DHCP (動的ホスト構成プロトコル) の基礎

  • [アーティクル]

動的ホスト構成プロトコル (DHCP) は、RFC 1541 (RFC 2131 に置き換えられました) で定義された標準プロトコルで、IP アドレスと構成情報をサーバーからクライアントに動的に配布することを可能にします。 通常、DHCP サーバーは、少なくともこの基本情報をクライアントに提供します。

  • IP アドレス

  • [サブネット マスク]

  • 既定のゲートウェイ

ドメイン ネーム サービス (DNS) サーバーのアドレスや Windows インターネット ネーム サービス (WINS) サーバーのアドレスなど、他の情報も提供できます。 システム管理者は、クライアントに解析されるオプションを使用して DHCP サーバーを構成します。

説明

次の Microsoft 製品は、DHCP クライアント機能を提供します。

  • Windows NT Server バージョン 3.5、3.51、および 4.0

  • Windows NT Workstation バージョン 3.5、3.51、および 4.0

  • Windows 95

  • MS-DOS 用 Microsoft ネットワーク クライアント バージョン 3.0

  • MS-DOS 用 Microsoft LAN Manager クライアント バージョン 2.2c

  • Microsoft TCP/IP-32 for Windows for Workgroups バージョン 3.11、3.11a、および 3.11b

DHCP クライアントによって、DHCP サーバーから受信できるオプションが異なります。

次の Microsoft Server オペレーティング システムは、DHCP サーバー機能を提供します。

  • Windows NT Server バージョン 3.5

  • Windows NT Server バージョン 3.51

  • Windows NT Server バージョン 4.0

クライアントは、DHCP 情報を受信するように構成された後に初めて初期化されると、サーバーとの対話を開始します。

以下は、クライアントとサーバー間の対話の概要テーブルです。その後にプロセスのパケットレベルの説明が続いています。

Source Dest Source Dest Packet
 MAC addr MAC addr IP addr IP addr Description
 -----------------------------------------------------------------
 Client Broadcast 0.0.0.0 255.255.255.255 DHCP Discover
 DHCPsrvr Broadcast DHCPsrvr 255.255.255.255 DHCP Offer
 Client Broadcast 0.0.0.0 255.255.255.255 DHCP Request
 DHCPsrvr Broadcast DHCPsrvr 255.255.255.255 DHCP ACK

DHCP クライアントと DHCP サーバー間の詳細な対話は次のとおりです。

DHCPDISCOVER

クライアントは DHCPDISCOVER パケットを送信します。 以下はネットワーク モニターのキャプチャからの抜粋で、DHCPDISCOVER パケットの IP と DHCP 部分を示しています。 IP セクションでは、宛先アドレスが 255.255.255.255 で、送信元アドレスが 0.0.0.0 であることを確認できます。 DHCP セクションでは、パケットが Discover パケットとして識別され、ネットワーク カードの物理アドレスを使用しているクライアントが 2 か所で識別されています。 CHADDR フィールドと DHCP: Client Identifier フィールドの値が同一であることに注意してください。


IP: ID = 0x0; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 0 (0x0)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x39A6
 IP: Source Address = 0.0.0.0
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: Discover (xid=21274A1D)
 DHCP: Op Code (op) = 1 (0x1)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 556223005 (0x21274A1D)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP Discover
 DHCP: Client-identifier = (Type: 1) 08 00 2b 2e d8 5e
 DHCP: Host Name = JUMBO-WS
 DHCP: Parameter Request List = (Length: 7) 01 0f 03 2c 2e 2f 06
 DHCP: End of this option field

