/1000 XT Netzwerkkarte Abb. 3.2 Vorhandenes System

5 3Com PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG Soll-Zustand Ziel ist es, die Laptops durch einen DHCP-Server zu verwalten, der den administrativen Aufwand verringern soll. Außerdem soll durch den DHCP-Server die komplette Konfiguration der Netzwerkeinstellungen z.b. der Subnetzmaske, den Gateways und der Adressen von DNS- Servern übernommen werden. Die Nutzung des DHCP-Dienstes soll nicht für jedermann möglich sein. Es ist gedacht, eine Zugriffskontrolle über einen festen Eintrag der MAC-Adresse zu ermöglichen. Mitarbeiter, die ihre MAC-Adresse nicht registrieren lassen, bekommen keinen Zugriff auf den DHCP-Server. Der Bereich, der für den DHCP-Server verwendet werden soll, ist im Subnetz /23 auf den Adressbereich beschränkt und soll nicht auf die restlichen Subnetze angewendet werden. Da DHCP vorerst nur von Laptops genutzt werden soll, sind die 55 Adressen dafür ausreichend. Später kann der Adressbereich erweitert werden, falls die Umstellung auch auf die Desktoprechner erwünscht ist. 3 Domaincontroller mit Active Directory 2 DNS-Server Primär / Sekundär DHCP-Server Adressbereich: Switch - Gigabit Ethernet Routing Switch IAI-LAN Abb. 3.3 Soll-Zustand 3.3 Kostenplanung Für die Realisierung des DHCP-Serversystems muss keine neue Hardware oder Software beschafft werden. Somit fallen auch keine zusätzlichen Beschaffungskosten an. Die Hardware für den DHCP-Server stammt von einem ehemaligen Backupserver, die Software (Windows Advanced-Server) ist im Forschungszentrum Karlsruhe durch einen Select-Vertrag vorhanden. Also fallen für das Projekt nur die Personalkosten an. Da es sich bei meinem Projekt um einen internen Auftrag des IAIs handelt, werden keine Personalkosten verrechnet.

6 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG Soll-Ist-Zeitplanung Für die Durchführung des Abschlussprojekts war die Woche vom bis vorgesehen. Aus organisatorischen Gründen (Berufsschule u.a.) musste der Termin auf den Zeitraum vom bis verschoben werden. Ablauf der Projektarbeit: Projektdokumentation Umstellen der Clients 2 2 Einweisen der Mitarbeiter 1 1 Soll-Ist-Vergleich Funktionstest und Fehlerbehebung Anlegen und Konfigurieren des Adressbereichs Autorisieren des DHCP-Servers Installation des DHCP-Dienstes Installation des Serverbetriebssystems 2 1 1,5 3 1, , Planung Stunden Geplanter Ablauf Tatsächlicher Ablauf Abb. 3.4 Ablauf der Projektarbeit

7 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 7 4 Installation und Konfiguration des DHCP-Servers 4.1 Installation von Windows-2000-Advanced-Server Folgend wird die Installation des Microsoft-Windows-2000-Advanced-Servers beschrieben. Dies ist die Voraussetzung für die spätere Installation von DHCP. Die Windows-2000-Server-Installation kann von CD oder mit Hilfe der Windows Bootdisketten gestartet werden. Die Bootdisketten lassen sich von der Windows-2000-Server-CD erstellen. Sie sind nur notwendig, falls das verwendete CD-ROM-Laufwerk nicht bootfähig wäre. In dem von mir verwendeten System konnte auf die Bootdisketten verzichtet, und von CD gestartet werden. Beim Setup werden nun die Standardeinstellungen und Konfigurationen vorgenommen, z.b. Partitionierung der Festplatte, Einstellungen der Windows-Komponenten. 4.2 Konfiguration des Windows-2000-Advanced-Server Nachdem das Setup von Windows-2000 beendet ist, muss der Server konfiguriert werden. Im ersten Schritt werden die Netzwerkeinstellungen vorgenommen, um den Rechner in die Windows-2000-Domäne aufnehmen zu können. Danach wird der Rechner in die Windows-2000-Domäne aufgenommen. Mit der Rolle als Mitgliedserver. Anschließend ist ein Neustart erforderlich. 4.3 Installation des DHCP-Dienstes Um einen DHCP-Server verwenden zu können, ist es erforderlich, den DHCP-Dienst in den Softwareeigenschaften nachzuinstallieren, sofern er nicht bei der Installation von Windows-2000 bereits installiert worden ist. Dazu öffnet man die Netzwerkeigenschaften und wählt im Menü Erweitert den Eintrag Optionale Netzwerkkomponenten aus. Daraufhin öffnet sich ein Assistent, in dem man unter den Netzwerkdiensten das DHCP-Protokoll auswählen kann (vergleiche auch Abb. 4.1 Installation des DHCP-Protokolls). Abb. 4.1 Installation des DHCP-Protokolls

