Definition Was ist Zeroconf (Zero Configuration Networking)?

Zero Configuration Networking ist ein Verfahren und eine Sammlung verschiedener Technologien und Protokolle zur automatischen Konfiguration von Geräten in einem IP-Netzwerk. Das Verfahren macht manuelle Konfigurationsarbeiten auf den Endgeräten und an zentralen Servern wie DHCP- oder DNS-Servern überflüssig. Es eignet sich vor allem für kleinere Netzwerkinstallationen. Bekannte Implementierung von Zeroconf sind Bonjour von Apple und Avahi für Linux-Systeme.

Zeroconf ist das Kürzel für Zero Configuration Networking. Es handelt sich um Verfahren, Technologien und Protokolle, mit denen sich Geräte in einem TCP/IP-Netzwerk automatisch, ohne manuellen Aufwand konfigurieren und in das Netzwerk einbinden lassen. Hauptanwendungsbereiche von Zeroconf sind private Heimnetzwerke oder kleine Firmennetze.

Mit Zero Configuration Networking ist es nicht mehr notwendig, die Netzwerkeinstellungen auf dem Endgerät oder auf zentralen Servern wie DHCP- oder DNS-Servern händisch anzulegen. Wichtige Funktionen von Zeroconf sind das Zuweisen von IP-Adressen, die Namensauflösung und das Finden von Diensten im Netzwerk. Von 1999 bis 2004 beschäftigte sich eine IETF-Arbeitsgruppe (Internet Engineering Task Force) mit dem Thema. Aus den Arbeiten der Gruppe sind später der RFC 3927 (Dynamic Configuration of IPv4 Link-Local Adresses - IPv4LL) und Implementierungen wie Bonjour von Apple oder Avahi für Linux-Systeme hervorgegangen. Weitere RFCs im Zeroconf-Umfeld sind RFC 4795 (Link Local Multicast Name Resolution, LLMNR), RFC 6762 (multicast DNS, mDNS) und RFC 6763 (DNS Service Discovery, DNS-SD).

Die grundlegenden Funktionen von Zero Configuration Networking

Zu den grundlegenden für Zero Configuration Networking bereitzustellenden Funktionen zählen:

• automatische Konfiguration einer IP-Adresse, IP-Netzwerkmaske und eines Default Gateways

• automatische Zuordnung von Multicast-Adressen

• Funktionen zur Auflösung von Netzwerknamen

• Suchfunktionen für Netzwerkdienste

Eine Vorgabe von Zeroconf ist, dass diese Funktionen die Sicherheit im Netzwerk nicht beeinträchtigen und ein vergleichbarer Sicherheitslevel wie in Netzen ohne Zero Configuration Networking erreicht wird.

Ihre IP-Adressen vergeben sich die Endgeräte selbst. Sie stammen aus den Adressbereichen für link-lokale Adressen (IPv4: 169.254.0.0/16 und IPv6: fe80). Die vergebenen Adressen werden über einen ARP-Mechanismus (Address Resolution Protocol) im Netzwerk bekannt gemacht und auf Eindeutigkeit geprüft. Weitere für die Grundfunktionen des Zero Configuration Networking verwendete Protokolle sind multicast DNS (mDNS), DNS Service Discovery (DNS-SD) und andere.

In welchen Umgebungen macht Zeroconf Sinn?

Zero Configuration Networking wurde vor allem für den Einsatz in kleineren Netzwerken wie in privaten Heimnetzen oder in kleinen Unternehmensnetzwerken entwickelt. In der einfachsten Konfiguration besteht das Netzwerk aus nur zwei Geräten, die Daten per TCP/IP austauschen und beispielsweise über ein gekreuztes Netzwerkkabel miteinander verbunden sind. Ein weiterer Einsatzbereich von Zeroconf ist die IP-Vernetzung von eingebetteten Systemen (Embedded Systems).

Beispiele für Implementierungen von Zero Configuration Networking

Erste technische Lösungen und einfache Implementierungen einer automatischen Netzwerkkonfiguration noch vor der späteren Standardisierung von Zeroconf-Verfahren waren unter NetBIOS auf Windows-Rechnern und unter Apple-Talk auf Mac-Rechner realisiert.

Eine der heute bekanntesten Implementierungen von Zeroconf ist Bonjour von Apple. Seit 2002 ist es Bestandteil von macOS. Bonjour nutzt die Protokolle IPv4LL, mDNS, DNS-SD, DNS-LLQ (Langlebige DNS Queries), DNS-UL (Dynamische DNS Update Leases) und NAT-PMP (NAT Port Mapping Protokoll). Die Spezifikationen sind freigegeben. Bonjour gibt es deshalb auch für Rechner mit anderen Betriebssystemen wie Windows oder Linux und andere.

Avahi ist eine freie Implementierung von IPv4LL multicast DNS und DNS Service Discovery und Bestandteil fast aller Linux-Distributionen.

Vorteile durch den Einsatz von Zero Configuration Networking

• automatische Konfiguration und Einbindung von Netzwerkgeräten ohne manuellen Konfigurationsaufwand

• automatisches Bereitstellen und Finden von Netzwerkdiensten

• in vielen Betriebssystemen implementiert

• Sicherheitsmechanismen vorhanden

• kompatibel mit vielen Geräten

• für die Vernetzung eingebetteter Systeme geeignet

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