동적 호스트 구성 프로토콜

3. 동작 원리

DHCP는 클라이언트-서버 모델을 기반으로 동작하며, 크게 네 단계로 단말과 서버 간에 통신이 이루어진다.^[77]

• '''동적 할당''': 네트워크 관리자는 DHCP용 IP 주소 범위를 예약하고, LAN의 각 DHCP 클라이언트는 네트워크 초기화 중에 DHCP 서버에서 IP 주소를 요청하도록 구성된다. 요청 및 부여 프로세스는 제어 가능한 기간이 있는 임대 개념을 사용하여, DHCP 서버가 갱신되지 않은 IP 주소를 회수하여 재할당할 수 있도록 한다.
• '''자동 할당''': DHCP 서버는 관리자가 정의한 범위에서 요청하는 클라이언트에 IP 주소를 영구적으로 할당한다. 이는 동적 할당과 유사하지만, DHCP 서버는 이전 IP 주소 할당 테이블을 유지하므로 클라이언트에게 이전에 가지고 있던 동일한 IP 주소를 우선적으로 할당할 수 있다.
• '''수동 할당''': 이 방법은 ''정적 DHCP 할당'', ''고정 주소 할당'', ''예약'' 및 ''MAC/IP 주소 바인딩''이라고도 한다. 관리자는 각 클라이언트에 대한 고유 식별자(''클라이언트 ID'' 또는 MAC 주소)를 IP 주소에 매핑하며, 이는 요청하는 클라이언트에 제공된다. DHCP 서버는 이 작업이 실패할 경우 다른 방법으로 대체하도록 구성할 수 있다.

3. 1. 개요

4. 릴레이 에이전트

DHCP 릴레이 에이전트는 서로 다른 서브넷에 있는 DHCP 클라이언트와 DHCP 서버 간의 통신을 중계한다. 여러 링크로 구성된 대규모 네트워크에서는 상호 연결된 라우터에 배치된 DHCP 릴레이 에이전트를 통해 단일 DHCP 서버가 전체 네트워크에 서비스를 제공할 수 있다.^[71]

DHCP는 일반적으로 클라이언트와 서버가 동일한 브로드캐스트 도메인에 있지 않으면 정상적으로 작동하지 않는다. 그러나 기업이나 대학 등 비교적 대규모 네트워크에서는 서버를 한 곳에 집중시키고 싶은 이유 등으로 DHCP 클라이언트와 서버가 전혀 다른 네트워크에 설치되는 경우가 있다. 이러한 경우에 DHCP 릴레이 에이전트가 사용된다.

DHCP 릴레이 에이전트는 서버 또는 라우터(L3 스위치)에 Bootp relay, IP helper, DHCP relay 등의 명칭으로 구현되어 있다. "'''DHCP 헬퍼'''"라고도 불린다.^[52]

DHCP 릴레이 에이전트가 DHCP 클라이언트로부터 브로드캐스트 (DHCP Request)를 수신하면, 대상 IP 주소를 설정된 DHCP 서버의 주소로 변환하고, 송신자를 자기 LAN 측(클라이언트와 동일한 서브넷)의 IP 주소로 변환하여 전송한다. 또한, 요청 데이터 내에 자기 IP 주소를 기록한다.

DHCP 서버는 전송된 패킷을 확인하고, 데이터 내에 기록된 에이전트의 IP 주소에 따라 할당해야 할 네트워크의 주소를 결정한다. 또한, 데이터 내의 클라이언트의 MAC 주소를 읽어, 리스 테이블을 갱신한다. 리스 패킷은 패킷의 송신자인 에이전트로 반송된다.

리스 패킷을 수신한 에이전트는 대상 IP 주소를 0.0.0.0으로 변환하고, 요청 클라이언트의 MAC 주소를 향한 프레임에 캡슐화하여 송출한다.

릴레이 에이전트와 DHCP 서버 간의 통신에서는 일반적으로 송신자와 대상 모두 UDP 포트 67이 사용된다.

DHCP 릴레이 에이전트를 이용할 때의 주의점은 다음과 같다.

• DHCP 서버와 DHCP 릴레이 에이전트는 동일한 서버 또는 라우터 내에 공존할 수 없다.
• 동일한 브로드캐스트 도메인 내에 여러 서브넷이 존재하는 경우, DHCP 릴레이 에이전트를 경유하면, DHCP 릴레이 에이전트의 IP 주소에 의해 DHCP 서버가 할당하는 IP 주소의 범위가 결정된다.
• DHCP 서버와 클라이언트 간의 유니캐스트에 의한 DHCP 패킷의 소통은, DHCP 릴레이 에이전트를 사용하는 경우에도 필요하다. IP 주소의 리스를 갱신하기 위해 DHCP request를 클라이언트에서 서버로 전송할 때, 대상이 DHCP 릴레이 에이전트의 유무에 관계없이 DHCP 서버가 되기 때문이다.
• DHCP 릴레이 에이전트가 처리해도 좋은 패킷은, 멀티캐스트, 브로드캐스트 및 DHCP 릴레이 에이전트가 동작하고 있는 호스트를 대상으로 하는 유니캐스트에 한정된다. 특히, 실제 DHCP 서버를 대상으로 유니캐스트로 전송된 패킷은 DHCP 릴레이 에이전트의 처리 대상이 되지 않음에 주의한다.

