DE19955132C2 - Verfahren zur Kopplung von NetBIOS-Netzwerken und/oder NetBIOS-Stand-alone Rechnern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kopplung von NetBIOS-Netzwerken und/oder NetBIOS-Stand-alone Rechnern über gebührenpflichtige Wählverbindungen.

Wählverbindungen sind über direkte Kopplung über das Wähllei­ tungsnetz oder aber auch über den nächsten Einwahlknoten in das Internet herstellbar. Die US 5,867,660 A beschreibt ein Verfahren, um mehrere Arbeitsstationen eines lokalen Netzwerkes mit dem Internet über einen Online-Server zu verbinden, der kein eigenes PC-Betriebssystem benötigt und die Kommunikation über das Internet nach dem TCP/IP Protokoll abwickelt. Nur eine Wählverbindung zum Internet ist erforderlich, damit das gesamte lokale Netzwerk gleichzeitig im Internet arbeiten kann. Die für die Wählverbindungen anfallenden Verbindungskosten sollen durch Vermeidung unnötiger Datenübertragungen reduziert werden.

Erläuterung der im Zusammenhang mit der Erfindung verwendeten Begriffe:

NetBIOS: NetBIOS stellt eine von IBM definierte BIOS-Er­ weiterung (Basic Input Output System) dar, die dem Anwender in einem lokalen Netzwerk einfache Netz­ werkfunktionen zur Verfügung stellt.

NetBIOS ist eine Programmierschnittstelle (API, Application Programming Interface). Als Protokoll, mit dem NetBIOS-fähige Rechner kommunizieren hat IBM NetBEUI (s. u.) definiert.

Aufgrund der durch NetBEUI bedingten Einschränkun­ gen wird bevorzugt TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) für die Kommunikation von NetBIOS-Rechnern verwendet. Die notwendigen Grundlagen hierzu werden in den RFC 1001 und RFC 1002 definiert. In diesem Fall spricht man von Net- BIOS over TCP/IP. Wenn nachfolgend von NetBIOS ge­ sprochen wird, ist stets NetBIOS over TCP/IP ge­ meint.

NetBEUI: Abkürzung für NetBIOS Extended User Interface. Ein von IBM definiertes Netzwerkprotokoll, über das NetBIOS-Geräte miteinander kommunizieren können. NetBEUI basiert auf Rundsende-Nachrichten und di­ rekter Hardware-Adressierung und kann daher nur innerhalb einer Broadcast-Domain verwendet werden. Ein Einsatz ist nur in einem lokalen Netzwerk mög­ lich, da aufgrund der Hardware-Adressierung keine Routing-Mechanismen definiert werden können.

RFC: Abkürzung für Request for Comments. RFCs sind offene Standards und enthalten sämtlich Defini­ tionen der TCP/IP basierten Protokolle, einschließ­ lich des Protokolls für NetBIOS over TCP/IP. RFCs werden durchnumeriert und nach ihrer Veröffent­ lichung nie mehr geändert. Es gibt höchstens ergän­ zende oder ablösende RFCs. Alle RFCs sind kostenlos über das Internet verfügbar.

IP-Adresse: Die IP-Adresse ist eine logische und daher hard­ wareunabhängige Adresse, über die ein Rechner in einem IP-Netzwerk angesprochen wird. Diese Adresse enthält zudem einen Netzwerkanteil, über die alle Rechner in einem IP-Netzwerk logisch zu einem Netz­ werk zusammengefaßt werden. Alle Rechner in einem solchen logischen Netz gehören zu einer Broadcast- Domain.

IP-Netzwewrk: Ein IP-Netzwerk besteht aus mehreren Einzelrech­ nern, die über TCP/IP (Internet-Protokoll) direkt miteinander kommunizieren.

Gateway: Ein Gateway ist ein Gerät in einem IP-Netzwerk, das es erlaubt mehrere IP-Netzwerke miteinander zu koppeln. Eine Beispiel für eine solche Kopplung ist ein LAN (Local Area Network), das über ein Gateway an das Internet (International Network) ange­ schlossen ist.

Broadcast-Domain: Rundsende-Adresse, die für alle in einem IP-Netz­ vorhandenen Rechner gilt. Im Allgemeinen be­ steht ein solches IP-Netzwerk aus einem physika­ lischen Netzwerkstrang. Wenn mehrere Netzwerk­ stränge über Gateways (Router) gekoppelt werden, hat jeder Strang eine eigene Broadcast-Domain.

NetBIOS-Knoten: Im RFC 1001 werden mehrere NetBIOS-Knotentypen de­ finiert:
Broadcast-Knoten - Dies sind Rechner, die zur Um­ setzung von Rechnernamen auf IP-Adressen (Namenauf­ lösung) (siehe hierzu auch NBNS) Rundsende-Nach­ richten verwenden Diese Knoten werden als B-Knoten bezeichnet
Point-To-Point-Knoten Dies sind Rechner, die zur Namenauflösung auf einen NBNS-Server benötigen. Sie werden als P-Knoten bezeichnet.

Mixed-Mode-Knoten Dies sind Rechner, die sowohl als P- als auch als B-Knoten arbeiten. Sie werden als M-Knoten bezeichnet. Ein M-Knoten verwendet für eine Namenauflösung stets beide Verfahren.

