DHCP란? 📶

새 노트북을 사서 공유기에만 연결했을 뿐인데, 인터넷 접속을 어떻게 할까 ?

우리는 새 노트북을 사서 처음으로 Wi-Fi에 연결할 때, IP 주소를 직접 입력한 적이 없는데도 인터넷이 바로 연결된다.
단순히 공유기에 접속했을 뿐인데, 어떻게 인터넷에 접속을 할 수 있게 된걸까?
바로 DHCP를 사용하여 IP 주소를 자동 할당 받기 때문이다.

DHCP란?

DHCP는 네트워크 상의 장치(클라이언트)에게 자동으로 IP 주소 및 네트워크 설정을 할당하는 프로토콜이다.
수동으로 IP를 설정하는 정적 IP와 달리 DHCP를 사용하면 동적 IP를 자동으로 부여받을 수 있다.

💡 DHCP의 주요 역할

• IP 주소 자동 할당 (수동 입력 필요 없음)
• 서브넷 마스크, 기본 게이트웨이, DNS 서버 등의 네트워크 설정 자동 구성
• IP 주소를 효율적으로 관리하고 중복을 방지

DHCP의 주요 개념

1. DHCP 서버(DHCP Server)
   • 네트워크에 있는 클라이언트에게 IP 주소 및 네트워크 설정 정보를 할당하는 역할을 한다.
   • 서버는 할당 가능한 IP 주소 풀(Address Pool)을 관리하며, 필요할 때 클라이언트에 할당한다.
2. DHCP 클라이언트(DHCP Client)
   • DHCP 서버로부터 IP 주소를 요청하는 장치(PC,스마트폰)이다.
   • 클라이언트는 DHCP 요청을 보내고, 서버로부터 응답을 받아 IP 주소를 자동으로 설정한다.
3. DHCP 릴레이 에이전트(DHCP Relay Agent)
   • 클라이언트가 DHCP 서버와 같은 서브넷에 없을 경우, DHCP 요청을 중계하는 역할을한다.
     • DHCP 서버와 클라이언트가 같은 네트워크(서브넷)에 있는 경우에는 클라이언트가 브로드캐스를 사용하여 직접 DHCP 서버와 통신할 수 있지만, 다른 서브넷에 위치하면 브로드캐스트가 넘어가지 않기 때문에 클라이언트는 DHCP 서버를 찾을 수 없다. 이 떄 DHCP 릴레이 에이전트가 중간에서 역할을 수행한다.
   • 주로 라우터가 DHCP 릴레이 역할을 수행한다.

DHCP 동작 과정

1. DHCP Discover(검색)
   • 클라이언트가 네트워크에 연결되면, 브로드캐스트(255.255.255.255) 메시지를 보내 DHCP 서버를 찾는다.
   • 나한테 IP 주소를 할당해 줄 수 있는 DHCP 서버가 해당 브로드캐스트 도메인에 있나요? 하고 요청
2. DHCP Offer(제안)
   • DHCP 서버는 사용 가능한 IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이 정보 등을 클라이언트에게 보낸다.
   • 내가 네게 IP 주소를 할당해 줄 수 있어! 192.168.1.10을 써!메시지를 클라이언트에게 전달
3. DHCP Request(요청)
   • 네트워크에 여러 대의 DHCP 서버가 존재하는 경우, 클라이언트가 브로드캐스트를 보내면 여러 DHCP 서버가 각각 다른 IP를 제안할 수 있고, 이 경우 클라이언트는 가장 먼저 받은 DHCP Offer를 선택하여 DHCP Request를 보낸다.
   • 여러 대의 DHCP 서버가 존재하지 않아도 클라이언트는 Requset를 보낸다.
   • 192.168.1.10을 사용할게! 메시지를 DHCP 서버에 전달
4. DHCP Acknowledge(승인)
   • DHCP 서버가 클라이언트의 요청을 승인하며, 최종적으로 IP 주소 할당을 완료
   • Ok! 너에게 이제부터 192.168.1.10 해당 아이피 주소를 부여할게

DHCP 임대 및 갱신

• DHCP에서 할당된 IP 주소는 영구적이지 않고 일정 기간 동안만 사용할 수 있도록 임대 된다.
• 기본적으로 DHCP 서버는 임대 기간이 지나면 IP 주소를 회수하고, 필요하면 재할당 한다.

DHCP 장점과 단점

1. 장점 ⭕
   • IP 주소 자동 관리 -> 수작업 필요 없음
   • 중복 IP 방지 -> 동일한 IP가 여러 장치에 할당되는 문제 예방
   • 네트워크 확장 용이 -> 새 장치를 연결해도 자동으로 IP 할당 가능
   • 네트워크 설정 자동화 -> 서브넷 마스크, DNS 등도 자동 설정 가능
2. 단점 ❌
   • DHCP 서버 장애시 IP 할당 불가
   • IP 변경 시 일시적인 네트워크 단절 가능
   • 보안 취약점 존재 -> DHCP 스푸핑 공격 가능

궁금점

• 라우터에서 일부 기기는 수동으로 IP를 설정하고, 다른 기기는 DHCP를 통해 자동으로 IP를 부여받도록 했을때 IP 주소 충돌이 발생 하지 않을까?
• 과연 DHCP 서버가 내가 수동으로 등록한 IP를 가지고 있을까 ?

  💡 DHCP 서버는 내가 수동으로 등록한 IP를 가지고 있지 않다. 그래서 주소 충돌이 일어나게 된다!
  
  해결 방안

  1. DHCP 예약
     • 수동으로 IP를 등록했다는건, 고정 IP를 사용하고싶다는거니까 특정 장치에 항상 동일한 IP를 할당하게끔 DHCP 예약을 설정하면 된다.
  2. DHCP 주소 범위 조정
     • 수동으로 IP 주소를 할당한 장치의 IP 주소를 DHCP 서버의 IP 주소 풀 범위 밖으로 설정하면 된다.
     • 이렇게 하면 DHCP 서버는 수동으로 할당된 IP 주소를 제외한 범위 내에서 IP 주소를 할당하므로, IP 주소 충돌을 막을 수 있다.

참고 유튜브 (생활 코딩)