Floating IP

Floating IP

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Was ist eine Floating IP?

Bei einer Floating IP handelt es sich in der Regel um eine öffentliche, routingfĂ€hige IP-Adresse. Sie wird nicht automatisch zugewiesen, sondern bei Bedarf vom ProjekttrĂ€ger selbst kurzzeitig zugeordnet. Dabei kann die Zuordnung sowohl eine als auch mehrere Instanzen betreffen. Die Instanz, der eine Floating IP manuell zugewiesen wurde, verfĂŒgt zeitgleich ĂŒber eine statische, automatisch vergebene IP, die der Kommunikation im privaten, nicht routbaren Bereich des Netzwerkes dient. Eine manuell zugeteilte Floating IP sorgt dafĂŒr, dass Nutzer außerhalb eines Netzwerks oder einer Cloud die Dienste erkennen und erreichen können.

Dynamische und statische IPs

Bei der Verbindung eines Rechners mit dem Internet wird diesem vom Internet-Service-Provider in der Regel eine dynamische IP zugewiesen. Dabei handelt es sich um den vergleichsweise kostengĂŒnstigen Standard – sowohl fĂŒr die Anbieter als auch fĂŒr die Nutzer. Die Zuweisung ist zeitlich begrenzt, die zeitlichen AbstĂ€nde können fest definiert oder unregelmĂ€ĂŸig sein. ErhĂ€lt der Nutzer vom Provider eine neue IP, wird die bisherige in der Regel einem anderen Nutzer zugewiesen.

Tipp

Statische IPs sind einem Rechner oder anderen GerĂ€ten dauerhaft zugeordnet. Sie werden vor allem im Bereich der Web- und E-Mail-Server verwendet. So sind die Angebote und Inhalte ĂŒber eine eindeutige URL erreichbar und jederzeit wieder auffindbar. Auch fĂŒr die reibungslose Kommunikation der GerĂ€te (Computer und auch PeripheriegerĂ€te wie beispielsweise Drucker) innerhalb eines Netzwerks werden statische IPs vergeben. Einer statischen IP kann ein Domain-Name zugewiesen werden. So lĂ€sst sie sich leichter einprĂ€gen. Bei dynamischen IPs ist eine solche Benennung wenig sinnvoll, da sie laufend den Nutzer wechseln.

Eine Floating IP lÀsst sich weder der dynamischen noch der statischen Variante eindeutig zuordnen, da sie nicht automatisch zugewiesen wird und jederzeit manuell verÀndert werden kann.

Unterschied zwischen Floating IP und privater IP

Eine private IP wird vom DHCP-Server zugewiesen. Sie ist innerhalb der Instanz sichtbar, beispielsweise durch die Verwendung des Befehles “ip a”. Charakteristisch fĂŒr die private IP ist, dass sie zum privaten Netzwerk gehört. FĂŒr die Kommunikation einzelner Instanzen innerhalb derselben Broadcast-Domain verwendet sie einen virtuellen Switch, den L2-Agenten in den Rechenknoten. Der Zugriff von Instanzen anderer privater Netzwerke kann ĂŒber den virtuellen Router, den L3-Agenten, erfolgen.

Die Floating IP wird weder per DHCP zugewiesen noch statisch festgelegt. Das Betriebssystem des Gastes “weiß” nicht, dass es sich bei der zugewiesenen IP um eine Floating IP handelt. Der Zugriff aus dem öffentlichen Netzwerk kann auf Instanzen mit zugewiesener Floating IP-Adresse ĂŒber eben diese IP erfolgen.

Generierung einer Floating IP

System-Administratoren konfigurieren unterschiedliche Pools von Floating IPs und stellen diese als Server-Ressourcen zur VerfĂŒgung. Nutzer, die eine IP aus diesen Pools beziehen, werden zu deren EigentĂŒmer bzw. Inhaber. Das heißt, dass die Floating IPs vom Nutzer zugewiesen, getrennt und neu zugewiesen werden können. Eine solche IP verbleibt auch nach Beendigung einer Zuweisung als Ressource bei ihm und kann jederzeit neu zugeordnet werden.

