このレッスンでは、その機能を説明し、CiscoルータをDHCPサーバとして使用する方法を説明します。

DHCPプロセスの理解

DHCPとして知られているDynamic Host Configuration Protocolは、クライアントマシンにIPコンポーネントの割り当てを自動化するクライアントサーバーアプリケーションです。 その意味で、クライアントマシンはパラメータなしでネットワークに入り、DHCP サーバからそれらのパラメータを要求します。

DHCP サーバに含まれるパラメータ情報は、必要な IP アドレスやデフォルトゲートウェイ、サブネットマスクから DNS サーバ、NetBIOSネームサーバ、TFTP サーバや SIP サーバなどの特殊パラメータまであり、クライアントは IP テレフォニー世界に属しています。

RFC 上の仕様は VLAN ID とサービス品質パラメータさえ含んでいます。 プロトコルは、マシンがパラメータをレンタルし、元のデバイスがネットワークに存在しなくなった場合に、他のマシンが再利用できるリースモデルに基づいていることがあります。 パラメータは、ある時間に基づいてリースされます。この時間は定義することができ、IPアドレススコープごと、またはマシンのグループごとに異なるようにすることができます。 また、手動で割り当てを定義し、特定のマシンのパラメータを固定することも可能です。 DHCP プロセスについて詳しく説明しましょう。

DHCP プロセス

この図では、クライアントがサーバーから IP アドレスを要求しています。 プロセスのさまざまな段階を説明するために、3 つのクライアントと 2 つのサーバーのように見えますが、この時点では、同じクライアントと同じサーバーについて話しているのです。 ここで最初に言っておきたいのは、これらの呼び出しはそれぞれ、IP情報という点ではローカルブロードキャストであるということです。 これは、クライアントは明らかにIPアドレスを持っていないため、開始時に所属するサブネットがわからず、サーバーもクライアントがまだIPアドレスを持っていないため、どこに返信すればいいのかわからないからです。

クライアントはサーバにリクエストメッセージ、discoverメッセージをブロードキャストしますが、複数のサーバがそのメッセージを見ることができます。 サーバはオファーメッセージで返信しますが、クライアントがローカルアドレスを持っていないため、これもやはりローカルな抗議となります。 レイヤ3ではローカルブロードキャストですが、discoverメッセージでサーバーはクライアントのMACアドレスを知っています。そのため、レイヤ3では宛先がブロードキャストであっても、サーバーはクライアントのMACアドレスに直接情報を送信するので、後でユニキャストになります。

発見メッセージとオファーメッセージの後、複数のサーバがオファーメッセージを返信する可能性があるので、クライアントはどのアドレスまたはどの情報を取得するか決定する必要があります。 そこで、どのサーバが情報を提供するかを決定するために、リクエストメッセージを返信することになる。 ずっと、オファーメッセージにはIPアドレスだけでなく、デフォルトゲートウェイ、リース時間、有効期限など、他のオプションも含まれています。 最後に、選択されたサーバーは、「わかりました、あなたの要求を認めます。 これがその情報です。 これでリース時間を開始し、あなたは一時的にアドレスの所有者となります。” これがDHCPの承認メッセージです。

ローカルプロトタイプで重要なのは、もし会話の途中にルータを置いた場合、ルータはローカルブロードキャストを転送しないことです。 そのため、リクエストとリプライがそのルータを越えて行き来できるように、そのルータを設定する必要があります。 DHCPサーバとしてCiscoルータを構成する場合、ルータはDHCPをサポートし、これらの呼び出しのすべてを実行しなければなりません。

DHCP アドレス割り当て

クライアントへのIPアドレスの提供は、ホスト構成プロトコルによって実行される最も重要なタスクです。 それとともに、ネットワークセグメント、デフォルトゲートウェイ、DNSサーバー、ドメイン名、TFTPサーバー（IPテレフォニーで重要）などの情報も取得することになります。 DHCPの標準は、異なるタイプのクライアントに柔軟にアドレスを設定するために、3つの異なるアドレス割り当て機構を含んでいます：