8 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 8 Für die Parametrierung findet man in Verwaltung unter Programme ein Snap-In für die Microsoft- Management-Konsole (MMC) zur Konfiguration des DHCP-Servers. 4.4 Autorisieren des DHCP-Servers Um einen DHCP-Server in einer Windows-2000-Umgebung produktiv einsetzen zu können und um, die ganzen Funktionen nutzen zu können, ist es notwendig, den Server in der Active Directory zu autorisieren. Das Forschungszentrum Karlsruhe besitzt eine Active Directory Gesamtstruktur ka.fzk.de, in der sich die meisten Institute wieder finden. Das Institut für Angewandte Informatik besitzt eine eigene Windows-2000-Domäne, die in die Gesamtstruktur des Forschungszentrums Karlsruhe eingebunden ist. Es besteht eine transitive Vertrauensstellung zwischen ka.fzk.de und iai.fzk.de, (vergleiche Schaubild 5.4 Gesamtstrukur des Forschungszentrums Karlsruhe). Gesamtstruktur Struktur Struktur ka.fzk.de iai.fzk.de transitive Vetrauensstellung Abb. 4.2 Gesamtstruktur des Forschungszentrums Karlsruhe Die Autorisierung des DHCP-Servers kann nur durch ein Mitglied der Gruppe Organisations- Admins erfolgen. Diese Gruppe verfügt über Administratorrechte über das gesamte Netzwerk. Dadurch war es notwendig, sich mit den Administratoren über die Eingliederung des DHCP- Servers abzusprechen, da nur sie die Autorisierung vornehmen können. Abb. 4.3 Erfolgreiches Autorisieren

