【ネットワーク基礎】DHCPの役割とは
はじめに
皆さんはこんな疑問を持ったことはありませんか？
パソコンやスマートフォンをWi-Fiに接続したとき、特別な設定をしなくてもインターネットが使えるのはなんでだろうと。
この裏では DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）という仕組みが関係しています。
本記事では、DHCPの基本的な仕組みと役割について、わかりやすくまとめていきます。
DHCPとは
DHCP とは、Dynamic Host Configuration Protocol の略で、ネットワーク機器に IPアドレスやその他のネットワーク設定を自動的に割り当てるプロトコルです。
従来は、IPアドレスやDNS、デフォルトゲートウェイなどの設定を手動で入力する必要がありましたが、DHCPを使うことによって、ネットワーク機器が起動するたびに、必要な情報を自動で取得できるようになりました。
DHCPの役割
◎IPアドレスの自動割り当て
ネットワーク上の各機器（クライアント）に一意のIPアドレスを自動で割り当てます。
その他のネットワーク設定の提供
・デフォルトゲートウェイ（ルーター）
・DNSサーバー
・サブネットマスク
・リース時間（IPアドレスの使用期限）
など、ネットワーク通信に必要な各種情報も一括して提供します。
このように、IPアドレスを自動的に管理してくれるとても便利なプロトコルなのです。
仮にDHCPが存在しない環境の場合、各端末に手動でIPアドレスなどを設定する必要があります。
手動で管理をすることによって、
・設定ミスのリスク（例：重複IPアドレス）
・管理コストの増加
・大規模ネットワークでの非効率性
といった工数を増やしてしまうようなリスクがあります。
DHCPを導入することで、これらの問題を解消し、管理の自動化・効率化が図ることができます。
DHCPの仕組み
DHCPはDORA（ドーラ）と呼ばれる4つの通信ステップで成り立っています。
※https://www.manageengine.com/dns-dhcp-ipam/what-is-dhcp.html より画像引用
① D: Discover
クライアントが「IPアドレスをください」とネットワーク全体にブロードキャスト
② O: Offer
DHCPサーバーが「このIPアドレスをどうぞ」と返答
③ R: Request
クライアントが「そのIPアドレスを使います」と要求
④ A: Acknowledgment
DHCPサーバーが「OK、使っていいですよ」と承認
この4つのステップにより、クライアントは自動的にIPアドレスなどの設定を受け取ることができます。
私たちのスマホがインターネットを使えるようになるまでの流れ
例えば、自宅にWifiに接続できる家庭用ルーターがあるとします。
① D: Discover
スマホのWi-FiをONにして自宅のWi-Fiネットワーク（SSID）に接続します。
この接続は認証や暗号化解除などの手順を経て完了します。
その後、スマホのOS（iOSやAndroid）はDHCPクライアントとして動作し、家庭用ルーター（DHCPサーバー）に対して「IPアドレスをください！（Discover）」とブロードキャストで要求を送ります。
家庭用ルーターは、さらに自分自身がISPのDHCPサーバーからグローバルIPアドレスを取得するため、DHCPクライアントとしても動作しています。
② O: Offer
家庭用ルーターは、スマホに割り当て可能なプライベートIPアドレス（例：192.168.x.x）を選び、「このIPアドレスを使いませんか？（Offer）」とスマホに返します。
※ここでスマホに渡されるのはルーターの内部ネットワーク用のプライベートIPアドレスであり、ルーターがISPから取得したグローバルIPアドレスではありません。
③ R: Request
スマホはそのプライベートIPアドレスを「使います」とDHCPサーバー（ルーター）に返答します。
④ A: Acknowledgment
家庭用ルーターはIPアドレス割り当てを正式に承認し、スマホはそのIPアドレスを使って通信が可能になります。
このような流れで、私たちの使用するスマホやPCはインターネットに接続しているのです。
まとめ
DHCPは、ネットワーク設定を自動化し、ユーザーや管理者の手間を大幅に軽減してくれるプロトコルです。
スマホやPCがWi-Fiに接続するたびに、裏側ではDHCPが自動的にIPアドレスなどの必要な情報を割り当て、ユーザーが何の設定もせずにスムーズにインターネットを利用できるようにしています。
もしDHCPがなければ、機器ごとに手動でネットワーク設定を行わなければならず、家庭はもちろん、企業や学校のような多くの端末が存在する環境では管理が非常に煩雑になってしまいます。
こうした背景からも、DHCPの仕組みや役割を理解しておくことは重要です。
この点が少しでもクリアになれば幸いです。
最後までお読みいただき、ありがとうございました。
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