スコープ、プール、予約

DHCPがルールなしに無作為なアドレスを配布したら、ネットワークは混乱してしまいます。管理者は、関連する3つの考え方であるスコープ、プール、予約を使ってDHCPを制御します。これらによって、ネットワークで使用できるアドレス、リース用に空けておくアドレス、常に同じアドレスを受け取るデバイスが決まります。このレッスンでは、それぞれの仕組みと、大規模なネットワークを整理された予測可能な状態に保つ理由を説明します。

スコープとは、DHCPサーバーが1つのサブネットに対して管理するアドレスの全範囲と、それらに関連付けられた設定です。たとえば、スコープが192.168.1.1から192.168.1.254までを対象とし、対応するサブネットマスク、ゲートウェイ、DNSが設定されている場合があります。スコープによって、そのネットワーク上でDHCPが配布できる範囲が定義されます。サーバーは、サービスを提供するサブネットごとに1つずつ、複数のスコープを保持できます。

スコープ内で、プールとは実際にリース可能なアドレスの集合です。いくつかのアドレスが取り置きされるため、プールは通常、スコープ全体より狭くなります。たとえば、スコープが.1から.254までであっても、DHCPがリースするプールは.100から.200までとし、下位のアドレスをルーター、サーバー、手動設定のプリンター用に残すことができます。

除外とは、スコープ内にあるアドレスまたは範囲のうち、DHCPが決してリースしてはならないものです。たとえば、サーバーが192.168.1.10を手動設定のアドレスとしてすでに使用しているとします。この場合、.10を除外してDHCPが使用しないようにし、競合を避けます。除外を使うことで、DHCPの管理対象外としてアドレスを固定するデバイス用に、スコープ内へ安全な空きを設けられます。

予約とは、特定のアドレスを特定のデバイスに結び付け、そのデバイスが常に同じアドレスを受け取るようにする設定です。サーバーは、ネットワークカードに組み込まれたハードウェア識別子であるMACアドレス（Media Access Control address）によってデバイスを識別します。そのデバイスがアドレスを要求すると、DHCPは毎回予約済みのアドレスを渡します。これにより、固定アドレスの安定性とDHCPの利便性を両立できます。

代わりに、デバイス自体へ固定アドレスを手動で設定することもできます。これを静的割り当てと呼びます。予約との違いは、アドレスが引き続きDHCPサーバーから提供されるため、ゲートウェイやDNSなどの設定を一元管理できる点です。サーバー上でDNSを一度変更すれば、予約されたデバイスにも自動的に反映されます。静的アドレスの場合は各デバイスで手動編集する必要があり、変更を忘れやすくなります。

予約は、安定したアドレスが必要でありながら、DHCPの管理下に置いておきたいデバイスに適しています。たとえば、ネットワークプリンター、IPカメラ、POS端末、実験室の機器などです。ユーザーはアドレスまたは名前でプリンターに接続するため、アドレスが変わらないことが重要です。予約を使えば一貫性を確保しつつ、各デバイスを訪問することなく、DHCPサーバーからすべてを管理できます。

予約を作成するには、管理者がデバイスのMACアドレスを記録し、スコープ内で選択したIPアドレスに関連付けます。それ以降、DHCPはそのMACアドレスを認識し、対応するアドレスを返します。以下の例は、管理者がサーバー上で定義するマッピングの種類を示しています。アドレスはスコープ内にあり、アクティブなプールと重複していない必要があります。

プールのサイズは重要です。プールに100個のアドレスしかないのに、同時に150台のデバイスがリースを必要とする場合、一部のデバイスはアドレスを取得できず、接続に失敗します。管理者はピーク時の需要に合わせてプールのサイズを決めます。利用者の多いゲストネットワークでは、アドレスをより早く再利用できるよう、リース期間を短くすることもあります。予約と除外によって使用可能なプールは小さくなるため、3つすべてを考慮してスコープを設計してください。

大規模なネットワークは多くのサブネットにまたがるため、1台のDHCPサーバーが複数のスコープを保持することがよくあります。リレーエージェントが各サブネットからの要求をサーバーへ転送し、サーバーは要求元のネットワークに一致するスコープを選択します。この集中管理方式により、管理者はキャンパス全体のアドレス設定を1か所で管理でき、各スコープをそれぞれのサブネットに合わせて調整できます。

入れ子になった制御として考えると分かりやすくなります。スコープは、サブネット用のアドレス範囲全体と設定です。プールは、そのうちリース可能な部分です。除外によって、手動設定されたデバイス用の空きを設けます。予約によって、MACアドレスを基に特定のアドレスを特定のデバイスへ固定します。これらを組み合わせることで、DHCPを自動的かつ秩序あるものにできます。これは、成長するネットワークにまさに必要な仕組みです。

スコープに関する知識を確認しましょう。

管理者は3つのツールでDHCPを調整します。スコープは、サブネット用のアドレス範囲全体と設定です。プールはリース可能な範囲であり、手動設定されたアドレスを保護する除外によって狭められることがあります。予約は、MACアドレスを使って選択したアドレスをデバイスに関連付けます。これにより、手動設定の静的アドレスとは異なり、DHCPで管理しながら安定したIPを使用できます。1台のサーバーに複数のスコープを保持させれば、キャンパス全体に1か所からサービスを提供できます。