9 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 9 Die Autorisierung kann einige Minuten in Anspruch nehmen. Die Zeit ist abhängig von der Geschwindigkeit, mit der die Informationen im Netzwerk repliziert werden. Wenn die Autorisierung abgeschlossen ist, wird das Serversymbol in der Konsolenstruktur mit einem grünen Pfeil angezeigt. Ebenso wird in der Ereignisanzeige eine Information angezeigt. Vergleiche Abb. 4.3 Erfolgreiches Autorisieren. Vorteile durch das Autorisieren: Der DHCP-Server muss autorisiert werden, bevor er Leases (die Zeitspanne, während der ein DHCP-Client eine zugewiesene IP-Adresskonfiguration nutzen kann) an DHCP-Clients ausgeben kann. Die notwendige Autorisierung von DHCP-Servern verhindert, dass nicht autorisierte DHCP- Server den Clients potentiell ungültige IP-Adressen anbieten. Aufgrund dieser Anforderung verfügt der Netzwerkadministrator über ein hohes Maß an Kontrolle über die IP-Lease-Zuweisung in einem Windows-2000-Netzwerk. Hintergrund zu nicht autorisierten DHCP-Servern: Bei korrekter Konfiguration und Autorisierung bieten DHCP-Server einen nützlichen und zweckgerichteten Verwaltungsdienst. Wird jedoch ein falsch konfigurierter oder nicht Windows basierender DHCP-Servers in ein Netzwerk eingebunden, kann dies zu Problemen führen. Wenn beispielsweise ein nicht autorisierter DHCP-Server gestartet wird, wird er möglicherweise IP-Adressen für Clients falsch leasen oder DHCP-Clients, die versuchen, die aktuellen Adressen- Leases zu erneuern, negativ bestätigen. Jede dieser Konfigurationen kann weitere Probleme für DHCP-aktivierte Clients verursachen. Bei Clients beispielsweise, die ihre Konfigurations-Lease von nicht autorisierten Servern erhalten, kann die Suche nach einem gültigen Domänencontroller fehlschlagen, da eine erfolgreiche Anmeldung der Clients am Netzwerk verhindert wird. Um diese Probleme in Windows-2000 zu vermeiden, werden Server auf ihre Legalität im Netzwerk hin überprüft, bevor sie für Clients zur Verfügung stehen. Dadurch werden Schäden vermieden, die durch das Ausführen von DHCP-Servern mit inkorrekten Konfigurationen oder korrekten Konfigurationen auf dem falschen Netzwerk entstehen. 4.5 Anlegen des Adressbereichs Um IP-Adressen an Clientcomputer vergeben zu können, muss ein Bereich erstellt werden. Ein Adressbereich besteht aus einer Reihe von gültigen IP-Adressen, die für eine Lease an den Clientcomputer in einem bestimmten Teilnetz zur Verfügung stehen. Man konfiguriert einen Bereich auf dem DHCP-Server, um den Pool von IP-Adressen zu bestimmen, die der Server an DHCP-Clients zuweisen kann. Die Erstellung erfolgt durch Verwendung des Bereichserstellungs-Assistenten. Um den Bereichserstellungs-Assistenten zu starten, klickt man im Menü Verwaltung auf DHCP, ruft dort das Kontextmenü des DHCP-Servers auf, auf dem man den Bereich erstellen will, und klickt dann auf Neuer Bereich. Abb. 4.4 Erstellen des Adressbereiches

10 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 10 Übersicht der eingestellten Parameter: Bereichsname und Beschreibung: IAI-DHCP / Bereich für Laptops IP-Adressbereich: bis Ausgeschlossener Bereich: Gültigkeitsdauer der Lease: keiner 4.6 Konfiguration des Adressbereichs 1 Tag 0 Stunden 0 Minuten Damit die Laptops im Netzwerk kommunizieren können, ist es erforderlich, dass ihnen die Netzwerk-Einstellungen zugewiesen werden. Nach der Erstellung des Adressbereichs hat man die Möglichkeit, den Assistenten zu beenden oder gleich die Bereichsoptionen einzustellen. Ich habe mich für die sofortige Konfiguration entschieden, da es (nach Beenden des Assistenten) nicht mehr möglich ist ihn erneut aufzurufen. Um später die Bereichsoptionen zu ändern oder neue hinzuzufügen, öffnet man das Kontextmenü der Bereichsoptionen und klickt dann auf Optionen konfigurieren. Daraufhin öffnen sich die Bereichsoptionen, in denen man die gewünschten Einstellungen ändern bzw. neu hinzufügen kann. Abb. 4.5 Konfigurieren des Adressbereiches Wichtig: Um sicherzustellen, dass alle Laptops die vollständigen Konfigurationsinformationen erhalten, müssen vor dem Aktivieren des Adressbereichs die gewünschten Bereichsoptionen festgelegt werden. Übersicht der eingestellten Bereichsoptionen: Router (Standardgateway): Übergeordnete Domäne: iai.fzk.de DNS-Server: / / (FZK-DNS) WINS-Server: / (FZK-WINS)

