「DHCPとは何か」という問いに対する答えは、ネットワーク内でIPアドレスを動的に割り当てるための標準的な仕組みであるということです。DHCPは、Dynamic Host Configuration Protocol(動的ホスト構成プロトコル)の略です。

IP(インターネットプロトコル)アドレス指定とは、ネットワーク上のデバイスにアドレスを割り当てる論理的な手段です。 ネットワークに接続された各デバイスには、一意のIPアドレスが必要です。

家庭では、ダイナミック・ホスト・コンフィギュレーション・プロトコル(DHCP)が、スマートフォン、ノートパソコン、タブレット、ドアベルカメラなどのデバイスにIPアドレスを割り当てます。自宅のネットワークでWi-Fiを使用する場合、通常はルーターがDHCPサーバーの役割を果たします。

大規模な企業環境では、DHCPサーバーは通常、専用のコンピュータが担当します。IPアドレスの管理を簡素化することで、コスト削減やセキュリティの向上につながり、管理者の貴重な時間を割く必要もなくなります。

この用語解説では、DHCPの仕組みの基本について解説します。その後、動的アドレス割り当てと通信プロトコルという2つの側面について詳しく見ていきます。

DHCPはどのように機能するのでしょうか?

DHCPはネットワーク管理プロトコルです。ノートパソコンなどのクライアントデバイス(またはDHCPクライアント)がネットワークに接続し、IPアドレスを要求します。この要求はDHCPサーバーに対して行われます。

これらのサーバーは、多くの場合、冗長性(DHCPフェイルオーバーと呼ばれることが多い)や、他のネットワークサーバーとのクラスタリングが設定されています。サーバーは、IPv4ネットワークとIPv6ネットワークの両方で動作可能です。

Diagram showing the DHCP process in a network.

サーバーは、IPアドレスおよび関連するネットワーク設定パラメータを迅速かつ自動的に割り当てます。デバイスが割り当てを受け入れると、内部ネットワークとパブリックインターネットの両方と通信できるようになります。このプロセスはDHCP管理の一部であり、IPアドレスの動的な割り当てと監視を通じて、効率的な割り当てを確保し、競合を防止し、デバイスのシームレスな接続性を維持することを目的としています。

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関連パラメータ

これらのサーバーは、IPアドレスの割り当てに加え、DHCPオプションと呼ばれる関連パラメータも提供します。IPアドレスのグローバルな調整機関であるインターネット番号割り当て機関(IANA)が、利用可能なDHCPパラメータを定義しています。

オプションの数は数百に上ります。その中でも重要なのが、IPアドレスが使用できる期間、いわゆる「リース期間」です。また、デフォルトゲートウェイ、そのサブネットマスク、およびDNSサーバーも含まれます。

その他の用語の定義

理解を深めるために、先ほど触れた用語のいくつかを簡単に定義しておきましょう:

  • デフォルトゲートウェイは、ローカルネットワークとインターネットの間、あるいはローカルサブネット間でデータをやり取りします。
  • IPネットワークでは、サブネットマスクを使用して、IPアドレスのホストアドレス部分とネットワークアドレス部分を区別します。
  • DNSサーバーは、名前をIPアドレスに変換する役割を果たし、bluecatnetworks.comのように覚えやすいドメイン名を、104.239.197.100のようなIPアドレスに変換します。

DHCP による動的 IP アドレス割り当て

IPアドレスの割り当ては、所定のアドレス範囲内で動的に行われます。その結果、ネットワークに接続されたデバイスは、恒久的なアドレスを持ちません。リースが正常に更新されない限り、リース期間が満了するたびにIPアドレスは定期的に変更される可能性があります。

常に稼働している必要があるサービスの場合、静的IPアドレスの方が適していることがよくあります。企業では、メールサーバーなどのハードウェアに静的IPアドレスを使用するのが一般的です。もちろん、DHCPサーバーには静的IPアドレスを割り当てる必要があります。

しかし、特定のデバイスやサービスに特定のIPアドレスを割り当てることには欠点もあります。 ネットワーク管理者は、IPアドレスを手動で割り当て、設定し、追跡しなければなりません。これは時間のかかる作業です。多くの場合、管理者がそのデバイスのそばに物理的にいる必要があります。

一方、動的IPアドレスは通常、以下の理由から好まれる選択肢です:

  • 静的IPアドレスよりも管理コストが低い;
  • IPアドレスが絶えず変化するため、プライバシーとセキュリティが向上する可能性がある;および
  • デバイスがサブネット間を移動する際、手動での管理が不要である。

DHCP通信プロトコル

DHCPリクエストを処理するための通信には、サーバーとクライアントの両方が関与します。さらに、リレーエージェントやIPヘルパーが、両者間の通信を円滑にする役割を果たすこともよくあります。リレーエージェントは、クライアントからのDHCPブロードキャストメッセージを受信し、設定情報を付加してサーバーに再送信します。

通信は、パケットと呼ばれる小さなデータ単位を介して行われ、それらはネットワークを経由してルーティングされます。IP のようなネットワークプロトコルが、そのすべてのルールを規定しています。

ほとんどの場合、通信は 4 つのステップで行われます。簡単に説明すると、以下の通りです:

  1. クライアントからサーバーへディスカバーパケットが送信されます。
  2. サーバーは、IPアドレスを含むDHCPオファーパケットをクライアントに返信します。
  3. クライアントはオファーを受信して検証し、そのアドレスを受け入れる旨を伝えるリクエストパケットをサーバーに返信します。
  4. サーバーは、選択されたIPアドレスを確認するために、クライアントに確認応答パケットを送信します。

この点を踏まえて、最後に1つ付け加えます。DHCPは、DNSおよびIPアドレス管理(IPAM)と合わせて、DDIとして知られています。

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DHCPに関するよくある質問

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