【解説】ネットワーク・セグメントをまたがってDHCPを有効にするには？

2006.05.24

　最初に，DHCP（動的ホスト構成プロトコル）を利用してIPアドレスを割り当てるプロセスについて確認しておきたい。DHCPサーバーとDHCPクライアントは，以下の手順に従ってパケットをやり取りし，最終的に割り当てるIPアドレスを決定する（図1）。

図1●DHCPでIPアドレスを割り当てる手順
DHCPメッセージをやり取りしてIPアドレスを割り当てる。

クライアントはDHCPサーバーを探すためにDHCP DISCOVERパケットを送信する。
DHCP DISCOVERパケットを受信したDHCPサーバーは，アドレス・プールの中からクライアントにリースするIPアドレスを1つ選択する。そしてARP（アドレス解決プロトコル）リクエストをネットワークに送信し，そのIPアドレスが使用されていないことを確認する。ARP応答が返ってこなければ，そのアドレスは使われていないことになる。
リースするIPアドレスが決まったら，DHCPサーバーはそのアドレスをDHCP OFFERパケットに格納して送信する。
クライアントは，提示されたIPアドレスを受け入れることを，DHCP REQUESTパケットを送信してDHCPサーバーに通知する。
DHCPサーバーは，DHCP ACKパケットを返信してクライアントに承認したことを通知する。

　重要な点は，ここで紹介したプロセスがすべてブロードキャストを利用して行われることだ。言い換えれば，ルーターを介した環境では，DHCPクライアント，DHCPサーバー間でこれらのプロセスを実行できないのである。このときに利用するのがリレー・エージェントである。

　リレー・エージェントは，異なるサブネットにあるクライアントとサーバーの間でDHCP/BOOTPメッセージを転送する機能だ（図2）。リレー・エージェントは，クライアントがブロードキャストしたDHCPメッセージをユニキャストでほかのセグメントにあるDHCPサーバーに転送する。DHCPサーバーから応答を受け取ったら，それをクライアントの存在するセグメントにブロードキャストする。DHCPサーバーとの通信をユニキャストで行うため，ルーターを介した環境でもIPアドレスの割り当てプロセスを実行できる仕組みだ。

図2●リレー・エージェントを使って異なるサブネット間でDHCPを利用する仕組み
リレー・エージェントは，クライアントから受け取ったブロードキャスト・メッセージを，DHCPサーバーにユニキャストで転送する。DHCPサーバーから応答を受け取ったら，それをクライアントのあるサブネットにブロードキャストする。

　設問では，ipconfigコマンドを実行した結果，APIPA（自動プライベートIPアドレス指定）の機能によって169.254.1.200/16というIPアドレスが割り当てられていることが分かる。これは，サブネット間でDHCPのプロセスが正しく動作せず，DHCPサーバーからIPアドレスを受け取れなかったことを意味する。「169.254.x.x」というIPアドレスは，LINKLOCALアドレスと呼ばれ，外部と接続されていない単一のネットワーク・セグメントだけで利用できるアドレス空間として定義されている。セグメントを越えて通信できるようにするためには，リレー・エージェントを利用してDHCPで適切なIPアドレスを割り当てなくてはならない。

　リレー・エージェントを利用する方法は2つある。1つはリレー・エージェント機能を備えたルーターを使用する方法だ。サブネット間のルーティングを行うルーターがDHCP/BOOTPリレー・エージェント機能をサポートしている場合は，それを有効にすればよい。

　もう1つは，クライアントが存在するサブネット上に，リレー・エージェントとして機能するコンピュータを用意する方法である。Windows NT Server 4.0以降のサーバー系Windowsは，DHCPリレー・エージェント・サービスをインストールすることで，リレー・エージェントとして動作させることができる。新たにサーバーを用意する代わりに，既存のサーバーにリレー・エージェントとしての役割を兼ねさせることも可能だ。

　Windows Server 2003をDHCPリレー・エージェントとして動作させる方法は以下の通りである（図3）。