11 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 11 Nach Abschluss der Einstellungen durch den Assistenten muss der Adressbereich noch aktiviert werden, damit er für Lease Zuweisungen verfügbar ist. Um einen Bereich zu aktivieren, klickt man in DHCP auf den Eintrag für den Bereich und wählt dann den grünen Pfeil in der Menüleiste. Abb. 4.6 Aktivieren des Bereichs 4.7 Soll-Ist-Vergleich Im Soll-Ist-Vergleich wird der jetzige Zustand mit dem zu Anfang des Projektes erarbeiteten Soll- Zustand verglichen. Hierbei lässt sich erkennen, dass der DHCP-Server, die ihm zugewiesenen IP-Adressen und die Netzwerkkonfiguration an den Client ausgibt, die Eingabe falscher oder ungültigen IP-Adressen verhindert wird, Clients immer die richtigen Konfigurationsinformationen verwenden, die häufigen Ursachen für Netzwerkprobleme bei den Clients beseitigt sind, der Verwaltungs- und Zeitaufwand auf ein Minimum gesunken ist, es keine Möglichkeit gibt, mit einem Windows-2000-DHCP-Server eine Zugriffssteuerung über die MAC-Adresse zu gewährleisten. Nach längerer Überlegung sind wir zum Entschluss gekommen, dass die Zugriffssteuerung über die MAC-Adresse nicht zwingend notwendig ist. Denn, wenn man die einzelnen MAC-Adressen jedes Mal ändern will, hat man den gleichen administrativen Aufwand, der auch bei der Pflege der statischen DNS-Einträge anfallen würde. Da dies der erste DHCP-Server im IAI ist, muss erst die Langzeitanwendung zeigen, ob dieses System ohne weitere Modifikationen auch in Zukunft Anwendung findet. Die gewünschten Ziele hätten sich unter Umständen mit einer anderen Systemplattform oder Software wie z. B. Linux oder Q-IP erreichen lassen. Leider war die umfangreiche Einarbeitung in ein anderes Betriebssystem bzw. Software aufgrund des engen Zeitrahmens des Projektes nicht zu realisieren.

12 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 12 5 Inbetriebnahme 5.1 Einweisen der Mitarbeiter Nach Abschluss der letzten Tests, wird die Arbeitsumgebung für die Benutzer des IAI freigegeben. Dies geschieht anhand einer Rundmail, welche nochmals grob die Struktur des neuen Systems beschreibt. Des weiteren wird in dieser Mail darauf hingewiesen, dass ab sofort das aufgebaute System nicht mehr in der Testphase ist und es ab jetzt produktiv genutzt werden kann. Außerdem wird in der Mail auf weitere detaillierte Infos zum System verwiesen und informiert, an wen man sich bei auftretenden Problemen wenden kann. Die Mail fordert alle Benutzer auf, die Erfahrungen beim Einsatz des neuen DHCP-Systems zu bewerten, um Kritik und Verbesserungsvorschläge umsetzen zu können. 5.2 Umstellen der Clients Nach der Rundmail ist es natürlich notwendig, sich noch einmal bei den einzelnen Mitarbeitern vor Ort zu vergewissern, dass die Umstellung des Clients richtig erfolgt ist. Ebenso müssen die Einträge im DNS gelöscht werden, da diese dynamisch vom DHCP-Server erzeugt und nach Ablauf einer Lease wieder gelöscht werden. 5.3 Fazit Da ich mit dem verwendeten Betriebssystem (Microsoft-Windows-2000-Server) schon vor Beginn des Projektes vertraut war, konnte ich die Dauer der einzelnen Projektphasen bei der Projektplanung realistisch einschätzen. In der Umsetzung des Projektes bestätigte sich die Planung; der Zeitplan konnte eingehalten, bzw. verbessert werden. Bei der Erstellung des DHCP-Bereichs wurde viel Wert auf die Beständigkeit gelegt, so dass der Bereich bei Bedarf leicht an eventuelle zukünftige Erweiterungen angepasst werden kann.