Hybrid-Knoten Dieser Knotentyp wurde von Microsoft eingeführt und stellt eine besondere Form des M- Knoten dar und wird als H-Knoten bezeichnet. Der Unterschied zum M-Knoten liegt darin, daß ein H- Knoten nur dann Broadcasts zur Namenauflösung ver­ wendet, wenn der NBNS-Server die Namenauflösung nicht durchführen kann.

NBNS: Abkürzung für NetBIOS-Name-Service. In NetBIOS- Netzwerken werden alle Rechner nur über ihren Namen adressiert. Da in einem IP-Netz die Adressierung über IP-Adressen erfolgt, ist eine Umsetzung zwischen NetBIOS-Namen und IP-Adressen notwendig. Das geschieht mit Hilfe des NetBIOS-Name-Service. B-Knoten lösen NetBIOS-Namen über Rundsende-Nach­ richten auf, P-Knoten durch Anfragen bei einem spe­ ziellen NBNS-Server, der die Umsetzung vornimmt. Bei NetBIOS over TCP/IP wird zur Umsetzung der NetBIOS Namen in IP Adressen das Protokoll UDP (Ab­ kürzung für User Datagramm Protocol, RFC 768) ver­ wendet.

Unter NetBIOS werden alle Namen in einem ebenen Na­ mensraum aufgelöst, d. h. hierarchische Strukturen, wie bei Internetnamen (host.domain) sind nicht mög­ lich. Dafür bietet der NetBIOS-Namensraum die Mög­ lichkeit, mehrere Rechner zu Gruppen zusammenzu­ fassen, die gleichzeitig über einen gemeinsamen Na­ men (den Gruppennamen) angesprochen werden.

NBDD: Abkürzung für NetBIOS-Datagramm-Distribution-Ser­ vice. Kurze Nachrichten, die an einen NetBIOS-Rech­ ner (NetBIOS-Host) oder mehrere NetBIOS-Rechner (NetBIOS-Gruppe) gerichtet sind, werden gezielt (Host-Nachricht) oder als Rundsende-Nachrichten (Gruppen-Nachricht) verschickt. Diese Nachrichten müssen nicht bestätigt werden und heißen daher Da­ tagramme. Wenn ein Datagramm an eine NetBIOS-Gruppe in einer anderen Broadcast-Domain verschickt werden soll, so dient ein NBDD-Server dazu, die Rundsende- Datagramme in das Zielnetz weiterzuleiten. NetBIOS over TCP/IP verwendet hierzu ebenfalls das Proto­ koll UDP

NBSS: Abkürzung für NetBIOS-Session-Service. Größere Da­ tenübertragungen zwischen zwei NetBIOS-Rechnern werden über eine gesicherte Verbindung, in einer sogenannten NetBIOS-Session (Sitzung) übertragen. Bei NetBIOS over TCP/IP wird hierzu das Protokoll TCP (RFC 675) verwendet, das durch spezielle Siche­ rungsmechanismen (Sequenz- und Bestätigungsnummern, sowie Prüfsummen) Datenverluste bei der Übertragung verhindert

SMB: Abkürzung für Server Message Blocks. Ein auf Net- BIOS basierendes Protokoll, über das freigegebene Ressourcen eines Rechners wie Laufwerke, Drucker etc. im Netzwerk bekannt gemacht und anderen Rech­ nern im Netz zur Verfügung gestellt werden.

Stand der Technik

Zur Kopplung von NetBIOS-Netzwerken über Wählverbindungen sind aus dem Stand der Technik mehrere Möglichkeiten bekannt:

Die erste Methode besteht darin, zwei Netzwerke über eine Bridge (Abb. 1) zu koppeln. Eine Kopplung von lokalen Netzwerken oder Netzwerkssegmenten mittels einer Bridge ist beispielsweise in der WO 94/08412 beschrieben. Bei der beschriebenen Methode werden Datenpakete von der Brücke empfangen und über die Bridge weitergeleitet, sofern die Bestimmungsadresse des Datenpakets sich auf ein Netzwerk oder Netzwerkssegment bezieht, das sich auf der anderen Seite der Bridge befindet. Bei der Bridge-Kopplung werden die Datenpakete aus beiden Netzen unverändert in das jeweils andere Netzwerk übertragen. Da bei der Bridge-Kopplung die Adressierung direkt auf Hardware-Adressebene (Ethernet- Adressen) läuft, kann hierbei sogar das von IBM definierte NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface)-Protokoll verwendet werden. Eine Bridge lernt im Laufe der Zeit, welche Hardware- Adresse auf welcher Seite der Bridge zu erreichen ist. Zu diesem Zweck überprüft die Bridge im einfachsten Fall alle Datenpakete aus dem lokalen Netz und trägt die Hardware­ adresse des übertragenden Geräts in eine Tabelle ein. Später kann sie anhand der Einträge in der Tabelle entscheiden, ob ein Paket übertragen werden soll oder nicht: Alle Pakete, die an Adressen gerichtet sind, die nicht in der Tabelle stehen, müssen übertragen werden; Pakete, die an Adressen gerichtet sind, die in der Tabelle stehen brauchen nicht übertragen werden. Daher überträgt sie nach der Lernphase nur noch dann Pakete, wenn diese direkt an eine Hardware-Adresse in dem je­ weils anderen Netzwerk gerichtet sind. Zusätzlich muß eine Bridge sämtliche Rundsende-Nachrichten übertragen. Dadurch werden die gekoppelten Netzwerke zu einer Broadcast-Domain zusammengefaßt. Dies ist auch der Hauptnachteil der Bridge- Kopplung:

