【インターネット専門用語No.326】今更聞けない！DHCPをサクッと解説

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2024.05.03
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このページでは、DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）について詳しく解説します。インターネットに接続するためには、IPアドレスの割り当てが必要ですが、これを自動的に行う仕組みがDHCPです。DHCPについて、わかりやすく説明していきますので、初心者の方でも理解しやすい内容になっています。

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DHCPとは？

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）は、ネットワークに接続する際に、コンピュータやスマートフォンなどの端末に自動でIPアドレスを割り当てるための通信プロトコルです。このプロトコルを使うことで、ネットワーク管理者が手動でIPアドレスを設定する手間を省くことができます。

わかりやすい具体的な例

わかりやすい具体的な例1

例えば、家庭内でWi-Fiを使っている場合、家のルーターがDHCPサーバーとして機能し、接続するすべての機器にIPアドレスを自動的に割り当てています。これにより、手動で設定をしなくても、接続したい機器がネットワークにアクセスできるようになります。

sequenceDiagram participant User participant Router participant Device User->>Router: 接続要求 Router->>Device: IPアドレスを割り当て Device->>User: ネットワーク接続完了

この図では、ユーザーがWi-Fiルーターに接続要求を送り、ルーターが端末にIPアドレスを割り当てる流れを示しています。

わかりやすい具体的な例2

オフィスのネットワークでも同様に、DHCPは重要です。オフィス内で新しいパソコンをネットワークに接続する場合、DHCPサーバーが自動的にIPアドレスを割り当てて、ネットワークに接続できるようにします。

sequenceDiagram participant Employee participant OfficeRouter participant OfficePC Employee->>OfficeRouter: 新しいPC接続 OfficeRouter->>OfficePC: IPアドレスを割り当て OfficePC->>Employee: ネットワーク接続完了

オフィスのルーターが新しいPCに自動的にIPアドレスを割り当て、ネットワークへの接続が完了する流れです。

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DHCPはどのように考案されたのか

DHCPは、1980年代後半にインターネットの普及とともにネットワークの管理が難しくなったことから、より効率的なIPアドレスの管理方法が求められました。それ以前は、手動で各機器にIPアドレスを設定する必要があり、これを自動化するためにDHCPが考案されました。

graph LR A[DHCPの考案] --> B[ネットワーク管理の効率化] B --> C[手動設定から自動設定へ] C --> D[IPアドレスの自動割り当て]

考案した人の紹介

DHCPの考案者は、スティーブン・デイビス（Stephen Davis）氏です。彼は1993年に、IPアドレスを動的に割り当てるためのプロトコルを開発しました。このプロトコルは、従来の静的IPアドレス設定を自動化し、ネットワーク管理を簡素化しました。

考案された背景

DHCPは、インターネット技術が急速に発展し、企業や家庭のネットワークが急増した時期に開発されました。これにより、IPアドレスの管理が複雑になり、DHCPの導入がネットワークの効率化に大きく貢献しました。

DHCPを学ぶ上でつまづくポイント

DHCPを理解する際、最初に困るのが「どうしてIPアドレスを自動で割り当てるのか？」という点です。これは、ネットワークに新しくデバイスが接続された際に、手動で設定する手間を省くための仕組みです。さらに、DHCPサーバーの設定を理解することも初心者には難しいかもしれません。

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DHCPの構造

DHCPは、クライアントとサーバー間でやり取りされる4つの主要なメッセージによって構成されます。これにより、クライアントがIPアドレスを要求し、サーバーが応答するという仕組みで動作します。

flowchart TD A[DHCPクライアント] --> B[DHCPサーバー] B --> C[IPアドレスの割り当て] C --> A[ネットワーク接続]

DHCPを利用する場面

DHCPは、家庭やオフィス、さらにはデータセンターにおいて、ネットワーク機器を効率的に管理するために広く使われています。

利用するケース1

家庭内で新しいスマートフォンをWi-Fiに接続する場合、ルーターがDHCPを使用して自動的にIPアドレスを割り当て、インターネット接続が可能になります。

sequenceDiagram participant User participant Router participant Smartphone User->>Router: Wi-Fi接続要求 Router->>Smartphone: IPアドレスを割り当て Smartphone->>User: 接続完了

利用するケース2

オフィスでは、従業員が新しいパソコンをネットワークに接続する際に、DHCPが自動的にIPアドレスを割り当てて、インターネットや社内システムにアクセスできるようにします。

sequenceDiagram participant Employee participant OfficeRouter participant PC Employee->>OfficeRouter: 新しいPC接続 OfficeRouter->>PC: IPアドレスを割り当て PC->>Employee: 接続完了

さらに賢くなる豆知識

DHCPには、IPアドレスのリース期間という概念があります。これは、クライアントが取得したIPアドレスを一定期間使用できる仕組みで、リース期間が終了すると再度IPアドレスが更新されることになります。

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あわせてこれも押さえよう！

DHCPの理解において、あわせて学ぶ必要があるインターネット専門用語について5個のキーワードを挙げて、それぞれを簡単に説明します。

  • IPアドレス

    • IPアドレスは、ネットワーク上のデバイスを識別するための一意の番号です。

  • DHCPサーバー

    • DHCPサーバーは、ネットワーク上のデバイスにIPアドレスを自動的に割り当てる役割を持つサーバーです。

  • ルーター

    • ルーターは、異なるネットワーク間でデータを転送する機器です。

  • DNS

    • DNS（Domain Name System）は、ドメイン名をIPアドレスに変換するシステムで、インターネットの住所帳のような役割を果たします。

  • IPアドレス

    • インターネットプロトコルアドレス（IPアドレス）は、ネットワーク上のデバイスを識別するための番号です。DHCPはこれを動的に割り当てます。

  • SUBNET

    • SUBNET（サブネット）は、大きなネットワークを小さなネットワークに分割することで、管理を容易にします。

  • ゲートウェイ

    • ゲートウェイは異なるネットワーク間でのデータのやり取りを可能にするデバイスです。通常、ローカルネットワークとインターネットをつなぐ役割を持っています。

  • MACアドレス

    • MACアドレスは、ネットワーク上のデバイスの物理的なアドレスです。IPアドレスとは異なり、このアドレスはデバイスに固有です。

まとめ

DHCPを理解することで、ネットワーク管理の効率化が図れ、特に大規模なネットワークにおいては、手動でのIPアドレス設定を省略できるため、作業が大幅に簡素化されます。ネットワーク接続のトラブルシューティングがしやすくなるなどのメリットもあります。

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