13 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 13 6 Anhang 6.1 Automatische TCP/IP-Konfiguration Wenn DHCP verwendet wird, um TCP/IP automatisch zu konfigurieren, ist es nicht mehr notwendig, dass Benutzer vom Administrator eine IP-Adresse erhalten. Stattdessen stellt der DHCP-Server den DHCP-Clients automatisch alle erforderlichen Konfigurationsinformationen zur Verfügung. Er stellt außerdem sicher, dass Netzwerkclients die richtigen Konfigurationsinformationen verwenden, und beseitigt so eine häufige Ursache für Netzwerkprobleme. Schließlich aktualisiert DHCP automatisch die Konfigurationsinformationen des Clients, um Änderungen in andere physische Netzwerke wiederzugeben, ohne dass die IP-Adressen der Clients manuell neu konfiguriert werden müssen. 6.2 Funktionsweise von DHCP Jedes Mal, wenn ein DHCP-Client gestartet wird, fordert er eine IP-Adresse von einem DHCP- Server an. Wenn der DHCP-Server die Anforderung erhält, wählt er aus einem Bereich von Adressen, die in seiner Datenbank definiert sind, eine IP-Adresse aus. Der DHCP-Server bietet diese Adresse dem DHCP-Client an. Akzeptiert der Client das Angebot, weist der DHCP-Server dem Client die IP-Adresse für einen bestimmten Zeitraum zu. Die Standartgültigkeitsdauer einer IP-Adresslease beträgt 8 Tage, diese Dauer ist jedoch konfigurierbar. Der Client verwendet anschießend die IP-Adresse, um auf das Netzwerk zuzugreifen. Die vom DHCP-Server an den DHCP-Client gesendeten Informationen zur IP-Adressierung können mehrere Elemente enthalten, wie z.b. die folgenden: Eine IP-Adresse Eine Subnetzmaske Optionale Werte, wie z.b. die folgenden: Die Adresse eines Standardgateways Die IP-Adresse von DNS-Servern Die IP-Adressen von WINS-Servern Erzeugungsvorgang für die Lease DHCP-Clients DHCP-Server 1 IP-Leaseanforderung IP-Leaseangebot 2 3 IP-Leaseauswahl IP-Leasebestätigung 4 Abb. 6.1 Lease Erzeugung

14 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 14 DHCP weist die Informationen zur IP-Adressierung in einem aus vier Schritten bestehenden Vorgang zu: 1. IP-Leaseanforderung? DHCPDISCOVER 2. IP-Leaseangebot? DHCPOFFER 3. IP-Leaseauswahl? DHCPREQUEST 4. IP-Leasebestätigung? DHCPACK Wichtig: Wenn ein Computer über mehrere Netzwerkadapter verfügt, die an TCP/IP gebunden sind, findet der DHCP-Vorgang für jeden dieser Adapter getrennt statt. Jeder Adapter bekommt eine eigene IP-Adresse IP-Leaseanforderung Der Leaseerzeugungsvorgang beginnt, wenn ein Clientcomputer TCP/IP entweder zum ersten Mal startet oder zum ersten Mal initialisiert. Der Leasevorgang beginnt auch dann, wenn ein Clientcomputer versucht, seine Lease zu erneuern und die Erneuerung verweigert wird (so z.b., wenn ein Clientcomputer in ein anderes Teilnetz verschoben worden ist). Der Vorgang beginnt, wenn der Client eine limitierte Version von TCP/IP initialisiert und eine DHCPDISCOVER-Meldung für Informationen zur IP-Adressierung als Broadcast sendet. Der Client verfügt noch nicht über eine IP-Adresse. Er verwendet deshalb als Quelladresse. Und da der Client die IP-Adresse eines DHCP-Servers nicht kennt, verwendet er als Zieladresse. Dadurch wird die Meldung als Broadcast an das gesamte Teilnetz gesendet. Die Anforderungsmeldung enthält auch die Mac-Adresse, die die Hardwareadresse des Netzwerkadapters des Clients darstellt. Die Meldung enthält darüber hinaus den Computernamen des Clients, sodass die DHCP-Server bestimmen können, welcher Client die Anforderung gesendet hat IP-Leaseangebot Alle DHCP-Server, die über eine IP-Adresse verfügen, die für das Netzwerksegment gültig ist, antworten mit einer DHCPOFFER-Meldung, die die folgenden Informationen enthält: Die Hardwareadresse des Clients Eine angebotene IP-Adresse Eine Subnetzmaske Die Gültigkeitsdauer der Lease Eine Serverkennung, die der IP-Adresse des anbietenden DHCP-Servers entspricht Jeder antwortende DHCP-Server reserviert die angebotene IP-Adresse, sodass sie keinem anderen DHCP-Client angeboten wird, bevor der anfordernde Client die Adresse akzeptiert hat. Der DHCP-Client wartet eine Sekunde auf ein Angebot. Wenn er kein Angebot erhält, sendet er die Anforderung noch viermal als Broadcast in Abständen von 2, 4, 8 und 16 Sekunden, zusätzlich zu einer zufälligen Dauer zwischen 0 und Millisekunden.

