BOOTP: Alle Informationen zum DHCP-Wegbereiter

Um in Netzwerken wie dem Internet miteinander kommunizieren zu können, benötigen teilnehmende Systeme eine IP-Adresse. Diese lässt sich zwar grundsätzlich manuell vergeben, doch in der Praxis beziehen die meisten Geräte ihre Adresse inzwischen automatisch. Grundlage hierfür ist das Kommunikationsprotokoll DHCP, das verbindungssuchende Systeme bei der Beschaffung der notwendigen Informationen unterstützt. In den Anfängen von Computer, Netzwerk und Co. hat das Bootstrap Protocol, das auch als BOOTP bekannt ist, noch die Funktion des Adress-Managers übernommen.

Im September 1985 veröffentlichte die Stanford University Network Group in RFC 951 die erste Version des Bootstrap Protocols (BOOTP). Dies Kommunikationsprotokoll, das in Zusammenarbeit mit einem Team des Computerherstellers Sun Microsystems entstand, ermöglichte es den damals eingesetzten Terminals und festplattenlosen Workstations erstmals, neben der IP-Adresse auch Informationen wie die Adresse des Gateways, die Adresse des Bootservers und das Verzeichnis der Boot-Datei (notwendig für das Laden des Betriebssystems) zu beziehen. Es ersetzte das bis dahin verwendete Reverse Address Resolution Protocol (RRP), das ausschließlich Netzwerkadressen liefern und nur in Subnetzen eingesetzt werden konnte.

Das Bootstrap Protocol ist Teil der Internetprotokollfamilie und funktioniert – wie viele andere Protokolle des Stacks – nach dem Client-Server-Modell. Der Nachrichtenaustausch zur Übermittlung der Netzwerkinformation findet also zwischen einem BOOTP-Client und dem BOOTP-Server statt. Als Protokoll für den Transport der entsprechenden Datenpakete ist das minimale, verbindungslose User Datagram Protocol (UDP) vorgesehen (Port 67 und 68). Selbiges ist im Vergleich zu TCP nicht nur weniger komplex, sondern unterstützt im Gegensatz zu dem Standardprotokoll für Datentransport auch Broadcasting. Da der Client beim Verbindungsaufbau weder seine eigene Adresse noch die des BOOTP-Servers kennt, ist diese Nachrichtenmethode, bei der alle Netzwerkteilnehmer kontaktiert werden, die einzige Lösung für den automatischen Adressbezug.

Die Adresszuordnung via BOOTP basiert auf einem simplen Zwei-Schritte-Nachrichtenaustausch zwischen Client und Server, wobei die Client-Komponente der Initiator ist. Da dieser zu Beginn weder seine eigene IP-Adresse noch die des BOOTP-Servers kennt, schickt er einen allgemeinen Request („BOOTREQUEST“) an die Broadcast-Gruppenadresse 255.255.255.255. Der Server, der auf UDP-Port 67 lauscht, empfängt und verarbeitet diese Anfrage. Dabei besteht die Hauptaufgabe darin, der MAC-Adresse des Client-Systems die passende IP-Adresse zuzuordnen. Anschließend wird die Antwort („BOOTREPLY“) inklusive weiterer Netzwerkinformationen via Broadcast zurück an den Client gesendet, der infolgedessen das Betriebssystem über das Netzwerk beziehen kann.

Für Terminal-Clients und festplattenlose Workstations war BOOTP die perfekte Lösung, um eine persönliche IP-Adresse im gewünschten Netzwerk zu erhalten und auf diese Weise das Betriebssystem zu beziehen. Dass der Adressbezug durch das Kommunikationsprotokoll gleichzeitig mit dem Bootprozess erledigt werden konnte, war für die stationären Computer, die in Netzwerken überschaubarer Größen zum Einsatz kamen, sowohl praktisch als auch unkompliziert. So war es beispielsweise auch kaum problematisch, dass der Administrator die Netzwerkinformationstabellen des BOOTP-Servers manuell konfigurieren musste.

Als die Netzwerke jedoch immer größer und die Computer immer eigenständiger und – durch die Entwicklung tragbarer Geräte – auch mobiler wurden, machte sich die fehlende Möglichkeit zur Automatisierung des Konfigurationsprozesses negativ bemerkbar. Es wurde der Wunsch nach einem neuen Protokoll laut. Mit dem Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) fand man im Jahr 1993 einen solchen Nachfolger (endgültige Spezifikation in RFC 2131). DHCP basiert zwar zum Großteil auf der Struktur des Bootstrap Protocols, ergänzt dieses aber durch verschiedene zusätzliche Konfigurationsoptionen und bietet die Möglichkeit, verbindungssuchenden Clients wiederverwendbare Netzwerkadressen zuzuweisen. Zudem funktioniert die Zuordnung von Adressinformationen mit DHCP auch während des aktuellen Systembetriebs – ein Neustart wie bei BOOTP ist nicht erforderlich.

„BOOTP vs. DHCP“ – nachfolgend die wichtigsten Unterschiede:

Dank der diversen Optimierungen ist DHCP schnell zum Standardprotokoll für das IP-Management in Netzwerken geworden, während das BOOTP-Protokoll inzwischen nur noch von historischem Wert ist. Da DHCP das Bootstrap Protocol unterstützt, können DHCP-Server prinzipiell aber auch jegliche Anfragen beantworten, die von einem BOOTP-Client gestellt wurden.