DHCPの仕組み

DHCPとは

• Dynamic Host Configuration Protocol
• L7(アプリケーション層)プロトコル
• 構成要素
  • DHCPサーバ：クライアントにIPアドレスを割り当てる。Windowsサーバ/Linuxサーバ/ルータに構築。
  • DHCPクライアント：IPアドレスを割り当てられる端末。
• DHCPサーバ向けのパケットはUDP:67で、DHCPクライアント向けのパケットは、UDP:68を使用。

DHCPの仕組み

• IPアドレスをクライアントに割り当てるまでの流れ(同一セグメントにクライアントとサーバがある場合)

1. DHCP Discover
   • クライアントからブロードキャストでDHCP Discoveryメッセージを送信し、ネットワーク全体に問い合わせる
     • そのときのパケットの中身

1. DHCP Offer
   • サーバ側でアドレスプールから割り当てるIPアドレスを選択し送信。
   • そのときのパケットの中身

1. DHCP Request
   • クライアントは割り当てられたIPを使用する通知をブロードキャストで送信。まだこの時点では設定情報がなく、割り当てられていない。
   • そのときのパケットの中身

1. DHCP Ack
   • サーバが割り当てるIPアドレスの情報をクライアントに送信。
   • そのときのパケットの中身

• ※DHCP Offer/DHCP Ackはブロードキャストもしくはユニキャストで送信される。DHCP Discovery内のブロードキャストフラグ次第でどちらかに決まる。

• IPアドレスのリース更新の流れ

  1. DHCP Request
     • クライアントがサーバにリース期限更新のリクエストを送る
  2. DHCP Ack
     • サーバがクライアントに要求を許可するメッセージを送信する。

• IPアドレスの解放までの流れ

  1. DHCP Release
     • クライアントがサーバにリリース依頼のリクエストを送信。

なぜDHCPクライアントがDHCP Offerの情報をそのまま使わないのか？

• DHCPサーバがネットワーク上に複数台存在する場合があり、その際に他のすべてのDHCPサーバにどのDHCPサーバからの設定情報を使用するか通知する必要があるため、DHCP Requestによってブロードキャストで送信し、通知している

DHCPリレーエージェント

• L2を超えた先にDHCPサーバが存在する場合(=ルータの先にDHCPサーバが存在する場合)、DHCPリレーエージェントを設置する必要あり
• ブロードキャスト通信は、ルータ(L3)を越えられない(ルータがパケットを破棄する)ため。
• DHCPリレーエージェントとは？
  • ルータがリレーエージェントになることが多いが、サーバにソフトウェアを入れて構築することも可能
  • DHCPクライアントが送信したDHCP Discovery/OfferパケットなどのブロードキャストパケットをユニキャストでDHCPサーバに転送する役割
  • その後、DHCPサーバはDHCPリレーエージェントにユニキャストで応答し、DHCPリレーエージェントは、ブロードキャストでDHCPクライアントに送信する