15 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 15 Wenn der Client nach vier Anforderungen kein Angebot erhält, verwendet er eine IP-Adresse im reservierten Bereich von bis Durch die Verwendung einer dieser automatisch konfigurierten IP-Adressen, ist sichergestellt, dass Clients in einem Teilnetz ohne einen DHCP-Server in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren. Der DHCP-Client versucht weiterhin in Abständen von fünf Minuten einen DHCP- Server zu finden. Sobald ein DHCP-Server verfügbar ist, erhalten die Clients gültige IP-Adressen, die es ihnen ermöglichen, mit Hosts sowohl innerhalb, als auch außerhalb eines Teilnetzes zu kommunizieren IP-Leaseauswahl Der DHCP-Client antwortet auf das erste Angebot, das er erhält, indem er eine DHCPREQUEST- Meldung als Broadcast sendet, um das Angebot zu akzeptieren. Die DHCPREQUEST-Meldung enthält die Identifizierung des Servers, dessen Angebot er akzeptiert hat. Alle anderen DHCP-Server ziehen anschließend ihre Angebote zurück und bewahren ihre IP- Adressen für andere IP-Leaseanforderungen auf IP-Leasebestätigung Der DHCP-Server, der das akzeptierte Angebot ausgibt, sendet eine Bestätigungsmeldung (DHCPACK) als Broadcast, um die erfolgreiche Lease zu bestätigen. Diese Meldung enthält eine gültige Lease für die IP-Adresse und andere Konfigurationsinformationen. Wenn der DHCP-Client die Bestätigung erhält, wird TCP/IP mit den Konfigurationsinformationen initialisiert, die vom DHCP-Server bereitgestellt werden. Der Client bindet außerdem das TCP/IP- Protokoll an die Netzwerkdienste und den Netzwerkadapter an, so dass der Client im Netzwerk kommunizieren kann. Wichtig: Jegliche Kommunikation zwischen einem DHCP-Server und einem DHCP-Client findet mit Hilfe der UDP-Anschlüsse 67 und 68 statt. Damit DHCP ordnungsgemäß funktioniert müssen diese Schalter so konfiguriert sein, dass sie Broadcasts über die genannten Anschlüsse weiterleiten. 6.3 Erneuerungsvorgang für die DHCP-Lease DHCPREQUEST Quell-IP-Adresse = Ziel-IP-Adresse = Angeforderte IP-Adresse = Hardwareadresse = Netzwerk DHCP-Client DHCPACK Quell-IP-Adresse = Ziel-IP-Adresse = Angebotene IP-Adresse = Hardwareadresse = Subnetzmaske = Gültigkeitsdauer der Lease = 8 Tage Serverkennung = DHCP-Option: Router = DHCP-Server Abb. 6.2 Erneuerung der Lease

