자동으로 IP를 받는 법 — DHCP

카페에서 와이파이에 연결하는 순간, 내 노트북은 어떻게 IP 주소를 갖게 될까요. 손으로 입력하지 않았는데도 인터넷이 됩니다. 이 마법의 뒤에는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)가 있습니다.

IP를 수동으로 설정한다면

네트워크에 연결된 모든 장치는 IP 주소가 있어야 통신할 수 있습니다. 이 주소를 관리자가 일일이 설정한다고 상상해 봅니다. 100명의 직원이 있는 회사라면 노트북 100대에 각각 IP를 배정하고 기록해야 합니다. 누군가 자리를 바꾸거나 퇴사하면 주소를 회수하고 재배정해야 합니다. 이렇게 수동으로 설정하는 것을 정적(static) IP라고 합니다. 서버나 프린터처럼 주소가 고정되어야 하는 장치에는 적합하지만, 불특정 다수의 장치가 오가는 환경에는 맞지 않습니다.

DHCP의 역할

DHCP는 IP 주소 배정을 자동화합니다. 네트워크에 DHCP 서버가 있고, 새로 연결된 장치(DHCP 클라이언트)가 "나 IP 없어요, 하나 주세요"라고 요청하면, DHCP 서버가 사용 가능한 IP를 하나 배정해 줍니다. IP 주소뿐 아니라 서브넷 마스크, 기본 게이트웨이, DNS 서버 주소까지 함께 알려줍니다. 집의 공유기가 바로 DHCP 서버 역할을 합니다.

DORA 과정

DHCP 동작을 DORA라고 부릅니다. Discover, Offer, Request, Acknowledge의 앞 글자입니다.

클라이언트가 네트워크에 연결되면 가장 먼저 브로드캐스트로 DHCP Discover를 보냅니다. "이 네트워크에 DHCP 서버 있나요?" 아직 IP 주소가 없으므로, 목적지는 브로드캐스트 주소(255.255.255.255)로 보냅니다.

DHCP 서버가 DHCP Offer로 응답합니다. "이 IP 쓸래요?" 사용 가능한 IP 주소와 함께 임대 기간(lease time)을 제안합니다.

클라이언트는 DHCP Request로 수락합니다. 네트워크에 서버가 여러 대 있을 수 있으므로 어느 서버의 제안을 받아들이는지 브로드캐스트로 알립니다.

서버가 DHCP Acknowledge로 최종 확인합니다. 이제 클라이언트는 이 IP를 임대 기간 동안 사용할 수 있습니다.

임대와 갱신

DHCP는 IP를 영구적으로 주지 않습니다. 임대 기간이 끝나면 반납해야 합니다. 보통 임대 기간의 절반이 지나면 클라이언트가 갱신 요청을 보냅니다. 서버가 응답하면 임대 기간이 연장됩니다. 임대가 만료되면 IP는 풀(pool)로 돌아가 다른 장치에 배정될 수 있습니다.

덕분에 카페 와이파이에 수백 명이 접속하더라도 IP 주소 고갈 없이 관리할 수 있습니다.

다음 절에서는 DHCP와 함께 자주 거론되는 ARP를 다시 살펴봅니다.