네트워크 기본: DHCP

taypark·2020년 8월 31일

이쪽에서 일을 하려면 꼭 알아야하는 지식 중 DHCP를 알아보자.

DHCP는 Dynamic Host Configuration Protocol의 준말이다. 보통 우리가 인터넷을 사용할 때(사설 네트워크가 아닌 공용 네트워크)접속할 때 static IP가 아니라면 매번 IP가 다른 것을 확인할 수 있다.

이는 DHCP의 역할이다. 왜 이런 프로토콜을 사용하고, 어떻게 사용하는지 알아보자.

DHCP 기본

인터넷에서 IP는 인터넷에 연결된 디바이스끼리의 식별자로 사용된다. 통신을 목적으로 식별자가 필요하기 때문에, 데이터를 주고받기 위해서는 이 식별자, 즉 IP를 알아야한다(일단 포트는 논외로 한다.)

IP주소는 2가지가 있다. 정적(static, 바뀌지 않음)과 동적(dynamic, 바뀜)이 그것이다.

정적 IP주소

정적 IP 주소는 IP 주소가 사용자에 의해 고정된다. 즉, 수동으로 인터넷에 등록을 한다. 원래 초기의 인터넷은 자신의 IP를 등록해야했다. 그러므로 컴퓨터의 네트워크 구성 관리에서 IP주소를 입력했어야했다. 이 경우, 자신의 IP주소 뿐 만 아니라 서브넷마스크, DNS서버까지 입력을 해야한다. 만약 여러개의 장비를 사용하고, 이를 모두 수동으로 입력한다고 하면 이 과정이 매우 복잡하다.

또한 모든 IP 주소는 유니크하다. 즉, 겹치지 않아야한다. IP주소가 겹치게되면 인터넷과 통신할 수 없게 되는데, 이를 IP충돌(IP conflict)라 한다.

동적 IP 주소

방금 설명했다시피 고정IP를 수동으로 관리해야 했을 때, 여러가지 문제가 있었다. 이를 좀 더 쉽게 접근하기 위한 방법이 동적IP를 사용하는 방법이다.

동적 IP는 DHCP서버로부터 자동으로 IP주소를 할당받는다. DHCP서버로부터 얻는 정보들은 다음과 같다.

IP주소
서브넷 마스크
기본 게이트웨이
DNS 서버

이런 작업들을 자동으로 해주기 때문에 네트워크 구성이 굉장히 쉬워진다.

동작 구조

IP를 할당받지 않은 네트워크 장비가 DHCP서버에 브로드캐스트로 IP할당을 요청한다.
DHCP서버는 이를 확인하고 IP Pool에서 IP를 할당하여 해당 네트워크 장비로 전달한다.
할당받은 IP주소로 네트워킹한다.

특징

DHCP서버는 IP주소를 할당할 때 DHCP Scope내에서 할당한다. 즉 Scope는 DHCP를 네트워크 장비에 할당할 수 있는 범위를 뜻한다. 또한 이는 네트워크 관리자가 수동으로 조정할 수 있다.

그리고 DHCP는 IP를 lease(임대, 즉 빌려줌)한다. 이는 IP주소의 고갈을 막기 위해서고, 사용하지 않을 때에는 할당하지 않는다. 왜냐하면 아까 설명했던 IP고갈 문제와 IP Conflict를 막기 위해서이다.

이를 위해서는 DHCP서버가 네트워크 장비에 IP주소를 lease하고, 네트워크 장비는 특정 기간에 맞추어 renewal신호를 보낸다. 만약 네트워크를 사용하지 않을 때에는 이 기간이 만료되어, IP는 DHCP의 IP Pool로 회수된다. 그리고 그 IP는 네트워크가 필요한 다른 장비에 lease된다.

만약 고정 IP를 사용하려 한다면 DHCP설정의 Address Reservation (Cisco에서는 Static DHCP)를 사용한다. 이는 IP주소와 MAC주소를 매핑한 형식의 테이블로, 특정 MAC주소를 가진 네트워크 장비는 DHCP서버에 IP주소를 요청할 때 고정된 IP를 사용할 수 있도록 한다. 보통 프린터, 서버, 라우터 등에 사용한다. 왜냐하면 이런 기기들은 IP주소가 바뀌면 설정된 값으로 무언가를 요청했을 때 받아들일 수 없다. 그러므로 일반적으로 이런 기기들은 고정 IP를 사용한다.

DHCP는 서버 상에서 동작하는 서비스이다. Windows Server, Linux Server처럼 일반 컴퓨터의 한 프로그램으로 동작한다. 또한 여러가지 네트워크 장비들(예를들어 라우터)에도 내장되어 DHCP 기능을 한다.