Die unter NetBIOS verwendeten Rechnernamen müssen in eine für das im Netzwerk verwendete Protokoll (z. B. NetBEUI oder TCP/IP) verständliche Adresse umgesetzt werden. Bei Verwen­ dung von NetBEUI ist dies die Hardwareadresse der Netzwerk­ karte des Rechners (Ethernet-Adresse) und bei Verwendung von NetBIOS over TCP/IP die IP-Adresse des Rechners. Diese Um­ setzung erfolgt bei NetBEUI über eine Rundsende-Nachricht (Broadcast) mit der ein Rechner die Hardware-Adresse eines anderen Rechners erfragt. Der Rechner der den angefragten Na­ men besitzt antwortet auf diesen Broadcast und teilt dem an­ fragenden Rechner seine Hardware-Adresse mit. Da sich die ge­ koppelten Netzwerke in der gleichen Broadcast-Domain befin­ den, führt nun jede derartige Namenauflösung zu einem Verbin­ dungsaufbau. Hinzu kommt, daß jeder Rechner seinen Namen in regelmäßigen Abständen über Rundsende-Nachrichten im Netz be­ kannt gibt. In größeren Netzen besteht daher nahezu ständig eine Wählverbindung zwischen den Netzwerken, da regelmäßig Namenauflösungen bzw. Namensbekanntgaben stattfinden. Die Bridge-Kopplung ist daher nur dann sinnvoll einsetzbar, wenn zum einen keine Vermittlungskosten anfallen (Standleitung) und zum anderen ein vom Datenübertragungsvolumen unabhängiger Festpreis für die Verbindung in Rechnung gestellt wird.

Eine weitere Methode besteht darin, die Netzwerke nach RFC 1001 zu koppeln (Abb. 2). Als Protokoll wird dazu TCP/IP verwendet, weshalb dies auch als NetBIOS over TCP/IP bezeich­ net wird. Die Namensauflösung unter NetBIOS over TCP/IP kann auf zwei Arten erfolgen:

• 1. Über Rundsende-Nachrichten wie bei NetBEUI, mit dem Un­ terschied, daß in den Antworten des adressierten Rechners nicht dessen Hardware-Adresse, sondern seine IP-Adresse eingetragen ist. Führt ein Rechner eine Namenauflösung über Rundsende-Nachrichten aus, so bezeichnet man ihn als B-Knoten (Broadcast Knoten)
• 2. Die zweite Möglichkeit der Namenauflösung erfolgt mit Hilfe eines NetBIOS-Name-Service-Servers (NBNS) auf dem zu jedem Rechner die zu seinem Namen gehörige IP-Adresse gespeichert ist und bei dem jeder Rechner die zu einem gespeicherten Namen gehörende IP-Adresse abfragen kann. Ein Rechner, der einen NBNS benötigt um einen Namen auf­ zulösen wird als P-Knoten (Point to Point Knoten) be­ zeichnet.

Zusätzlich zu B- und P-Knoten gibt es noch Mischformen, den M-Knoten (Mixed-Node) und den H-Knoten (Hybrid-Node):

Ein M-Knoten fragt einerseits den NBNS-Server nach dem ge­ suchten Namen ab, andererseits versucht er gleichzeitig die Namenauflösung über eine Rundsende-Nachricht entsprechend ei­ nem B-Knoten durchzuführen.

Ein H-Knoten ist eine von der Firma Microsoft entwickelte Va­ riante eines M-Knotens: Solange der NBNS-Server verfügbar ist verhält sich ein H-Knoten wie ein P-Knoten. Fällt der NBNS- Server aus, oder ist der Name nicht auf dem NBNS-Server ge­ speichert, so verhält sich ein H-Knoten wie ein B-Knoten.

Bei der Kopplung zweier NetBIOS-Netzwerke nach RFC 1001 muß in jedem Netz ein NetBIOS-Name-Service-Server (NBNS), der die Namenauflösung übernimmt, und ein NetBIOS-Datagram-Distribu­ tion-Server (NBDD), der für die Verteilung von Kurz­ mitteilungen (Datagrammen) verantwortlich ist, installiert werden. Außerdem dürfen die beteiligten NetBIOS-Knoten nicht mehr als B-Knoten konfiguriert sein, damit eine Namenauflö­ sung über den NBNS erfolgen kann. Jeder Rechner in diesem Netz muß daher als P-, M- oder H-Knoten konfiguriert werden. Diese Maßnahmen erlauben nun die Kopplung beider Netze über einen Gateway (Router). Hierdurch reduzieren sich gegenüber der Bridge-Kopplung die Anzahl der Verbindungsaufbauten deut­ lich, da durch die Router die Broadcast-Domains der beiden gekoppelten Netzwerke getrennt werden. Weiterhin ergeben sich gegenüber der Bridge-Kopplung noch die folgenden Vorteile:

• - Durch die Verwendung von TCP/IP muß keine direkte Wähl­ verbindung über das Telefonleitungsnetz mehr zwischen den gekoppelten Netzwerken bestehen. Die Verbindung kann statt dessen auch über das Internet hergestellt werden, d. h. die Wählverbindung besteht in diesem Fall nur noch zum nächsten Internet-Provider des jeweiligen Netzwerkes. Für diese Art der Kopplung müssen Internet-Adressen re­ gistriert werden.
• - Bei Konfiguration aller Hosts als reine P-Knoten sinkt die Belastung des jeweiligen lokalen Netzwerks durch Rundsende-Nachrichten, wodurch eine höhere Datenübertra­ gungsrate im Netz möglich wird

Trotz dieser Vorteile haften der Kopplung von NetBIOS-Netz­ werken über RFC 1001 noch einige Nachteile an:

• - Zuerst müssen alle Rechner in den zu koppelnden Netzwer­ ken als P- M- oder H-Knoten konfiguriert werden, was recht kompliziert und insbesondere bei großen Netzen auf­ wendig und daher für viele Anwender nicht akzeptabel ist.
• - Auf allen Rechnern muß die Adresse des NBNS- und des NBDD-Servers manuell konfiguriert werden. Auf einem WINDOWS-Rechner geschieht dies durch die Angabe des WINS- Servers (Abkürzung für Windows Internet Name Service), der beide Aufgaben übernimmt.
• - In einem NetBIOS-Netzwerk werden alle Rechner über ihren Namen angesprochen. Dieser wird vom NBNS-Server auf die IP-Adresse des zugehörigen Rechners aufgelöst. Die IP- Adresse kann der Rechner jedoch dynamisch von einem DHCP- Server beziehen. Sie kann sich daher jederzeit ändern, während der Name des Rechners immer gleich bleibt. Die Änderung seiner IP-Adresse teilt der Rechner dem NBNS- Server mit und dieser muß diese Änderung allen auf ihm gespeicherten NBNS-Servern mitteilen. Außerdem muß die Datenbank des NBNS-Servers die Informationen darüber er­ halten, ob ein Rechner gestartet ist, um auf eine Anfrage zur Umsetzung eines Rechnernamens entweder die IP-Adresse oder eine Fehlermeldung ausgeben zu können. Da ein NetBIOS-Netzwerk dadurch eine sehr dynamische Struktur aufweist müssen alle beteiligten NBNS-Server regelmäßig ihre internen Datenbanken abgleichen. Hierdurch werden zusätzliche Verbindungen zwischen den gekoppelten Netz­ werken aufgebaut
• - Der NBDD muß für jedes Datagramm, daß er weiterleiten soll, zunächst beim NBNS die zugehörigen Zieladressen (bei Gruppen-Nachrichten sind es mehr als eine) abfragen und an jeden Rechner einzeln dieses Datagramm übertragen. Hierdurch erhöht sich zum einen die lokale Netzlast, zum anderen wird in jedem Fall eine Verbindung aufgebaut, wenn ein Empfänger eines solchen Datagramms sich in einem entfernten Netzwerk befindet.
• - Sobald sich ein Anwender über das Netzwerk auf einem Net- BIOS-Rechner anmeldet, um auf freigegebene Ressourcen dieses Rechners zugreifen zu können, wird eine NetBIOS- Sitzung eröffnet. Diese Sitzung wird erst mit dem Abmel­ den des Anwenders wieder geschlossen. Während einer sol­ chen Sitzung tauschen die beteiligten Rechner auch Daten untereinander aus, die sich dem Anwender nicht als Nutz­ daten darstellen. Diese Daten sind z. B. Watchdog-Pakete, mit denen die an der Sitzung beteiligten Rechner regelmä­ ßig überprüfen, ob ihr Kommunikationspartner noch aktiv ist. Befinden sich die beteiligten Rechner in gekoppelten Netzwerken, so führt dieser Datenaustausch zu zusätz­ lichen Verbindungsaufbauten.

Problem

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Kopplung von NetBIOS-Netzwerken und/oder NetBIOS-Stand- alone Rechner über Wählverbindungsnetze zu schaffen, bei dem die Anzahl der Verbindungsaufbauten reduziert ist und das keine Änderungen der Konfiguration der Rechner erfordert.

Problemlösung

Die Lösung dieser Aufgabe macht sich die Tatsache zu Nutze, daß die zur Vermeidung unnötiger Verbindungsaufbauten notwen­ dige Information, nämlich ob eine kostenpflichtige Verbindung besteht oder nicht, im Gateway jedes NetBIOS-Netzwerkes bzw. in jedem mit einem Stand-alone Rechner verbundenen Gateway zur Verfügung steht. Weiterhin beruht die Erfindung darauf, daß alle Daten, die an einen Rechner in einem entfernten Net- BIOS-Netzwerk übertragen werden sollen, in jedem Fall das Gateway passieren müssen.

Im Einzelnen wird die Aufgabe durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Wie in Abb. 3 dargestellt, ist der NBNS-Server, der NBDD-Server sowie eine NBSS-Überwachung auf dem Gateway installiert. Wenn ein Anwender freigegebene Ressourcen eines Rechners über das Netzwerk nutzen will, dann ist hierfür eine NetBIOS-Sitzung notwendig. Um während dieser Sitzung die Verbindungsaufbauten und damit auch -Kosten zu minimieren ist die NBSS-Überwachung notwendig. Da die NBSS- Überwachungen direkt auf dem jeweiligen Gateway installiert sind, können sie jeder Zeit sämtliche Informationen über den Zustand des Gateways, beispielsweise ob eine Verbindung zum Zielnetz besteht, abfragen.

