DHCPとは、「ネットワーク接続するのに必要なIPアドレスなどの情報を自動的に割り当てるプロトコル」のことで、インターネット接続には不可欠な仕組みです。が、普段利用者からは目に見えないため、意外とその仕組みは知られていません。
そこで、この記事では、DHCPの仕組み、流れについて、IT初心者の方にもわかりやすく解説します。
DHCPとは？
DHCPとは、「Dynamic Host Configuration Protocol」の略称で、直訳すると「動的にホストの設定をする規約（プロトコル）」になりますが、簡単に言うと、「ネットワーク接続するのに必要なIPアドレスなどの情報を自動的に割り当てるプロトコル」のことです。
PCやスマホをwifiに繋げる時、私たちは設定画面から指定のwifiをクリックするだけですぐにインターネットに接続できるように見えますが、本来インターネットにつなぐには、IPアドレス、サブネットマスク、デフォルトゲートウェイといった設定が必要です。
そこで、DHCPがそういった情報を自動で割り当てることで、インターネットに詳しくない人でも、wifiに繋げるだけでインターネットに接続できるようになるのです。
DHCPの仕組みとは？
DHCPの構成要素は、大きく「DHCPクライアント」と「DHCPサーバ」の２つがあります。
「DHCPクライアント」はIPアドレス等を割り当ててもらうPCやスマホのことで、「DHCPサーバ」はIPアドレス等を自動で割り当ててくれるサーバーのことです。
といってもそのサーバってどこにあるの？家にサーバーなんか無いけど…と思われる方も多いかと思いますが、DHCPの機能は一般的にはルーターやスイッチ、家庭用ブロードバンドルーターに搭載されています。
DHCPの流れ
処理の流れとしては以下となります。
①「DHCPサーバさんどこですかー？」
DHCPクライアントが、DHCP Discoverパケットをブロードキャストで同じネットーワークにいる全ての機器に送り、DHCPサーバを探します。
②「あなたはこのIPアドレスでどう？」
クライアントからの問い合わせを受け取ったDHCPサーバは、そのクライアントに割り当てるIPアドレス等の情報をアドレスプールから提案します。（DHCP Offer）
③「じゃあこれでいきます！」
DHCPofferを受け取ったクライアントは、okであればDHCP Requestをサーバに送ります。
④「じゃあ確定ね、あなたの情報はこれです！」
サーバは③の応答が返ってくると、クライアントに詳細なIPアドレス等の情報を正式に送ります。
このようなやり取りが、wifi接続時に実は自動で行われています。
一度割り当てられたIPアドレスを永遠に使えるわけではない！？
上記のような流れで端末ごとにIPアドレスが割り当てられますが、一度割り当てられたら永遠にそれをつける、というわけではありません。割り当てられたIPアドレスには、有効期間（リース期間）があります。これは、サーバからは一度割り当てられたIPアドレスが実際に今使われているかどうかを確認することはできないため、有効期限を設けることで、無駄のない効率的な運用をするためです。
実際に有効期限がきた際は、最初と同じような流れで「今これ使ってるけど有効期限切れます」とサーバに連絡し、「まだ使ってるんだね、じゃあ期限を延長します」といった感じで期限を延ばすことができるので、ユーザーがそこまで意識する必要はありません。
DHCPリレーエージェントとは？
DHCP関連でよく出てくる用語に、「DHCPリレーエージェント」があります。
これは、同じネットワーク内にDHCPサーバがない場合に使われる機能です。
通常のDHCPの流れでは、まずブロードキャストで同じネットワーク内にDHCPサーバがいないか問い合わせを送ります。が、この時に同じネットワーク内にDHCPサーバがない場合、「ここにはいないんであっちに転送しますね！」と別ネットワークにあるDHCPサーバとの中継役になってくれるのがDHCPリレーエージェントです。
おわりに
いかがだったでしょうか。
普段wifiを利用していても意識することはありませんが、インターネット接続の裏では実はこのDHCPによってIPアドレス等が自動で割り当てられているのです。
インターネット回線の契約等でこのDHCP設定の欄もよく出てくるので、仕組みをしっかり理解しておくといいでしょう。なお、インターネット接続に必要な他の機能としてNAT、NAPTについてがありますが、それはこちらで詳しく解説しているので、ぜひ合わせて読んでみてください。
コメント