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Common Address Redundancy Protocol

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
CARP (Common Address Redundancy Protocol)
Familie: Internetprotokollfamilie
Einsatzgebiet:

Steigerung der Verfügbarkeit
von Gateways

CARP im TCP/IP-Protokollstapel:
Anwendung CARP
Transport UDP
Internet IP (IPv4, IPv6)
Netzzugang Ethernet Token
Bus 		Token
Ring 		FDDI …
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<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:carp(4)|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=carp(4)}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.freebsd.org/cgi/man.cgi?query=carp&apropos=0&sektion=4&manpath=FreeBSD+11.2-RELEASE&arch=default&format=html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=carp(4)}}}}%7C[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.freebsd.org/cgi/man.cgi?query=carp&apropos=0&sektion=4&manpath=FreeBSD+11.2-RELEASE&arch=default&format=html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=carp(4)}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2018-10-08 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}} 

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Abgrenzung zu VRRP

Die grundsätzliche Aufgabe und Funktionsweise von CARP ähnelt VRRP. Es gibt aber einige grundlegende 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<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:FreeBSD 10.0-RELEASE Release Notes|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=FreeBSD 10.0-RELEASE Release Notes}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.freebsd.org/releases/10.0R/relnotes.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=FreeBSD 10.0-RELEASE Release Notes}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.freebsd.org/releases/10.0R/relnotes.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=FreeBSD 10.0-RELEASE Release Notes}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2018-10-08 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Funktionsweise

Um CARP zu nutzen, braucht 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.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:heise online|heise online: }}{{#if:|{{#if:OPNsense-Firewall 20.1 mit VXLAN, IPsec Public Key und kompletter Doku|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=OPNsense-Firewall 20.1 mit VXLAN, IPsec Public Key und kompletter Doku}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.heise.de/newsticker/meldung/OPNsense-Firewall-20-1-mit-VXLAN-IPsec-public-key-und-kompletter-Doku-4654216.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=OPNsense-Firewall 20.1 mit VXLAN, IPsec Public Key und kompletter Doku}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.heise.de/newsticker/meldung/OPNsense-Firewall-20-1-mit-VXLAN-IPsec-public-key-und-kompletter-Doku-4654216.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=OPNsense-Firewall 20.1 mit VXLAN, IPsec Public Key und kompletter Doku}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2021-11-26 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}} 

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Besonders interessant ist CARP im Zusammenhang mit hoch verfügbaren 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.

Weblinks

Einzelnachweise

<references />

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