Da auch der NBNS-Server direkt auf dem Gateway installiert ist und somit Zugriff auf die Informationen über den Zustand des Gateways hat, kann er zu einem bestimmten Zeitpunkt, z. B. bei einer Übertragung von Nutzdaten, seine Datenbank mit den anderen NBNS abgleichen, ohne daß dafür ein gesonderter Ver­ bindungsaufbau notwendig ist. Genauso kann der NBDD fest­ stellen, ob das Senden eines Datagramms in ein entferntes NetBIOS-Netzwerk zu einem Verbindungsaufbau führen würde und ggf. das Datagramm verwerfen.

Abgleich der NBNS-Datenbanken

Nach dem Starten des Gateways durchsucht der auf ihm in­ stallierte NBNS das lokale NetBIOS-Netzwerk nach vorhandenen Arbeitsgruppen, Rechnern und -Servern. Das Suchverfahren, nachfolgend als Netzwerkscan bezeichnet, basiert auf der An­ nahme, daß in einem NetBIOS-Netzwerk normalerweise jeder Rechner freigegebene Ressourcen von mehr als einem anderen Rechner verwendet. Diese Annahme ist für das Funktionieren des Suchverfahrens wichtig. Wenn kein Rechner freigegebene Ressourcen anderer Rechner verwendet, muß der NBNS warten, bis sich alle Rechner selbst bei ihm melden um ein vollstän­ diges Bild des Netzwerks in seiner Datenbank ablegen zu können. Es kann unter Umständen bis zu 60 Minuten dauern (wie man es z. B. in der "Netzwerkumgebung" von Windows-Rechnern beobachten kann) bis jeder Rechner in einem NetBIOS-Netzwerk seine freigegebenen Ressourcen bekannt gegeben hat.

Grundlage des Netzwerkscans ist, daß an jedem Rechner abge­ fragt werden kann, welche weiteren Rechner, Arbeitsgruppen und Server er kennt, d. h. von welchen Rechnern er freigege­ bene Ressourcen verwendet und in welchen Gruppen sich diese Rechner befinden. Über eine Gruppenanfrage (Adreßauflösung für einen Gruppennamen) für alle in der Antwort darauf von dem Rechner mitgeteilten Gruppen erhält der NBNS die Adressen aller in der jeweiligen Gruppe angemeldeten Rechner. Diese Gruppenanfrage wird als Rundsende-Nachricht (Broadcast) abge­ setzt. Jeder Rechner, der Mitglied der angefragten Gruppe ist, überträgt darauf hin seine IP-Adresse zum NBNS. Nun kann der NBNS auf jedem einzelnen dieser Rechner nach weiteren auf ihm gespeicherten Gruppen suchen. Für jede neue Gruppe setzt der NBNS nun wieder eine Gruppenanfrage ab. Dies geschieht so lange, bis keine weiteren Rechner oder Gruppen mehr gefunden werden. Auf diese Weise selbst große Netze innerhalb weniger Sekunden vollständig durchsucht werden. Je größer das Netz ist, um so vollständiger ist das Netzabbild in der Datenbank am Ende der Suche, da die Wahrscheinlichkeit, daß die notwen­ dige Annahme für das Funktionieren des Suchverfahrens erfüllt ist, mit der Netzgröße steigt.

Nach dem Suchvorgang gleicht der NBNS seine Datenbank mit allen ihm bekannten NBNS ab. Hierzu wird einmalig eine Ver­ bindung zu allen über Wählverbindungen angeschlossenen ent­ fernten NetBIOS-Netzwerken aufgebaut, über die ein solcher NBNS erreicht werden kann. Dieser Erstabgleich wird vom NBNS- Server überwacht. Gelingt es nicht die Datenbanken abzuglei­ chen, weil z. B. der NBNS im entfernten NetBIOS-Netzwerk nicht aktiv oder der Einwahlpunkt in das ferne NetBIOS-Netzwerk be­ setzt ist, so wird der Erstabgleich zu einem späteren Zeit­ punkt erneut versucht. In vorteilhafter Ausgestaltung der Er­ findung gibt der NBNS nach einer Höchstzahl von Versuchen zum Erstabgleich auf und markiert das entfernt liegende NetBIOS- Netzwerk als nicht erreichbar. Dies verhindert auch ständige Abgleichversuche, wenn der NBNS oder das Gateway falsch kon­ figuriert sind.

Um Verbindungskosten zu sparen, aber dennoch der Dynamik ei­ nes NetBIOS-Netzes, die durch ständiges Ein- und Ausschalten von Rechnern gekennzeichnet ist, Rechnung zu tragen, gleicht der NBNS nach dem Erstabgleich seine Datenbank nur noch dann ab, wenn das Gateway eine Verbindung zu dem fernen Netz auf­ gebaut hat, in dem sich der andere NBNS befindet, um bei­ spielsweise Nutzdaten zu übertragen. Zudem wird das Gateway so konfiguriert, daß es den NBNS-Server immer dann benach­ richtigt, wenn es eine Wählverbindung aufgebaut hat. Darauf­ hin prüft der NBNS-Server zunächst, ob er das gerade ange­ wählte entfernte NetBIOS-Netzwerk kennt und gleicht ggf. so­ fort seine Datenbank mit dem dort befindlichen NBNS-Server ab. Änderungen in der Datenbank, die sich während einer be­ stehenden Verbindung ergeben werden dem fernen NBNS-Server sofort mitgeteilt.