Die Pools fĂŒr Floating IPs werden parallel betrieben und genutzt. Die Internet-Service-Provider nutzen jeweils einen oder mehrere eigene Pools; außerdem können die Pools auch von anderen externen Systemen und Netzen zugeordnet werden. Sollte ein Internet-Service-Provider beispielsweise wegen einer Betriebsstörung vollstĂ€ndig ausfallen, ist aufgrund der vorhandenen KapazitĂ€ten die Erreichbarkeit sichergestellt.

Einsatzbereiche von Floating IPs

FĂŒr jede Produktionsumgebung spielt die höchstmögliche VerfĂŒgbarkeit eine Ă€ußerst wichtige Rolle. Schwachstellen im Kommunikationsnetz, die zum Ausfall von Anwendungen fĂŒhren können, sind daher möglichst zu vermeiden. Floating IPs unterstĂŒtzen signifikant das Ziel, solide Infrastrukturen mit marginaler Downtime bereitzustellen.

So können Floating IPs eingehenden Traffic im Netzwerk bei Bedarf auf unterschiedliche Netzwerkknoten verteilen. Bei Netzwerkknoten handelt es sich um Hardware-Vorrichtungen, die in der Telekommunikation fĂŒr die Verbindung von Übertragungswegen sorgen. Die Floating IP fungiert in diesem Zusammenhang als flexible Load-Balancing-Adresse und ist in der Lage, auftretende Spitzenlasten effektiv abzufedern.

Diese Methode lĂ€sst sich mit einem Rechner vergleichen, der große Mengen an zeitgleichen Anforderungen sowie umfangreiche Rechenoperationen bewĂ€ltigt, indem er die notwendigen Arbeitsschritte auf mehrere Prozessoren verteilt.

Failover-Funktion

Failover heißt im Deutschen “Ausfallsicherung”. Im Bereich der Floating IPs handelt es sich dabei um einen ungeplanten Wechsel innerhalb von Netzwerkdiensten. FĂ€llt ein zentraler Anwendungsserver oder ein primĂ€rer Load Balancer in einem Cluster einseitig aus, wird die entsprechend konfigurierte Floating IP ohne Zeitverzögerung einem funktional vergleichbaren, also redundantem Anwendungsserver oder einem sekundĂ€ren Load Balancer zugewiesen. Die aktive Einheit, zu der die IP “floatet”, fĂŒhrt die geforderten Prozesse ohne Unterbrechung fort. Die Failover-Funktion trĂ€gt fĂŒr unternehmensrelevante Systeme und Anwendungen maßgeblich zur Sicherheit bei.

Switchover-Funktion

Ist der Wechsel einer Floating IP von einem primĂ€ren zu einem sekundĂ€ren Load Balancer geplant, wird dies als “Switchover” bezeichnet. Die DiensteĂŒbertragung wird nicht aufgrund eines Fehlers oder eines Systemausfalls ausgelöst, sondern aktiv und gezielt von einem System-Administrator ausgefĂŒhrt und gesteuert. Ein Switchover wird beispielsweise bei Wartungsarbeiten an PirmĂ€r- und SekundĂ€rsystemen eingesetzt, um die fortlaufenden Funktionen der jeweiligen Instanz sicherzustellen.

Vorteile der Floating IP

Die Vorteile einer Floating IP liegen vor allem in der flexiblen Handhabung. Floating IPs lassen sich jederzeit frei und nach Bedarf variabel zuweisen. Damit eignen sie sich fĂŒr unterschiedliche Einsatzgebiete.

Eine Floating IP ermöglicht unter anderem reibungslose Upgrades mit minimaler Downtime, und zwar von einzelnen Anwendungen bis hin zu komplexen Websites. WĂ€hrend das Upgrade innerhalb einer Instanz ausgefĂŒhrt wird, kann eine andere den laufenden Traffic ohne weitere Zeitverzögerung ĂŒbernehmen. Nach dem erfolgreichen Upgrade wird der Datentraffic wieder auf die jetzt aktualisierte Systemeinheit zurĂŒckgeleitet.

Ein bestimmter Dienst kann von mehreren Instanzen betrieben werden, ohne dass diese fĂŒr den Nutzer sichtbar sind. Wird ein solcher Dienst mit mehreren Anbietern vom Nutzer in Anspruch genommen, erscheint die entsprechende Floating IP lediglich als Server-IP.


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