DHCP を使用した IP 構成の簡略化
DHCP では、IP アドレス構成情報を使用してネットワーク デバイスが自動的に構成されます。 これにより、IP 構成の割り当てを簡略化および一元化して、Contoso の IT サポート スタッフを支援できます。 Contoso が DHCP を使用しない場合、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。
ヒント
構成する必要がある情報には、IP アドレス、ネットワークのサブネット マスク、名前解決のためのクライアント DNS 設定、および他のネットワークにアクセスするためのデフォルト ゲートウェイが含まれます。
DHCP の利点
DHCP を使用する際の主な利点は、ネットワーク デバイスの 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、ラップトップなど、数千台のコンピューター デバイスを管理しています。 このため、このサイズの組織のネットワーク 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、構成プロセスを知らない、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 アドレスの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、ネットワーク サービスの変更を行うときに、DHCP サーバー上で 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信されます。 たとえば、DHCP を使用しているラップトップを使用しているモバイル ユーザーは、新しいネットワークに接続するときに、新しい IP アドレス構成情報を自動的に取得します。
注意
既定では、オペレーティング システム (OS) の最初のインストール後に、すべての Windows オペレーティング システムによって IP アドレスが自動的に取得されます。
DHCP のしくみ
DHCP クライアント サービスは、TCP/IP プロパティが設定されているすべての Windows コンピューター上で実行され、自動的に IP アドレスを取得します。 DHCP クライアントでは、DHCP サーバーと通信して IP 構成情報を取得します。 クライアントでは、割り当てられた DHCP アドレスをリースと呼ばれる一定の期間使用できます。 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ています。 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 ブロードキャストを使用します。 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。
- DHCP クライアントから、DHCPDISCOVER パケットがブロードキャストされます。 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。 最後の例では、DHCP リレー エージェントから、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が転送されます。
- DHCP サーバーでは、潜在的なクライアントのアドレスを含む DHCPOFFER パケットでの応答が行われます。 複数の DHCP サーバーで DHCPDISCOVER パケットが受信された場合、複数の DHCP サーバーから応答がある可能性があります。
- クライアントで、DHCPOFFER パケットが受信されます。 クライアントで複数の DHCPOFFER パケットが受信された場合は、最初の応答が選択されます。 次に、クライアントから、サーバー識別子を含む DHCPREQUEST パケットが送信されます。 これにより、クライアントで受け入れることが選択されたサーバーの DHCPOFFER が、ブロードキャストを受信する DHCP サーバーに通知されます。
- DHCP サーバーで、DHCPREQUEST が受け取られます。 クライアントで受け入れられていないサーバーの場合、このメッセージはクライアントでそのサーバーのオファーが拒否されたという通知として使用されます。 選択されたサーバーにより、DHCP データベースに IP アドレス クライアント情報が格納され、DHCPACK メッセージでの応答が行われます。 最初の DHCPOFFER で提供されていたアドレスを DHCP サーバーから提供できない場合、DHCP サーバーから DHCPNAK メッセージが送信されます。
DHCP リースの更新
DHCP リースがリース時間の 50% に達すると、クライアントでは自動的にリースの更新が試みられます。 通常、このプロセスはバックグラウンドで行われます。 コンピューターに、DHCP によって割り当てられた同じ IP アドレスを長時間割り当てることができます。 これは、コンピューターでリースが複数回更新されるためです。
IP アドレス リースを更新するため、クライアントからユニキャスト DHCPREQUEST メッセージが送信されます。 最初に IP アドレスがリースされたサーバーから、DHCPACK メッセージがクライアントに送り返されます。 このメッセージには、元のリースが作成されてから変更されたすべての新しいパラメーターが含まれています。 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。この時点で、クライアントにユニキャスト通信に使用できる IP アドレスがあるからです。
注意
DHCP 構成オプションを更新すると、リース期間の 50% が完了するまで、クライアントで更新されたオプションが取得できない場合があります。 たとえば、6 日間のリース時間を構成した場合、クライアントで 3 日間更新オプションが取得できない可能性があります。
DHCP クライアントから DHCP サーバーに接続できない場合、クライアントではリース期間の 87.5% が経過するまで待機が行われます。 この時点で、クライアントから更新を取得するために (ユニキャストではなく) DHCPREQUEST ブロードキャストが送信され、要求はリースの提供元のサーバーだけでなく、すべての DHCP サーバーに送られます。 ただし、このブロードキャスト要求は更新のためで、新しいリースのものではありません。
クライアント コンピューターは電源が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たラップトップ コンピューター)、クライアント コンピューターでは、スタートアップ プロセス中、またはコンピューターでネットワークの変更が検出されたときにも、更新が試行されます。 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 サーバーで IPv6 アドレスが追加の DHCP データと共にクライアントが割り当てられると発生します。 ステートレス構成は、ルーターで IPv6 アドレスが自動的に割り当てられると発生し、DHCPv6 サーバーでは他の IPv6 構成設定のみが割り当てられます。