Um die Datenbank und das damit verbundene zum Abgleich not­ wendige Datenaufkommen so klein wie möglich zu halten, prüft der NBNS-Server jedes Gateways beim Abgleich seiner in­ ternen Datenbank mit jeder internen Datenbank der NBNS-Server in entfernten Gateways an Hand der Routing-Tabelle seines Gateways, ob der Rechner aus einem entfernten NetBIOS-Netz­ werk oder der entfernte Stand-alone Rechner, dessen Name an den NBNS-Server übertragen wird, überhaupt erreichbar ist.

Hierzu wertet jeder NBNS-Server, an den ein Name aus einem entfernten NetBIOS-Netzwerk oder von einem Stand-alone Rech­ ner übertragen wird, die Routing-Tabelle des zugehörigen Gateways aus, indem der übertragene Name nur dann in die Da­ tenbank des NBNS-Server aufgenommen wird, wenn zum einen ein Routeneintrag zu dem Rechner, dessen Namen übertragen wird, vorhanden ist, und zum anderen der Rechner und der den Namen übertragende NBNS-Server über die selbe Route erreichbar sind.

Zur weiteren Reduzierung der Datenbankgröße kann der NBNS- Server seine Datenbank selektiv abgleichen. Es werden ledig­ lich die Datenbankeinträge übermittelt, die der NBNS-Server von anderen NBNS-Servern als dem, mit dem gerade abgeglichen wird, gelernt wurden. Diese Methode eine Datenbank abzuglei­ chen wird in der Netzwerktechnik allgemein als Split-Horizon- Algorithmus bezeichnet.

Mischbetrieb verschiedener NetBIOS-Knotentypen

Bei den verschiedenen Knotentypen (B/P/M/H) muß nach dem Ver­ halten des Knotens unterschieden werden. Es gibt B- und P- Knoten-Verhalten. Die beiden anderen Typen (M- und H-) stellen Mischformen von B- und P-Knoten dar und können sich daher wie ein B- oder ein P-Knoten verhalten oder auch beide Verhaltensweisen gleichzeitig zeigen.

Der RFC 1001 verbietet eigentlich den Mischbetrieb von P- und B-Knoten. Diese Beschränkung liegt darin begründet, daß ein B-Knoten keine Namensinformationen von P-Knoten erhalten kann und umgekehrt, weil B-Knoten die Namenauflösung über Broadcasts durchführen, während P-Knoten dafür den NBNS ver­ wenden.

Um den Mischbetrieb zu ermöglichen, registriert der hier ver­ wendete NBNS sowohl die Namen der P- als auch die der B-Kno­ ten in seiner Datenbank und kann so auch Anfragen eines P- Knoten für einen Namen eines B-Knoten auflösen. Weiterhin be­ antwortet der NBNS Anfragen eines B-Knotens für einen P-Kno­ tennamen anstelle des eigentlichen Nameninhabers. Bei M- und H-Knoten richtet der NBNS sein Verhalten je nach Art der An­ frage (B- oder P-Anfrage).

Durch die Möglichkeit des Mischbetriebs muß zum einen kein NetBIOS-Rechner neu konfiguriert werden, um zwei NetBIOS- Netzwerke zu koppeln, und zum anderen werden Verbindungsauf­ bauten, die sich durch Broadcasts für Namenauflösungen eines B-Knoten ergeben, verhindert, da der NBNS-Server auf dem Gateway diese Anfrage beantwortet. Zusätzlich können auch B- Knoten von einem fernen NetBIOS-Netzwerk aus erreicht werden, da der NBNS die IP-Adresse des B-Knotens beim Abgleich der Datenbank dem NBNS im entfernten Netzwerk mitteilt, wodurch der B-Knoten dort bekannt ist und seine Adresse abgefragt werden kann.

Einwahl in ein NetBIOS-Netzwerk

Durch die Integration des NBNS in das Gateway und die aus­ schließliche Verwendung von in den RFC1001 und 1002 definier­ ten Protokollen kann dieses Verfahren auch direkt für die Einwahl einzelner Rechner (Einwahl eines nicht in ein LAN eingebundenen Rechners, Dial-In-Knoten) in ein NetBIOS-Netz­ werk dienen (RAS-Server, kurz für Remote Access Service).

Da dieser einzelne Rechner normalerweise als B-Knoten konfi­ guriert ist, könnte er bei einer normalen Installation nach RFC 1001 zwar auf die im LAN freigegebenen Ressourcen zugrei­ fen, er selber könnte jedoch keine Ressourcen im Netzwerk freigeben, da sein Name im LAN nicht aufgelöst werden kann. Der NBNS-Server in dem erfindungsgemäßen Verfahren hingegen erlaubt den Mischbetrieb aller NetBIOS-Knoten. Daher ist auch der Name des eingewählten Stand-alone Rechners im LAN sicht­ bar und es kann auf freigegebene Ressourcen dieses Rechners zugegriffen werden.