16 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG Automatische Leaseerneuerung Ein DHCP-Client versucht automatisch, seine Lease zu erneuern, wenn 50% der Gültigkeitsdauer der Lease abgelaufen sind. Hierfür sendet der DHCP-Client eine DHCPREQUEST-Meldung direkt an den DHCP-Server, von dem er die Lease erhielt. Wenn der DHCP-Server verfügbar ist, erneuert er die Lease und sendet eine DHCPACK- Meldung mit der neuen Gültigkeitsdauer der Lease und mit aktualisierten Konfigurationsparametern an den Client. Der Client aktualisiert seine Konfiguration, wenn er die Bestätigung erhält. Wenn der DHCP-Server nicht verfügbar ist, verwendet der Client weiterhin seine gegenwärtigen Konfigurationsparameter. Ein DHCP-Client verwendet auch dann weiterhin seine gegenwärtigen Konfigurationsinformationen, wenn er seine Lease nicht im 50%-Intervall erneuern kann. Er sendet anschließend DHCPDISCOVER-Meldung als Broadcast, um seine Adresslease zu aktualisieren, wenn 87,5% der gegenwärtigen Gültigkeitsdauer der Lease abgelaufen sind. Zu diesem Zeitpunkt akzeptiert der DHCP-Client eine Lease, die von einem beliebigen DHCP-Server ausgegeben wird. Wenn ein DHCP-Server mit einer DHCPOFFER-Meldung antwortet, um die gegenwärtigen Lease des Clients zu aktualisieren, kann der Client seine Lease mit Hilfe des Servers, der die Meldung angeboten hat, erneuern und seinen Betrieb fortsetzen. Wenn die Lease abläuft, muss der Client die Verwendung der gegenwärtigen IP-Adresse sofort beenden. Der DHCP-Client beginnt anschließend mit dem DHCP-Leasevorgang und versucht, eine neue IP-Adresse zu leasen Manuelle Leaseerneuerung Man kann eine IP-Lease manuell erneuern, wenn die DHCP-Konfigurationsinformationen sofort aktualisiert werden müssen. Wenn man z.b. will, dass DHCP-Clients von einem DHCP-Server sofort die Adresse eines neu installierten Routers erhalten, erneuert man die Lease des Clients, um diese Konfiguration zu ändern. Um die Lease manuell zu erneuern, verwendet man den Befehl ipconfig mit dem Schalter /renew. Dadurch wird eine DHCPREQUEST-Meldung an den DHCP-Server gesendet, um die Konfigurationsoptionen zu aktualisieren und die Gültigkeitsdauer der Lease zu erneuern.

17 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG Literaturverzeichnis [1] Wolfgang Baur, Joseph Davies, Glenn Geignetter, Kristin King, Mario, Matiev, Lauren Nelson Microsoft-Windows-2000-Server - TCP/IP Netzwerke - Die technische Referenz Microsoft Press, 2000 ISBN: [2] Implementieren einer Netzwerkinfrastruktur unter Microsoft-Windows-2000 Microsoft Official Curriculum / Kursunterlagen

18 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG Glossar Active Directory: Es dient gewissermaßen als zentraler Informationsspeicher der Netzwerkumgebung in einer verteilten Form und befreit von der Abhängigkeit der physikalischen Standorte. Das Active Directory bildet einen "Single Point of Administration" für alle Ressourcen einschließlich der Dateien, Peripheriegeräte, Datenbanken, Web-Zugriffe, Host- Verbindungen, Benutzer und Gruppen. Alle diese Objekte befinden sich in einer Domäne, die zur strukturierten Verwaltung in eine Hierarchie mehrerer organisatorischer Einheiten ("Organizational Units" bzw. "OUs") unterteilt werden kann. Mehrere Domänen lassen sich in einer Baumstruktur zusammenführen Adresspool: Bereich: Broadcast: DNS: Domäne: Gesamtstruktur: Die verfügbaren IP-Adressen bilden einen Adresspool innerhalb des Bereichs. Die in einem Pool verfügbaren IP-Adressen stehen für die dynamische Zuordnung an DHCP-Clients zur Verfügung. Der vollständige Bereich aufeinander folgender möglicher IP-Adressen für ein Netzwerk. Eine von einem einzelnen Computer gesendete Netzwerknachricht, die an alle anderen Geräte weitergeleitet wird, die sich im selben Netzwerksegment wie der sendende Computer befinden. Domain Name System ist ein integraler Bestandteil der Client/Server- Kommunikation in IP-Netzwerken. DNS ist eine Datenbank, die in IP- Netzwerken zum Übersetzen von Computernamen in IP-Adressen verwendet wird. Eine Gruppe von Computern, die Teil eines Netzwerkes sind und eine gemeinsame Verzeichnisdatenbank nutzen. Eine Domäne wird als eine Einheit mit gemeinsamen Regeln und Verfahren verwaltet. Jede Domäne hat einen eindeutigen Namen. Eine aus einer oder mehreren Windows-Domänen bestehende Gruppe, in der die Domänen über ein gemeinsames Schema, eine gemeinsame Konfiguration, sowie einen gemeinsamen globalen Katalog verfügen und über bidirektionale transitive Vertrauensstellungen miteinander verknüpft sind. IP: Das Internet Protokoll gehört zur TCP/IP Protokollfamilie, einem anerkannten Industriestandard für die Kommunikation zwischen offenen Systemen. Das Übertragungsprotokoll definiert die Regeln und Vereinbarungen, die den Informationsfluss in einem Kommunikationssystem steuern. Hauptaufgabe des IP ist die netzübergreifende Adressierung. Das Protokoll arbeitet nicht leitungs-, sondern paketvermittelt: So genannte Datagramme suchen sich über die jeweils verfügbaren Verbindungen ihren Weg zum Empfänger IP-Adresse: Jede IP-Adresse ist 32 Bit lang und besteht aus vier Feldern mit je 8 Bit, die so genannten Oktette. Oktette werden durch Punkte getrennt. Das Oktett steht für eine Dezimalzahl im Bereich zwischen 0 und 255. Dieses Format wird als gepunktete Dezimalform bezeichnet.

