[네트워크] DHCP

1. DHCP 프로토콜

• 정적 할당 vs 동적 할당
  • 정적 할당 : IP 정보를 직접 설정하는 것
    • 일반적으로 데이터 센터에서 사용
  • 동적 할당 : 자동으로 설정하는 것
    • 사무실 네트워크에서 사용
• DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 프로토콜
  • IP를 동적으로 할당하는 데 사용되는 프로토콜
  • IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이, DNS 정보를 자동으로 할당받을 수 있다.
• BOOTP
  • DHCP는 BOOTP(Bootstrap Protocol)라는 프로토콜을 기반으로 한다.
  • DHCP는 BOOTP와 유사하게 동작하지만 몇 가지 기능이 추가된 확장 프로토콜
  • BOOTP와 호환성이 있어 서로의 서비스 포트를 공유하고 정보를 수신할 수 있다.

2. DHCP 동작 방식

1. DHCP Discover
   • 클라이언트가 DHCP 서버를 찾기 위해 메시지를 브로드캐스트로 전송
2. DHCP Offer
   • DHCP 서버는 클라이언트에 할당할 IP 주소와 네트워크 정보를 포함한 메시지를 클라이언트로 전송
3. DHCP Request
   • 클라이언트는 DHCP 서버로부터 제안받은 IP 주소를 사용하겠다는 요청 메시지를 브로드캐스트로 전송
4. DHCP Acknowledgement
   • DHCP 서버는 클라이언트로부터의 요청을 받고, 해당 IP를 어떤 클라이언트가 사용하기 시작했는지 정보를 기록하고 응답을 전송

DHCP 패킷의 4단계 흐름

• DHCP Discover 메시지
  • DHCP 클라이언트가 DHCP 서버를 찾기 위해 보내는 메시지
  • 출발지는 Zero IP 주소(0.0.0.0), 목적지는 브로드캐스트 주소(255.255.255.255)로 설정
• IP 할당
  • DHCP 서버는 DHCP IP Pool 중에서 할당할 IP를 선택
  • 임의로 선택하거나, 사전에 정의된 MAC 주소에 따른 IP를 할당할 수 있다.
• DHCP Offer 메시지
  • DHCP 서버가 클라이언트에 IP 주소 사용을 제안하는 단계
  • IP 주소, 서브넷, 게이트웨이, DNS 정보, IP 주소 임대 시간(Lease Time), DHCP 서버의 IP 정보 등이 포함
• DHCP Request 메시지
  • DHCP 클라이언트는 제안받은 IP 정보를 사용하기 위해 이 메시지를 DHCP 서버에 전송
  • DHCP 서버 여러 대가 동작하는 환경을 위해 브로드캐스트 사용
• DHCP Acknowledgement 메시지
  • DHCP 서버가 클라이언트에 최종 확인을 요청
  • DHCP Offer의 내용과 동일
  • 이 패킷을 전송하면서 클라이언트는 DHCP 서버에서 할당받은 IP를 로컬에 설정하고 사용을 시작함
• IP 임대 시간과 갱신
  • DHCP를 통해 IP를 할당할 때는 IP 임대 시간이 지정된다.
  • 임대 시간이 만료되면 IP를 다시 IP Pool로 회수
  • 사용 중인 동안 IP 주소가 IP 풀에 다시 반환되지 않게 하기 위해 갱신 과정을 거친다.
• 갱신 절차
  • 임대 시간의 50%가 지나면 갱신 과정을 수행
  • 이때, DHCP 클라이언트는 DHCP Request를 DHCP 서버에 바로 전송
  • 서버는 DHCP ACK를 보내 갱신을 진행
• IP 임대 시간 설정
  • IP 임대 시간은 DHCP를 사용하는 환경에 맞게 설정할 수 있다.
  • 클라이언트가 어느 정도 고정되어 있고 IP 풀 범위가 넓다면 임대 시간을 길게 잡을 수 있다.
  • 반면, 클라이언트가 불특정하면서 자주 바뀌는 경우라면 DHCP 임대 시간을 짧게 설정해 임대된 IP가 빨리 반환되도록 해야 한다.

3. DHCP 서버 구성

DHCP 서버는 여러 시스템에서 사용할 수 있으며, 주로 설정하는 값은 다음과 같다.

• IP 주소 풀(IP 범위) : 클라이언트에 할당할 IP 주소 범위
• 예외 IP 주소 풀(예외 IP 범위) : 클라이언트에 할당할 IP 주소로 선언된 범위 중 예외적으로 할당하지 않을 대역
• 임대 시간 : 클라이언트에 할당할 IP 주소의 기본 임대 시간
• 서브넷 마스크(Subnet Mask) : 클라이언트에 할당할 IP 주소에 대한 서브넷 마스크 정보
• 게이트웨이(Router) : 클라이언트에 할당할 게이트웨이 정보
• DNS(Domain Name Server) : 클라이언트에 할당할 DNS 주소

 

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참고

⌜IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문⌟ 길벗, 2023
[7장] 통신을 도와주는 네트워크 주요 기술 | 7.4 DHCP (p.274~281)

* 책을 참고해 필요한 내용을 정리한 것이므로, 책의 내용과 다를 수 있습니다.