Gruppennachrichten und der NBDD-Server

Der NBDD-Server dient zur Weiterleitung von Gruppennachrich­ ten in entfernte NetBIOS-Netzwerke. Dazu löst er mit Hilfe des NBNS-Server den Gruppennamen in die zugehörigen IP- Adressen auf und überträgt nach dem bisherigen Stand der Technik das jeweilige Datagramm an jeden Rechner, der Mit­ glied in der adressierten Gruppe ist. Datagramme sind aber so definiert, daß sie ungesichert übertragen werden. Das bedeu­ tet, daß sie auch verloren gehen dürfen. Der erfindungsgemäß auf dem Gateway installierte NBDD-Server erfragt daher zu­ nächst beim Gateway, ob eine Verbindung zum jeweiligen Ziel besteht. Das Datagramm wird nur dann übertragen, wenn ohnehin eine Verbindung besteht, ansonsten wird es verworfen. Im Ge­ gensatz zum herkömmlichen NBDD-Server kann der auf dem Gateway installierte NBDD-Server auch Datagramme verwerfen, die an einzelne Rechner (Hosts) im entfernten NetBIOS-Netz­ werk gerichtet sind, wenn das Gateway keine Verbindung zum jeweiligen entfernten NetBIOS-Netzwerk aufgebaut hat.

NBSS-Überwachung und Paketfilterung

Ein weiterer Punkt der Verbindungskosten verursacht, sind un­ erwünschte Datenpakete, die während einer NetBIOS-Session zwischen gekoppelten Net-BIOS-Netzwerken übertragen werden. Zu diesen Paketen zählen alle Pakete, die für den Anwender keine Nutzdaten enthalten. Beispielsweise prüfen NetBIOS- Rechner, wenn über eine längere Zeit keine Daten übertragen wurden, ob ihr Kommunikationspartner noch aktiv ist, was zu einem unerwünschten Verbindungsaufbau führt. Da alle Daten, die an ein entferntes Netz übertragen werden sollen, durch das Gateway laufen müssen, kann dort auch direkt in den Da­ tenstrom eingegriffen werden und alle unerwünschten Pakete gefiltert werden. Hierzu wird auf dem Gateway eine NBSS-Über­ wachung installiert, die alle NetBIOS-Session-Pakete auf un­ erwünschte Datenpakete, also solche, die beispielsweise le­ diglich überprüfen, ob der Kommunikationspartner noch aktiv ist, hin untersucht und diese gegebenenfalls filtert.

Unerwünschte Datenpakete, die bei der Kopplung von NetBIOS- Netzwerken zum Aufbau einer Wählverbindung führen, sind:

• - NetBIOS-Watchdogs - hiermit prüft ein Server in regelmäßi­ gen Abständen ob die bei ihm angemeldeten Clients noch ak­ tiv sind.
• - SMB-Echo-Requests - Hiermit prüft ein Client in regelmäßi­ gen Abständen ob die Server, bei denen er angemeldet ist, noch aktiv sind.
• - Reauthentifizierungspakete - Mit diesen prüfen Server und Clients in unregelmäßigen Abständen die Authentizität ih­ rer Kommunikationspartner (=< verschlüsselte Paßwortab­ frage)

Für die Definition von Client und Server gilt:

• - Server ist der Rechner, der freigegeben Ressourcen im Netzwerk zur Verfügung stellt
• - Client ist der Rechner, der freigegebene Ressourcen eines Servers nutzt

In einem NetBIOS-Netzwerk kann jeder Rechner gleichzeitig so­ wohl Server als auch Client sein.

Die auf jedem Gateway installierte NBSS-Überwachung filtert unerwünschte, keine Nutzdaten enthaltende Datenpakete im Da­ tenstrom und gibt an den Rechner im lokalen NetBIOS-Netzwerk des Gateways, der ein solches Paket überträgt eine Rückmel­ dung aus, die dieser für die Rückmeldung aus dem entfernten NetBIOS-Netzwerk und/oder die Rückmeldung des Stand-alone Rechners hält, damit der Rechner im lokalen NetBIOS-Netzwerk trotz abgebauter Wählverbindung die Sitzung nicht abbricht.

Die NBSS-Überwachung ändert die Sequenz- und Bestätigungs­ nummern des Sicherungsprotokolls TCP bei jedem unerwünschten Datenpaket derart ab, daß der Rechner im entfernten NetBIOS- Netzwerk und/oder der entfernte Stand-Alone-Rechner die feh­ lenden unerwünschten Datenpakete nicht bemerkt. Wird ein wei­ teres unerwünschtes Paket gefiltert, so vergrößert sich die notwendige Änderung der Sequenz- und Bestätigungsnummern ent­ sprechend. Die Sitzungsüberwachung muß für jede NetBIOS- Sitzung zwischen zwei Rechnern in gekoppelten NetBIOS-Netz­ werken die notwendigen Änderungen der Sequenz- und Bestäti­ gungsnummern und zusätzlich die IP-Adressen und Ports der an der Sitzung beteiligten Rechner sowie weitere interne Parame­ ter über den Zustand der Verbindung, die zur Verwaltung der Sitzungen in der Datenbank der NBSS-Überwachung nötig sind, speichern. Daher ist die Anzahl der möglichen (gleichzeiti­ gen) Sitzungen durch den auf dem Gateway verfügbaren Speicher beschränkt.