DHCPOFFER

DHCP サーバーは、DHCPOFFER パケットを送信して応答します。 キャプチャから抜粋した以下の IP セクションでは、送信元アドレスが DHCP サーバーの IP アドレスで、宛先アドレスがブロードキャスト アドレス 255.255.255.255 になっています。 DHCP セクションでは、パケットが Offer として識別されています。 YIADDR フィールドには、サーバーがクライアントに提供している IP アドレスが設定されています。 CHADDR フィールドには、引き続き要求元のクライアントの物理アドレスが含まれていることに注意してください。 また、DHCP Option Field セクションには、IP アドレスと共にサーバーによって送信されるさまざまなオプションが示されています。 ここでは、サーバーはサブネット マスク、デフォルト ゲートウェイ (Router)、リース時間、WINS サーバーのアドレス (NetBIOS Name Service)、および NetBIOS ノード タイプを送信します。


IP: ID = 0x3C30; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 15408 (0x3C30)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x2FA8
 IP: Source Address = 157.54.48.151
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: Offer (xid=21274A1D)
 DHCP: Op Code (op) = 2 (0x2)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 556223005 (0x21274A1D)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 157.54.50.5
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP Offer
 DHCP: Subnet Mask = 255.255.240.0
 DHCP: Renewal Time Value (T1) = 8 Days, 0:00:00
 DHCP: Rebinding Time Value (T2) = 14 Days, 0:00:00
 DHCP: IP Address Lease Time = 16 Days, 0:00:00
 DHCP: Server Identifier = 157.54.48.151
 DHCP: Router = 157.54.48.1
 DHCP: NetBIOS Name Service = 157.54.16.154
 DHCP: NetBIOS Node Type = (Length: 1) 04
 DHCP: End of this option field

DHCPREQUEST

クライアントは DHCPREQUEST を送信して DHCPOFFER に応答します。 キャプチャの以下の IP セクションでは、クライアントの送信元アドレスが 0.0.0.0 のままで、パケットの宛先が 255.255.255.255 のままになっています。 クライアントが 0.0.0.0 を保持しているのは、クライアントは提供されたアドレスの使用を開始しても問題ないという確認をサーバーから受信していないからです。 宛先がブロードキャストのままであるのは、複数の DHCP サーバーが応答し、クライアントに対して行われた Offer の予約を保持している可能性があるためです。 これにより、そうした他の DHCP サーバーは提供したアドレスを解放して使用可能なプールに戻すことができることを認識できます。 DHCP セクションでは、パケットが Request として識別され、DHCP: Requested Address フィールドを使用して、提供されたアドレスが確認されています。 DHCP: Server Identifier フィールドには、リースを提供している DHCP サーバーの IP アドレスが示されています。


IP: ID = 0x100; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 256 (0x100)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x38A6
 IP: Source Address = 0.0.0.0
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: Request (xid=21274A1D)
 DHCP: Op Code (op) = 1 (0x1)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 556223005 (0x21274A1D)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP Request
 DHCP: Client-identifier = (Type: 1) 08 00 2b 2e d8 5e
 DHCP: Requested Address = 157.54.50.5
 DHCP: Server Identifier = 157.54.48.151
 DHCP: Host Name = JUMBO-WS
 DHCP: Parameter Request List = (Length: 7) 01 0f 03 2c 2e 2f 06
 DHCP: End of this option field

DHCPACK

DHCP サーバーは DHCPACK を使用して DHCPREQUEST に応答します。そのため、初期化サイクルが完了します。 送信元アドレスは DHCP サーバーの IP アドレスで、宛先アドレスは引き続き 255.255.255.255 です。 YIADDR フィールドにはクライアントのアドレスが含まれています。また、CHADDR と DHCP: Client Identifier フィールドは、要求元クライアントのネットワーク カードの物理アドレスです。 DHCP Option セクションでは、パケットが ACK として識別されています。


IP: ID = 0x3D30; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 15664 (0x3D30)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x2EA8
 IP: Source Address = 157.54.48.151
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: ACK (xid=21274A1D)
 DHCP: Op Code (op) = 2 (0x2)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 556223005 (0x21274A1D)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 157.54.50.5
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP ACK
 DHCP: Renewal Time Value (T1) = 8 Days, 0:00:00
 DHCP: Rebinding Time Value (T2) = 14 Days, 0:00:00
 DHCP: IP Address Lease Time = 16 Days, 0:00:00
 DHCP: Server Identifier = 157.54.48.151
 DHCP: Subnet Mask = 255.255.240.0
 DHCP: Router = 157.54.48.1
 DHCP: NetBIOS Name Service = 157.54.16.154
 DHCP: NetBIOS Node Type = (Length: 1) 04
 DHCP: End of this option field

