DHCPとは
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）は、ネットワークに接続する際に必要なIPアドレスやサブネットマスク、デフォルトゲートウェイ、DNSサーバの情報を自動的に割り当てるアプリケーション層のプロトコルです。
ユーザーが手動で設定しなくても、ケーブルをつなぐだけでネットワーク接続が可能になる仕組みです。
DHCPの構成要素
| 構成要素 | 役割 | 使用される機器 |
|---|---|---|
| DHCPサーバ | IPアドレスなどの設定情報をクライアントに割り当てる | Windowsサーバ、Linuxサーバ、Ciscoルータなど |
| DHCPクライアント | DHCPサーバから設定情報を受け取る | Windowsパソコン、スマートフォン、IP電話など |
DHCPのパケット
DHCPはUDP上で動作します。
- サーバ宛てのポート番号：67
- クライアント宛てのポート番号：68
DHCPメッセージの中には、割り当てるIPアドレスやサブネット情報などが含まれています。
DHCPの仕組み
DHCPのやり取りは大きく4段階に分かれます。これを「DORA（Discover, Offer, Request, Ack）」と呼びます。
- Discover
クライアントが「誰かIPアドレスをください」とブロードキャストで全体に問い合わせを送信します。 - Offer
DHCPサーバが空いているIPアドレスを選び、クライアントに提案します。 - Request
クライアントが「そのIPを使います」とリクエストを送信します。 - Ack
サーバが「そのIPアドレスを使ってよい」と承認し、利用開始できます。
この流れにより、クライアントは自動的にIPアドレスを取得し、ネットワークに参加できます。
DHCPサーバの設定項目
DHCPサーバには以下のような設定が必要です。
- IPアドレスの割り当て範囲（アドレスプール）
- サブネットマスク
- デフォルトゲートウェイのアドレス
- DNSサーバのIPアドレス
- リース期間（IPアドレスを使用できる期間）
初心者向けイメージ
DHCPを人間の世界に例えると「ホテルのフロント」に似ています。
- 宿泊客（クライアント）が来ると、空いている部屋（IPアドレス）を割り当てる
- 退室すると、部屋は再び空き部屋として他の人に割り当てられる
このように、ネットワーク上でIPアドレスを効率的に管理する役割を担っています。
DHCPリレーエージェントとは
通常、DHCPのやり取り（Discover, Offer, Request, Ack）はブロードキャストで行われます。そのため、クライアントとサーバは同じサブネットに存在する必要があります。
しかし、実際のネットワークでは複数のサブネットをルータやL3スイッチで分離していることが多く、ブロードキャストはこれらの機器を超えられません。そのため、サブネットごとにDHCPサーバを用意するとコストや管理が大きな負担になります。
この課題を解決するのが DHCPリレーエージェント です。
DHCPリレーエージェントの仕組み
DHCPリレーエージェント機能を持ったルータやL3スイッチが、クライアントからのDHCPブロードキャストを受け取ります。
- クライアントがDHCP Discoverを送信する
- リレーエージェントがそのパケットをユニキャストに変換してDHCPサーバに転送する
- サーバからの返信（Offer, Ackなど）もリレーエージェントを経由してクライアントに届けられる
この仕組みにより、DHCPサーバは1台で複数のサブネットにIPアドレスを割り当てられるようになります。
DHCPリレーエージェントの利点
- サブネットごとにDHCPサーバを設置する必要がない
- ネットワーク全体でIPアドレス管理を一元化できる
- コスト削減と運用管理の効率化が可能
初心者向けイメージ
「町の中心にある役所（DHCPサーバ）」に直接行けない人（クライアント）のために、近くの交番（リレーエージェント）が書類を取り次いでくれるイメージです。
クライアントはどのサブネットにいても、リレーエージェントを通じて正しくIPアドレスをもらえます。