  • 手動割り当て。 予約とも呼ばれます。 管理者によって、特定のIPアドレスが1つのデバイスにあらかじめ割り当てられます。 DHCPはデバイスにIPアドレスを伝達するだけです。 IPアドレスは要求元のデバイスのMACアドレスにマッピングされます。
  • 自動割り当て。 DHCPは、利用可能なアドレスの事前定義されたプールから選択して、デバイスに恒久的にIPアドレスを自動的に割り当てます。
  • 動的割り当て。
  • 動的割り当て：DHCPは、サーバーが選択した限られた期間、またはクライアントがDHCPサーバーにアドレスが必要ないことを伝えるまで（Windows OSで「ipconfig /release」コマンドを実行するように）アドレスプールからIPアドレスを割り当てます。

ルーターをDHCPサーバーとして使用

DHCP は重要なサービスなのでCisco IOSルーターがDHCPサーバーとして完全にサポートすることが可能です。 RFCで定義された多くのパラメータとオプションは、IOSルータに存在し、利用可能です。 ルーターはネットワークに存在するため、これは重要なことです。 ルーターは、本格的なサーバーをインストールして展開する必要なく、この種のサーバーのようなサービスを提供し始めることができるネットワーク要素である。 小規模なデプロイメント、ブランチオフィス、ホームオフィスでは、ネットワークエレメントでこの機能の恩恵を受けることができます。 このサービスはソフトウェアベースで、複数のインターフェイス、複数のDHCPスコープ、静的割り当てをサポートするために、ルーターで完全に構成することができます。

コマンドと構成

以下は、CiscoルーターでDHCPプールを構成するための構成例です：

RouterX(config)#ip dhcp pool Marketing
RouterX(dhcp-config)#network 10.123.1.0 255.255.0
RouterX(dhcp-config)#default-router 10.123.1.1
RouterX(dhcp-config)#domain-name learncisco.net
RouterX(dhcp-config)#dns-server 172.1.0
RouterX(dhcp-config)#default-router 10.123.1.0
RouterX(dhcp-config)16.4.10 172.16.4.12

監視とトラブルシューティングを支援するコマンドラインインターフェイスで利用可能なコマンドです。

RouterX#show ip dhcp pool Marketing
プールマーケティング :
Utilization mark (high/low) : 100 / 0
Subnet size (first/next) : 0 / 0
総アドレス数: 254
リースアドレス : 0
Pending event : none
1 サブネットは現在プールにあります :
Current index IP address range Leased addresses
10.123.1.1 10.123.1.1 – 10.123.1.254 0
RouterX#

Router#sh ip dhcp conflict
IP アドレス 検出方法 検出時間 VRF
192.168.200.58 Gratuitous ARP May 28 2012 03:31 PM
192.168.200.59 Gratuitous ARP May 28 2012 03:31 PM
192.168.200.64 Gratuitous ARP May 28 2012 03:39 PM

最後のコマンドは、IP DHCP 競合を表示しています。 これは、DHCP サーバーとクライアントによって検出された IP アドレスの競合を識別するのに役立ちます。 アドレスの競合は、サーバーが IP アドレスを割り当てようとしているときに、サーバーまたはクライアントが、ネットワーク内に同じ IP アドレスを持つ他のデバイスが存在することを発見した場合に発生します。 サーバは、競合を検出するために、割り当て前にリース上のIPアドレスにpingを打ち、クライアントは、同じIPを持つすべてのクライアントを検出するためにgratuitous ARPsを使用します。 アドレスの競合が検出され、そのアドレスがプールから削除されると、管理者が競合を解決するまで、そのアドレスは割り当てられません。 これらの組み込み機能により、IOS DHCP サーバーは強力なツールとなっています

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