以前に DHCP によって IP アドレスがクライアントに割り当てられていて、それが再起動された場合、クライアントは特別な DHCPREQUEST パケットで以前にリースされた IP アドレスを明示的に要求します。 送信元アドレスは 0.0.0.0 で、宛先はブロードキャスト アドレスの 255.255.255.255 です。 Microsoft クライアントは、DHCP Option Field の DHCP: Requested Address に、以前に割り当てられたアドレスを設定します。 厳密に RFC に準拠しているクライアントは、CIADDR フィールドに、要求されたアドレスを設定します。 Microsoft DHCP サーバーは、どちらかを受け入れます。


IP: ID = 0x0; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 0 (0x0)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x39A6
 IP: Source Address = 0.0.0.0
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: Request (xid=2757554E)
 DHCP: Op Code (op) = 1 (0x1)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 660034894 (0x2757554E)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP Request
 DHCP: Client-identifier = (Type: 1) 08 00 2b 2e d8 5e
 DHCP: Requested Address = 157.54.50.5
 DHCP: Host Name = JUMBO-WS
 DHCP: Parameter Request List = (Length: 7) 01 0f 03 2c 2e 2f 06
 DHCP: End of this option field

この時点で、サーバーは応答する場合と、しない場合があります。 Windows NT DHCP サーバーの挙動は、使用しているオペレーティング システムのバージョンと、スーパースコープなどの他の要因によって異なります。 サーバーは、クライアントがアドレスを引き続き使用できると判断した場合は、引き続き応答しないか、DHCPREQUEST を ACK します。 サーバーは、クライアントがアドレスを取得できないと判断した場合は、NACK を送信します。


IP: ID = 0x3F1A; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 16154 (0x3F1A)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x2CBE
 IP: Source Address = 157.54.48.151
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: NACK (xid=74A005CE)
 DHCP: Op Code (op) = 2 (0x2)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 1956644302 (0x74A005CE)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP NACK
 DHCP: Server Identifier = 157.54.48.151
 DHCP: End of this option field

その後、クライアントは検出プロセスを開始しますが、DHCPDISCOVER パケットは引き続き同じアドレスのリースを試行します。 多くの場合、クライアントは同じアドレスを取得しますが、できない場合もあります。


IP: ID = 0x100; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 256 (0x100)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x38A6
 IP: Source Address = 0.0.0.0
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: Discover (xid=3ED14752)
 DHCP: Op Code (op) = 1 (0x1)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 1053902674 (0x3ED14752)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP Discover
 DHCP: Client-identifier = (Type: 1) 08 00 2b 2e d8 5e
 DHCP: Requested Address = 157.54.51.5
 DHCP: Host Name = JUMBO-WS
 DHCP: Parameter Request List = (Length: 7) 01 0f 03 2c 2e 2f 06
 DHCP: End of this option field

クライアントが DHCP サーバーから取得した DHCP 情報には、リース時間が関連付けられます。 リース時間は、クライアントが DHCP から割り当てられた情報を使用できる期間を定義します。 リースが特定のマイルストーンに達すると、クライアントは自身の DHCP 情報の更新を試行します。

Windows または Windows for Workgroups クライアントで IP 情報を表示するには、IPCONFIG ユーティリティを使用します。 クライアントが Windows 95 の場合は、WINIPCFG を使用します。

リファレンス

DHCP の詳細については、RFC1541 および RFC2131 を参照してください。 RFC は、http://www.rfc-editor.org/ や http://www.tech-nic.qc.ca/ など、インターネット経由で多数のサイトから入手できます