IP 주소 할당 방법 - 정적 할당, 동적 할당(DHCP)

본 게시글은 그림으로 공부하는 TCP/IP 구조 도서를 참고하였습니다.

 

그렇다면, IP 주소를 어떻게 단말의 NIC에 할당하는걸까?

IP 주소의 할당 기법의 종류

IP 주소의 할당 방법에는 위와 같은 방법들이 있다.
이중에서, 정적 할당과 IPv4를 위한 동적 할당 기법인, DHCPv4에 대해 알아보자.

정적 할당

IP주소의 정적 할당은 각 단말별로 수동으로 IP주소를 설정하는 방법이다.
단말의 사용자가 시스템 관리자에게 부탁해, 남아 있는 IP주소를 받아서 설정하는 방식으로 동작한다.

• 서버나 네트워크 기기는 IP 주소가 자주 변하면 통신에 영향을 미치므로, 대부분 이 할당 방식을 사용한다.
• 10여 명 정도의 작은 사무실 네트워크 환경에서, 시스템 관리자가 어떤 단말에 어떤 IP주소를 설정했는지 완전히 파악해 두어야 하는 경우에도 이 할당 방식을 사용한다.

장점

• 단말과 IP주소가 유일하게 연결되기 때문에, IP주소를 관리하기 쉽다.
  • IP-단말 관리가 쉽다.

단점

• 단말의 수가 많아질수록, 어떤 단말에 어느 IP주소를 할당했는지 알 수 없고 관리가 복잡해진다.
  • IP 할당 관리가 어렵다.

동적 할당

IP 주소의 동적 할당은 단말에 대해, 자동으로 IP 주소를 설정하는 방법이다.
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 필두로 하는 몇가지 프로토콜을 구사해 완전히 자동화한다.

IPv4 에서의 대표적인 동적 할당 기법인, DHCPv4에 대해 알아보자.

IPv4에서의 IP 동적 할당 기법 - DHCPv4

DHCP 프로토콜의 시퀀스 다이어그램.

• 기본적으로 UDP로 정보를 교환한다.
• 거의 모든 OS가 DHCP 클라이언트 기능을 기본으로 탑재하고 있으므로, DHCP클라이언트 = OS 라고 생각해도 문제는 없다.
• DHCP는 Discover, Offer, Request, ACK 와 같은 순서로 IP 주소를 할당한다.

DHCP Discover

• DHCP 서버를 찾는 작업이다.
• 브로드캐스트 통신 방식을 통해, 클라이언트는 DHCP 서버를 찾는다.

DHCP Offer

• DHCP 서버가 클라이언트에게 IP를 제안하는 작업이다.
• 유니캐스트 통신 방식을 통해, 서버는 클라이언트에게 IP를 제안한다.

DHCP Request

• 실제로 DHCP 클라이언트가 서버에게 해당 IP를 할당해줄 것을 요청하는 작업이다.
• 세가지 종류가 있다.
  • initial
  • Renewal
  • Rebinding

initial

• 첫 IP 할당 시 발생한다.
• 브로드캐스트 방식을 통해 DHCP 서버와 통신한다.

Renewal

• IP 임대 기간의 50% 지점에서 발생한다.
• 기존에 IP를 할당해줬던 DHCP 서버에게 요청을 보낸다.
• 유니캐스트 방식을 통해 DHCP 서버와 통신한다.

Rebinding

• IP 임대 기간의 87.5% 지점에서 발생한다.
• 존재하는 아무 DHCP 서버에게나 해당 IP 바인딩을 요청한다.
• 브로드캐스트 방식을 통해 DHCP 서버와 통신한다.

DHCP ACK

• DHCP 데이터베이스에 배포한 IPv4 주소를 등록하는 작업이다.
• 유니캐스트 통신 방식을 통해, 서버는 클라이언트에게 IP 사용을 허가한다.

DHCP 릴레이 에이전트

• 일일히 DHCP 서버를 네트워크마다 준비하긴 어렵다.
• 따라서, 다른 네트워크에 있는 DHCP 서버에 DHCP 요청을 대신 전달하는 것을 DHCP 릴레이라고 한다.
• 그리고, 해당 DHCP 요청을 릴레잉하는 단말을 DHCP 릴레이 에이전트라고 한다.