DHCP を使用した IP 構成の簡略化

DHCP は、IP アドレス構成情報を使用してネットワーク デバイスを自動的に構成します。 これにより、CONTOSO の IT サポート スタッフは、IP 構成の割り当てを簡素化して一元化できます。 Contoso が DHCP を使用しないことを選択した場合、クライアントをネットワークに追加するたびに、接続先のネットワークに関する情報を使用してネットワーク インターフェイスを構成する必要があります。

DHCP の利点

DHCP を使用する主な利点は、ネットワーク デバイスで IP アドレス情報を構成するために必要なメンテナンスを減らすことです。 多くの組織では、プリンター、スキャナー、スマートフォン、デスクトップ コンピューター、ノート PC など、何千ものコンピューター デバイスを管理しています。 このため、このサイズの組織に対してネットワーク IP 構成を手動で管理することは実用的ではありません。

DHCP は自動化されたプロセスであるため、IP アドレス情報を手動で構成するよりも正確です。 これは、構成プロセスを認識または理解していないユーザーにとって特に重要です。

DHCP を使用すると、IP アドレス構成情報を簡単に更新できます。 管理者として、新しいドメイン ネーム システム (DNS) サーバーの提供などのネットワーク サービスの変更を行う場合、DHCP サーバーで 1 つの更新のみを行い、その変更はすべての DHCP クライアントによって受け取られます。 たとえば、DHCP を使用するノート PC を持つモバイル ユーザーは、新しいネットワークに接続すると、新しい IP アドレス構成情報を自動的に取得します。

DHCP のしくみ

DHCP クライアント サービスは、IP アドレスを自動的に取得するように TCP/IP プロパティが設定されているすべての Windows コンピューターで実行されます。 DHCP クライアントは DHCP サーバーと通信して IP 構成情報を取得します。 クライアントは、割り当てられた DHCP アドレスをリースと呼ばれる一定期間使用できます。 DHCP サーバーは、アドレス プールと構成オプションを使用して構成されます。 この情報によって、クライアントに渡される IP アドレス構成情報が決まります。 次の図は、4 段階の通信プロセスを示しています。

DHCP リース生成の通信では、IP ブロードキャストが使用されます。 IP ブロードキャストはルーティングされないため、各サブネットで DHCP サーバーを構成するか、DHCP リレーを構成する必要があります。 多くのルーターには、DHCP リレー機能が含まれています。

リース生成の 4 つの手順は次のとおりです。

1. DHCP クライアントは DHCPDISCOVER パケットをブロードキャストします。 応答するコンピューターは、DHCP サーバーの役割を持つコンピューター、または DHCP リレー エージェントを実行しているコンピューターまたはルーターだけです。 最後のケースでは、DHCP リレー エージェントは、要求をリレーするように構成した DHCP サーバーにメッセージを転送します。
2. DHCP サーバーは、クライアントの潜在的なアドレスを含む DHCPOFFER パケットで応答します。 複数の DHCP サーバーが DHCPDISCOVER パケットを受信した場合、複数の DHCP サーバーが応答できます。
3. クライアントは DHCPOFFER パケットを受信します。 クライアントは、複数の DHCPOFFER パケットを受信した場合、最初の応答を選択します。 その後、クライアントは、サーバー識別子を含む DHCPREQUEST パケットを送信します。 これにより、ブロードキャストを受信する DHCP サーバーに、クライアントが受け入れるように選択したサーバーの DHCPOFFER が通知されます。
4. DHCP サーバーは DHCPREQUEST を受け取ります。 クライアントが受け入れなかったサーバーは、クライアントがそのサーバーのオファーを拒否したことを示す通知としてこのメッセージを使用します。 選択したサーバーは、IP アドレスとクライアントの情報を DHCP データベースに格納し、DHCPACK メッセージで応答します。 DHCP サーバーが初期 DHCPOFFER で提供されたアドレスを指定できない場合、DHCP サーバーは DHCPNAK メッセージを送信します。

DHCP リースの更新

DHCP リースがリース時間の 50% に達すると、クライアントは自動的にリースの更新を試みます。 このプロセスはバックグラウンドで発生します。 コンピューターの DHCP 割り当て IP アドレスが長い間同じである可能性があります。 これは、コンピューターがリースを複数回更新するためです。

IP アドレス リースの更新を試みるために、クライアントはユニキャスト DHCPREQUEST メッセージを送信します。 最初に IP アドレスをリースしたサーバーは、DHCPACK メッセージをクライアントに送り返します。 このメッセージには、元のリースの作成後に変更された新しいパラメーターが含まれています。 この時点でクライアントはユニキャスト通信に使用できる IP アドレスを持っているため、これらのパケットはブロードキャストされないことに注意してください。

DHCP クライアントが DHCP サーバーに接続できない場合、クライアントはリース時間の 87.5% が期限切れになるまで待機します。 この時点で、クライアントは (ユニキャストではなく) DHCPREQUEST ブロードキャストを送信して更新を取得し、要求は元のリースを提供したサーバーだけでなく、すべての DHCP サーバーに送信されます。 ただし、このブロードキャスト要求は更新用であり、新しいリースではありません。

クライアント コンピューターはオフになっている間に移動される可能性があるため (たとえば、新しいサブネットに接続されているラップトップ コンピューター)、クライアント コンピューターは、スタートアップ プロセス中、またはコンピューターがネットワークの変更を検出したときにも更新を試みます。 更新が成功すると、リース期間がリセットされます。

DHCP バージョン 6

DHCP バージョン 6 (DHCPv6) では、IPv6 環境でクライアントを構成するためのステートフル構成とステートレス構成がサポートされています。 ステートフル構成は、DHCPv6 サーバーが追加の DHCP データと共に IPv6 アドレスをクライアントに割り当てるときに発生します。 ステートレス構成は、ルーターが IPv6 アドレスを自動的に割り当て、DHCPv6 サーバーが他の IPv6 構成設定のみを割り当てる場合に発生します。