[Network] Extra. DHCP

KYJ의 Tech Velog·2023년 4월 26일
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DHCP는 동적 호스트 구성 프로토콜입니다. 그리고 UDP를 사용하는 전송 계층의 프로토콜입니다. 보통 라우터에 기능이 탑재되지만 별도의 서버에 DHCP 서버스를 설정하여 사용할 수도 있습니다.

DHCP 서버가 클라이언트의 IP 주소, 서브넷 마스크, DNS 서버 IP 주소, 임대 기간 등 다양한 네트워크 정보를 자동으로 할당해주는 프로토콜입니다.

DHCP를 사용하면 호스트가 네트워크 정보를 직접 설정할 필요가 없기 때문에 네트워크 관리가 용이해집니다. 하지만 호스트가 DHCP 서버에 의존하게 되므로 이 서버가 다운되면 IP 할당이 제대로 이루어지지 않을 수 있습니다.

과정

DHCP를 통한 IP 주소 할당은 임대의 개념입니다. DHCP 서버가 클라이언트에게 영구적으로 IP 주소를 할당하는 것이 아니라 임대 기간(IP Lease Time)을 정하여 IP 주소를 빌려주는 것입니다. 클라이언트는 임대 기간 이후에도 해당 IP 주소를 사용하려면 IP 주소 임대기간 연장을 요청해야 합니다. 더 이상 해당 IP 주소가 필요하지 않다면 IP 주소 반납 절차를 수행하게 됩니다.

IP 주소 할당

1. DHCP Discover

클라이언트가 DHCP 서버를 찾는 단계입니다. 이더넷에 DHCP 서버를 찾기 위한 Discover 메시지를 브로드캐스팅합니다. 같은 서브넷 안의 모든 장치들이 이 메시지를 수신합니다.

2. DHCP Offer

Discover 메시지를 수신한 DHCP 서버가 Offer(제안) 메시지를 브로드캐스팅합니다. 마찬가지로 같은 서브넷 안의 모든 장치들이 이 메시지를 수신합니다.

3. DHCP Request

Offer 메시지를 확인한 클라이언트는 Request 메시지를 브로드캐스팅합니다. 클라이언트가 원하는 DHCP 서버가 아닌 서버들에 있는 관련 정보(클라이언트에게 보내려고 한 정보)를 지우기 위해 브로드캐스팅하는 것입니다.

4. DHCP Ack

DHCP 서버는 Request 메시지에 포함된 Server Identifier에 기록된 IP 주소가 자신의 주소인지 확인하고, 맞다면 클라이언트의 IP 주소, 서브넷 마스크, DNS 주소, 임대 기간 등 필요한 네트워크 정보들을 포함하여 Ack 메시지를 브로드캐스팅합니다.

주소 임대 기간 연장

1. DHCP Request

임대 기간 연장을 요청하는 Request 메시지를 유니캐스팅합니다. 클라이언트가 DHCP 서버의 주소를 알기 때문에 브로드캐스팅할 필요가 업습니다.

2. DHCP Ack

DHCP 서버에서 요청을 수락하면 필요한 모든 네트워크 정보를 포함하여 Ack 메시지를 유니캐스팅합니다.

IP 주소 반납

1. DHCP Release

Release 메시지를 DHCP 서버에 유니캐스팅하고 IP 주소를 반환합니다.

UDP를 사용하는 이유

DHCP 서버와 통신하기 위해서는 DHCP 서버의 IP 주소가 필요할 것입니다. 하지만 호스트가 처음 통신을 할 때 DHCP 서버의 IP 주소를 모를 것입니다. 따라서, 호스트가 DHCP 서버에게 통신하기 위해서 브로드캐스트를 이용해야 합니다. 그리고 브로드캐스트를 이용하려면 빠른 통신 속도가 필요합니다. 그래서 UDP가 적절한 것입니다.

임대 기간

임대 기간은 기본적으로 8일입니다. 장소에 따라 적정한 값을 설정하면 됩니다. 예를 들면 유동 인구가 많은 곳은 2~3시간 정도로 짧게 설정하는 편이 좋습니다.

IPTIME 공유기의 경우 기본적으로 2시간이라고 합니다.

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