19 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 19 Lease: LDAP: MAC-Adresse: Router: TCP: UDP: Hierbei handelt es sich um die durch den DHCP-Server festgelegte Zeit, in der ein Clientcomputer eine dynamische zugewiesene IP-Adresse verwenden kann. Lightweight Directory Access-Protocoll Das primäre Zugriffsprotokoll für Active Directory. Identifiziert die Netzwerkkarte in einem IP-Netz. Diese Adresse ist / sollte weltweit eindeutig sein. Diese Hardware ermöglicht die Interoperabilität und Konnektivität zwischen LANs und WANs und den Zusammenschluss von LANs mit unterschiedlichen Netzwerktopologien (wie z. B. Ethernet und Token Ring). Transmission Control Protokoll Ein vom Internet häufig verwendetes Netzwerkprotokoll, das die Kommunikation über miteinander verbundene Netzwerke aus Computern mit unterschiedlichen Hardwarearchitekturen und Betriebssystemen möglich macht. Es bietet eine Reihe verschiedener Dienste, wie z.b. http, ftp. User Datagram-Protokollist eine Alternative zu TCP (Transmission Control Protokoll), also ein Kommunikations-Protokoll zwischen zwei Computern. Wie auch TCP kommuniziert UDP über das Internet Protokoll (IP), ist allerdings aufgrund einer anderen Arbeitsweise nicht so zuverlässig. Startet eine Seite eine Daten-Anfrage per UDP, sendet die Gegenseite die Daten, ohne bei der fragenden Seite nachzufragen, ob die Pakete auch angekommen sind. Bei TCP wird die Zuverlässigkeit der einzelnen Pakete kontrolliert und verloren gegangene Pakete werden ggf. noch einmal gesendet. Vertrauensstellung: Ein logische Beziehung zwischen zwei Domänen, mit der eine weiterleitende Authentifizierung ermöglicht wird, in der die vertrauende Domäne die von der vertrauten Domäne bei einer Anmeldung durchgeführte Authentifizierung übernimmt. Den in einer vertrauten Domäne definierten Benutzerkonten und globalen Gruppen können in einer vertrauenden Domäne Rechte und Berechtigungen erteilt werden, selbst wenn diese Benutzerkonten bzw. Gruppen im Verzeichnis der vertrauenden Domäne nicht vorhanden sind.

20 PROJEKTDOKUMENTATION ANDREAS HERZOG 20 Name, Vorname: Herzog, Andreas ( in Druckbuchstaben ) Persönliche Erklärung zur Projektarbeit und Dokumentation im Rahmen der Abschlussprüfung in IT-Berufen Ich versichere durch meine Unterschrift, dass ich die betriebliche Projektarbeit und die dazugehörige Dokumentation selbständig in der vorgegebenen Zeit erarbeitet habe. Ich habe keine anderen als die von mir angegebenen Quellen und Hilfsmittel verwendet. Ort, Datum Unterschrift des Prüfungsteilnehmers Zur Kenntnis genommen: Ausbilder/-in + Firmenstempel