DORAリースプロセス

デバイスがネットワークに参加すると、DORAという語呂合わせで覚えられる4段階のやり取りを通じてDHCPアドレスを取得します。4つの段階は、Discover、Offer、Request、Acknowledgeです。各段階では、クライアントとDHCPサーバーの間で個別のメッセージが送信されます。DORAを理解すると、接続直後の最初の1秒間に何が起きているのかを正確にイメージでき、どこかの段階が失敗したときもトラブルシューティングしやすくなります。

新しいクライアントにはまだアドレスがないため、特定のサーバーに向けて送信することができません。そこで、DHCP Discoverをブロードキャストとして送信します。これは、ローカルネットワーク上のすべてのデバイスがそのメッセージを受信するという意味です。メッセージの内容は、いわば「DHCPサーバーはいますか」と呼びかけるものです。ブロードキャストなので、同じネットワークセグメント上にあるすべてのDHCPサーバーが受信し、応答できます。

Discoverを受信したDHCPサーバーは、DHCP Offerで応答します。Offerには、提案するIPアドレスに加えて、サブネットマスク、ゲートウェイ、DNSサーバー、リース期間が含まれます。複数のサーバーが存在する場合、クライアントはいくつかのOfferを受け取ることがあります。サーバーは、やり取りが完了するまで、そのアドレスを他のクライアントに割り当てないよう一時的に確保します。

クライアントは1つのOfferを選び、DHCP Requestで応答します。重要なのは、これもブロードキャストであることです。ブロードキャストによってクライアントは、すべてのサーバーに対して「このサーバーからのこのOfferを受け入れます」と伝えます。Offerを出した他のサーバーもこのRequestを確認し、自分のOfferが選ばれなかったことを認識します。そして、確保していたアドレスを解放し、他のクライアントが使えるようにします。

選ばれたサーバーは、DHCP Acknowledge（ACK）を送信して処理を完了します。これによりリースが確認され、合意した期間にわたってアドレスとすべての設定が確定します。クライアントがACKを受信すると、アドレス、サブネットマスク、ゲートウェイ、DNSをインターフェースに設定し、通常どおり通信できるようになります。これで4段階のDORAハンドシェイクが完了します。

DiscoverとRequestがブロードキャストである理由は単純です。クライアントはまだ使用可能なアドレスを持っていないため、1台のサーバーと直接通信できません。ブロードキャストを使えば、セグメント上のすべてのサーバーに到達できます。クライアントに確定したアドレスがなくても、OfferとAcknowledgeを返信できるのは、サーバーがDiscoverから得たクライアントのハードウェア（MAC）アドレスを使って返信先を指定するためです。

デバイスは毎回DORA全体を繰り返すわけではありません。リース期間のおよそ半分が経過すると、アドレスを割り当てたサーバーにRequestを直接送信し、延長を求めます。サーバーが同意するとAcknowledgeを送信し、リース期間が更新されます。クライアントは問い合わせるサーバーをすでに把握しているため、更新ではDiscoverとOfferを省略でき、処理を素早く静かに行えます。

DHCPはブロードキャストに依存しますが、ルーターは通常、ネットワーク間をまたぐブロードキャストを遮断します。それでは、別のサブネットにあるサーバーからクライアントはどのようにアドレスを取得するのでしょうか。多くの場合ルーターに組み込まれているDHCPリレーエージェントが、Discoverのブロードキャストを受信し、既知のDHCPサーバーへユニキャストとして転送します。その後、返信をクライアントへ中継します。これにより、1台の中央サーバーで複数のサブネットにサービスを提供できます。

DORAを理解していれば、どこで失敗したのかを特定できます。Offerが届かない場合は、リレーが設定されていない、サーバーが停止しているなど、サーバーに到達できない可能性があります。Offerの後にACKではなくDHCP NAK（否定応答）が返る場合は、要求したアドレスがすでに有効でないことを意味します。新しいネットワークへ移動した後などによく起こります。シーケンスがどこで止まったかを確認すれば、どちら側を調査すべきかが分かります。

Wiresharkなどのネットワークアナライザーを使うと、4つのDORAパケットをリアルタイムで確認できます。DiscoverとRequestがブロードキャストとして表示され、サーバーからOfferとAcknowledgeが送信される様子を確認できます。Network+試験では、4つのメッセージを順番どおりに挙げ、どれがブロードキャストなのかを理解しておく必要があります。実際の通信を見ると、この順序を記憶に定着させやすくなります。

DORAという頭字語を使うと、ステップの順序を覚えられます。Discover、Offer、Request、Acknowledgeです。クライアントはDiscoverとRequestを送信し、サーバーはOfferとAcknowledgeを送信します。両者は交互に通信します。アドレスを取得できないデバイスをトラブルシューティングするときは、頭の中でDORAを順にたどり、どのメッセージが届いていないのかを確認してください。

DORAの順序を確認しましょう。

DORAは、DHCPの4段階のハンドシェイクです。Discover（クライアントが検索をブロードキャスト）、Offer（サーバーがアドレスと設定を提案）、Request（クライアントが1つのOfferを受け入れることをブロードキャスト）、Acknowledge（サーバーがリースを確認）で構成されます。クライアントとサーバーは交互に通信し、DiscoverとRequestはブロードキャストです。リースの更新ではRequestから始め、DHCPリレーがブロードキャストを転送することで、1台のサーバーが複数のサブネットにサービスを提供できます。DORAがどこで停止したかを把握すると、トラブルシューティングを迅速に行えます。