5. DHCP 옵션

DHCP 옵션은 DHCP 메시지에 포함되어 클라이언트에게 추가적인 구성 정보를 제공하는 데 사용된다. 옵션은 Type-Length-Value (TLV) 형식으로 표현된다. RFC 2132는 인터넷 할당 번호 관리 기관(IANA)에서 정의한 DHCP 옵션, 즉 DHCP 및 BOOTP 매개변수를 설명한다.^[6]

옵션은 길이가 가변적인 옥텟 문자열이다. 이를 타입-길이-값 인코딩이라고 한다. 첫 번째 옥텟은 옵션 코드, 두 번째 옥텟은 후속 옥텟의 수이며 나머지 옥텟은 코드 종속적이다.

예를 들어, 제안에 대한 DHCP 메시지 유형 옵션은 0x35, 0x01, 0x02로 나타나며, 여기서 0x35는 "DHCP 메시지 유형"에 대한 코드 53이고, 0x01은 하나의 옥텟이 뒤따른다는 의미이며, 0x02는 "제안"의 값이다.

다음 표는 사용 가능한 DHCP 옵션을 나열한다.^[6]

DHCP 클라이언트의 공급업체 및 기능을 식별하는 옵션이 존재한다. DHCP 클라이언트가 특정 유형의 하드웨어 또는 펌웨어를 사용하고 있음을 서버에 알릴 수 있는 한 가지 방법은 Vendor Class Identifier (VCI) (옵션 60)라는 값을 DHCP 요청에 설정하는 것이다.

이 값이 설정되면 DHCP 서버는 해당 클라이언트가 DHCP 응답에 필요로 하는 추가 정보에 대한 힌트를 얻을 수 있다. 일부 유형의 셋톱 박스는 VCI를 설정하여 DHCP 서버에 장치의 하드웨어 유형 및 기능을 알린다. 예를 들어, 아루바(Aruba) 캠퍼스 무선 액세스 포인트는 DHCPDISCOVER 메시지에 'ArubaAP' 값을 옵션 60으로 제공한다.^[11] 그러면 DHCP 서버는 옵션 43에 아루바 무선 컨트롤러의 IP 주소를 추가하여 DHCPOFFER를 보낼 수 있으며, 이를 통해 액세스 포인트는 자체 등록 위치를 알 수 있다.

클라이언트가 VCI를 설정하면 DHCP 서버가 클라이언트 머신을 구분하고 해당 요청을 적절하게 처리할 수 있다.

5. 1. 주요 DHCP 옵션

6. 보안

기본 DHCP에는 인증 메커니즘이 없어^[54] 다양한 공격에 취약하다. 이러한 공격은 크게 세 가지로 분류할 수 있다.^[55]

• 무단 DHCP 서버: 공격자가 네트워크에 불법 DHCP 서버(불량 DHCP)를 설치하여 클라이언트에게 잘못된 정보를 제공한다.^[60] 이는 서비스 거부 공격^[56]이나 중간자 공격^[57]으로 이어질 수 있다. 예를 들어, 공격자는 DHCP 클라이언트에게 자신의 DNS 서버를 통해 DNS 조회를 하도록 유도하여 네트워크 트래픽을 감시하거나 조작할 수 있다.^[58][59]
• 무단 클라이언트: 공격자가 다른 클라이언트의 정보를 도용하여 IP 주소를 획득한다.^[60]
• DHCP 고갈 공격: 공격자가 DHCP 서버의 IP 주소 풀을 고갈시켜 정상적인 클라이언트가 IP 주소를 할당받지 못하게 한다.^[60]

6. 1. 보안 강화 방안

• 잘못된 DHCP 서버가 클라이언트에 잘못된 정보를 제공^[55]
• 무허가 클라이언트가 리소스에 접근^[55]
• 악의적인 DHCP 클라이언트의 리소스 고갈 공격^[55]

7. 한국 인터넷 환경과 DHCP

한국은 세계적으로 인터넷 속도와 보급률이 매우 높은 국가 중 하나로, 가정, 기업, 공공기관 등 다양한 환경에서 DHCP를 통해 IP 주소를 자동으로 할당받아 인터넷을 사용한다. 특히 유동 IP 주소를 사용하는 초고속 인터넷 환경에서 DHCP는 효율적인 IP 주소 관리와 사용자 편의성을 제공하는 데 중요한 역할을 한다.

7. 1. 한국 인터넷 환경에서 DHCP의 중요성

8. 관련 IETF 표준 문서

• RFC 2131, 동적 호스트 구성 프로토콜
• RFC 2132, DHCP 옵션 및 BOOTP 벤더 확장
• RFC 3046, DHCP 릴레이 에이전트 정보 옵션
• RFC 3397, 동적 호스트 구성 프로토콜 (DHCP) 도메인 검색 옵션
• RFC 3942, 동적 호스트 구성 프로토콜 버전 4 (DHCPv4) 옵션 재분류
• RFC 4242, IPv6용 동적 호스트 구성 프로토콜 정보 갱신 시간 옵션
• RFC 4361, 동적 호스트 구성 프로토콜 버전 4 (DHCPv4)의 노드별 클라이언트 식별자
• RFC 4436, IPv4에서 네트워크 연결 감지 (DNAv4)
• RFC 3442, 동적 호스트 구성 프로토콜 (DHCP) 버전 4의 클래스 없는 정적 경로 옵션
• RFC 8415, IPv6용 동적 호스트 구성 프로토콜 (DHCPv6)

참조

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