ブロードキャストなので・・・

クライアントがDHCPサーバを探すために起動時に送信するDHCPDISCOVERはブロードキャストです。では、もしクライアントとDHCPサーバの間にルータがいたらどうなってしまうでしょうか？ 一番簡単なネットワーク構成例を考えると、次の図のようになります。

DHCPクライアントが起動して、DHCPサーバを探すためにDHCPDISCOVERをブロードキャストで送信します。ところが間にルータがいます。ルータはブロードキャストを転送しませんので、DHCPDISCOVERはDHCPサーバまでは届かないことになります。すると、DHCPクライアントの方で、DHCPサーバを見つけることができずにタイムアウトになってしまって、結局IPアドレスなどをもらうことができず、ネットワークに接続できなくなってしまいます。

ということは、ルータによってネットワークが分かれているときには、ネットワークごとにDHCPサーバが必要になってしまいます。しかし、これではサーバの台数が多くなってしまいますし、それぞれのDHCPサーバの管理も面倒です。１台のDHCPサーバで自動配布するアドレスをネットワークごとに集中管理するほうが管理上も楽になりますし、コスト的にもメリットが出てきます。

そこで、必要になってくるのが「DHCPリレーエージェント機能」です。その名前の通り、DHCPのメッセージをリレー、つまり中継するための機能です。ルータにDHCPリレーエージェントの設定を行い、DHCPサーバのIPアドレスを登録します。すると、ルータはブロードキャストでやってきたDHCPのメッセージをユニキャストに変換して、DHCPサーバに中継します。

このDHCPリレーエージェント機能を利用すれば、ルータによってネットワークが分かれていてもDHCPでIPアドレスなどの自動設定を行うことができます。

なお、ルータだけでなくWindowsNT/2000などのサーバOSもDHCPリレーエージェント機能を持っています。

スパニングツリーで・・・

他にDHCPを利用するときの注意点として、スイッチでスパニングツリーが有効になっている場合があげられます。

スパニングツリーは冗長構成をとっているとき、ループが発生しないようにポートをブロックして、ツリー上のネットワークにします。もし、障害が発生した場合は、ブロックしたポートを転送状態にしてネットワークをとめないようにするためのものです。また、ネットワークの構成が変更された場合にもスパニングツリーが再構成されます。このスパニングツリーの再構成には、１分ほどの時間がかかります。

このスパニングツリーは、たいていのスイッチの初期設定で有効になっています。で、次のネットワーク構成を考えてみます。

ひとつのスイッチにDHCPサーバとDHCPクライアントが接続されていて、スイッチのすべてのポートでスパニングツリーが有効になっているとします。DHCPサーバは起動している状態で、ポート２はUPしています。しかし、クライアントは起動していないので、ポート１はDOWNです。

DHCPクライアントの電源を入れ、起動させるとポート１がUPします。すると、スイッチはネットワークの構成が変化したと思って、スパニングツリーを再構成しようとします。このとき、スパニングツリーの計算が終わるまで、ポート１は、ブロック状態になりデータの転送を行うことができません。

そして、クライアントがDHCPサーバを探すためにDHCPDISCOVERを送信します。ですが、ポート１はブロック状態です。ブロック状態のポートから他のポートにはデータは転送されませんので、結局DHCPサーバには届かないことになります。１分ぐらいたつと、クライアントしかつながっていないポート１は必ず転送状態になるはずなんですが、その間にDHCPがタイムアウトになってしまいます。すると、クライアントはIPアドレスなどをもらうことができずにネットワークに接続できなくなります。

ですから、スイッチのポートの先にクライアントやサーバしかつながっていないのであれば、そのポートでのスパニングツリーは無効にしなければDHCPを利用することができません。

ただし、シスコのCatalystシリーズというスイッチ製品では、スパニングツリーを無効にする代わりにPort Fastという機能を使います。Port Fastを使うと、ブロック状態から一瞬で転送状態になります。