Da Reauthentifizierungspakete verschlüsselt sind (s. o.), können sie von der NBSS-Überwachung nicht korrekt beantwortet und daher auch nicht gefiltert werden. Aus diesem Grund wer­ den nur NetBIOS-Watchdogs und die SMB-Echo-Requests gefil­ tert.

Claims (7)

1. Verfahren zur Kopplung von NetBIOS-Netzwerken und/oder NetBIOS-Stand-alone Rechnern über gebührenpflichtige Wählverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß

• - jedes NetBIOS-Netzwerk und/oder jeder NetBIOS-Stand- alone Rechner mit mindestens einem Gateway verbunden ist
• - jeder Rechner eines NetBIOS-Netzwerk und jeder NetBIOS-Stand-alone Rechner zur Namensauflösung als B-Knoten, P-Knoten, M-Knoten oder H-Knoten konfigu­ riert ist und auf jedem Gateway ein NBNS-Server in­ stalliert ist, der nach seinem Start das mit ihm ver­ bundene NetBIOS-Netzwerk nach vorhandenen NetBIOS-Ar­ beitsgruppen, -Rechnern und -Servern durchsucht oder den mit ihm verbundenen NetBIOS-Stand-alone Rechner erkennt und dabei zumindest die Namen der NetBIOS-Ar­ beitsgruppen, -Rechner und/oder -Server, die zu den Namen gehörigen IP-Adressen sowie die Konfiguration der Rechner als B-, P-, M- oder H-Knoten in eine in­ terne Datenbank einträgt,
• - der NBNS-Server jedes Gateways nach dieser Durchsu­ chung eine Wählverbindung zu allen mit ihm gekoppel­ ten NetBIOS-Netzwerken und/oder NetBIOS-Stand-alone Rechnern aufbaut, um seine interne Datenbank mit je­ der internen Datenbank der NBNS-Server der Gateways in entfernten NetBIOS-Netzwerken und/oder von ent­ fernten Stand-Alone-Rechnern erstmals über eine Wähl­ verbindung abzugleichen,
• - jeder NBNS-Server seine interne Datenbank danach nur noch dann mit NBNS-Servern der Gateways in entfernten NetBIOS-Netzwerken und/oder von entfernten Stand- Alone-Rechnern abgleicht, wenn eine Wählverbindung zum Austausch von Nutzdaten besteht
• - auf jedem Gateway ein NBDD-Server installiert ist, der NetBIOS-Datagramme nur dann in entfernte NetBIOS- Netzwerke und/oder an entfernte Stand-Alone-Rechner überträgt, wenn eine Wählverbindung zum Austausch von Nutzdaten besteht,
• - auf jedem Gateway eine NBSS-Überwachung installiert ist, die keine Nutzdaten enthaltende Datenpakete im Datenstrom erkennt und an den Rechner im lokalen Net- BIOS-Netzwerk des Gateways, der ein solches Paket überträgt eine Rückmeldung ausgibt, die dieser für die Rückmeldung aus dem entfernten NetBIOS-Netzwerk und/oder die Rückmeldung des Stand-alone Rechners hält, damit der Rechner im lokalen NetBIOS-Netzwerk trotz abgebauter Wählverbindung die Sitzung nicht ab­ bricht, wobei die NBSS-Überwachung die Sequenz- und Bestätigungsnummern des Sicherungsprotokolls TCP bei jedem keine Nutzdaten enthaltenden Datenpaket derart abändert, daß der Rechner im entfernten NetBIOS-Netz­ werk und/oder der entfernte Stand-Alone-Rechner die fehlenden, keine Nutzdaten enthaltenden Datenpakete nicht bemerkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der NBNS-Server jedes Gateways beim Abgleich seiner in­ ternen Datenbank mit jeder internen Datenbank der NBNS- Server in entfernten Gateways an Hand der Routing-Tabelle seines Gateways prüft, ob der Rechner aus einem entfern­ ten NetBIOS-Netzwerk oder der entfernte Stand-alone Rech­ ner, dessen Name und IP-Adresse an den NBNS-Server über­ tragen wird, überhaupt erreichbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder NBNS-Server, an den ein Name und eine zugehörige IP-Adresse aus einem entfernten NetBIOS-Netzwerk oder von einem Stand-alone Rechner übertragen wird, die Routing- Tabelle des zugehörigen Gateways auswertet, in dem der übertragene Name nur dann in die Datenbank des NBNS-Ser­ ver aufgenommen wird, wenn zum einen ein Routeneintrag zu dem Rechner, dessen Namen und IP-Adresse übertragen wird, vorhanden ist, und zum anderen der Rechner und der den Namen und IP-Adresse übertragende NBNS-Server über die selbe Route erreichbar sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenbankabgleich zwischen den NBNS-Servern nach dem Split-Horizon-Algorithmus erfolgt, so daß Inhalte der internen Datenbanken der NBNS-Server beim Abgleich nur an diejenigen entfernten NBNS-Server übertragen werden, von denen sie nicht zuvor gelernt wurden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beim Datenbankabgleich zwischen den NBNS-Servern übertragene Daten zumindest solange gültig bleiben, bis ein erneuter Abgleich erfolgen konnte.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anzahl von jedem NBNS-Server über das Gateway aufgebauten Wählverbindungen zum erstmaligen Datenbankabgleich mit entfernten NBNS-Servern beschränkt ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verfahren über die in RFC 1001 und RFC 1002 definierten Protokolle abgewickelt wird.