[GNS3] 3. DHCP를 통한 IP자동 설정

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DHCP가 뭔가요?

  

 

DHCP는 Dynamic Host Configuration Protocol의 약자로, 네트워크 망 아래에 있는 각각의 호스트에 자동적으로 주소를 부여하는 프로토콜을 말합니다. IPv4는 설계 구조상 한계로 이미 주소 풀(Pool)이 거의 고갈된 상태로 현재 IPv4는 한 주소를 한 개인이나 기관이 독점하는 것이 아니라, 그 때 그 때 인터넷에 접속할 때마다 아이피를 새로 부여받습니다.(물론 고정 IP를 구매할 경우 해당 주소를 독점적으로 사용할 수 있긴 합니다.)

   따라서 네트워크 관리자는 ISP업체로부터 할당 받은 IP 주소를 해당 네트워크 망 아래에 존재하는 각 호스트들에게 할당해줘야 하는데, 말했다시피 호스트가 인터넷에 접속하고자 할 때마다 IP 주소를 네트워크 관리자에게 요청하게 됩니다. 망의 크기가 매우 작을 경우엔 매번 네트워크 관리자가 관리하는 것이 가능하지만 조금만 망의 크기가 커져도, 예를들어 동네 PC방만 해도 수십대의 호스트를 관리하게 됩니다. 이런 네트워크 망에서 호스트가 인터넷 접속을 요청할 때 마다 네트워크 관리자가 매번 수동으로 아이피를 부여하기는 사실상 불가능 합니다. 그래서 등장한 것이 바로 DHCP 입니다. 

  각각의 호스트 (DHCP 입장에선 클라이언트지요)는 네트워크에 연결된 경우 매 부팅마다 DHCP 서버에 아이피 주소의 대여를 요청합니다. 할당 받는 아이피주소는 모두 유효기간이 있으며, 유효기간이 만료되면 호스트는 DHCP 서버에 주기적으로 재 요청을 수행합니다. 이 같은 DHCP는 UDP 패킷을 통해 이뤄지고 질의 단계는 다음과 같습니다.

1. DHCP 서버발견

호스트가 네트워크에 새롭게 추가된 경우 해당 호스트는 DHCP 서버의 주소를 알지 못합니다. 따라서 해당 호스트는 네트워크 망 전체에 DHCP 서버의 주소를 요청하는 UDP 주소를 뿌립니다. (네트워크 망 전체를 대상으로 전송하는 방식을 Broadcast라고 합니다. 물론 일개 호스트가 뿌린 브로드캐스트 메세지가 전세계에 퍼져나가면 곤란하기 때문에, 라우터 장비는 기본적으로 브로드캐스트 메세지를 차단합니다.)

2. DHCP 서버제공

DHCP 서버의 주소를 요청하는 메세지를 수신한 DHCP 서버는 마찬가지로 자신의 IP를 담은 UDP 메세지를 네트워크 망에 브로드캐스트 방식으로 뿌립니다. 여기서 브로드캐스트 방식으로 뿌리는 이유는, 이 메세지를 수신하여야 할 호스트가 아직 아이피 주소를 할당받지 못한 상태이기 때문이지요.

3. DHCP 요청

DHCP 서버의 주소를 광고하는 메세지를 수신한 호스트는 도착한 메세지중 가장 가까운 DHCP 서버로 아이피 할당을 요청합니다. (DHCP 주소 메세지는 다수가 도착할 수 있습니다. 왜냐면 서버 발견 메세지를 브로드캐스트로 네트워크에 뿌렸기 때문에 해당 네트워크에 연결된 모든 DHCP 서버가 수신할 수 있기 때문이지요)

4. DHCP Ack

IP 주소 할당을 요청받은 DHCP 서버는 요청 메세지를 확인한 후 확인 메세지인 Ack 메세지를 전송합니다.

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그러면 DHCP로 IP를 설정해 봅시다.

  저는 이전 포스팅까지 계속 사용했던 네트워크 망을 사용할 겁니다. 제 망을 기준으로, DHCP는 R1 장비의 f0/1 인터페이스에서 이뤄져야 합니다. 왜그럴까요? 우선 R2, R3장비가 DHCP를 설정할 수 없는 이유는 간단합니다. 처음에 말씀드렸다시피, DHCP 요청 메세지는 UDP, Broadcast 형식으로 뿌려진다고 했습니다. 그리고 이 Broadcast 메세지는 라우터를 통과할 수 없습니다. 다시 설명드리자면, 따로 라우터에서 차단을 해제하지 않는 이상 라우터는 기본적으로 Broadcast 메세지는 차단됩니다. 따라서 R2, R3장비에서 백날 DHCP를 요청해봐야 R1장비에서 DHCP 요청 패킷이 모두 차단되어서 DHCP 서버에 도달하지 못하는 것이지요. 그럼 R1서버를 DHCP 서버로 사용하면 되지 않느냐 ! 라고 할 수 있는데, DHCP 서버로 라우터를 사용하는 건 NAT 설정을 통해 가능한데, 이는 나중에 다루도록 하겠습니다. 

  결론적으로, 별다른 설정을 하지 않고 위 망을 그대로 사용한다면 DHCP 서버는 이더넷 어댑터와 연결되어 바깥 인터넷과 연결된 Cloud2 를 통해서'만' 도달할 수 있습니다. 참고로 저 이더넷 어댑터는 제 컴퓨터에 내장된 랜 카드에 구성된 것으로 이 랜 카드는 또 저희 아파트의 모든 네트워크를 관제하는 라우터로 연결됩니다. 이 아파트 라우터는 제 아파트가 있는 지역을 총 관할하는 라우터로 연결되고, 이 지역라우터는 좀 더 큰 단위 지역의 총괄 라우터로 연결되겠지요. 

  그럼 DHCP 서버는 대체 어디쯤에 있는거냐? 라는 의문이 생길 수 있습니다. 각 가정마다, 또는 회사마다 다르겠지만 제 환경같은 경우엔 아파트 내부에 위치한 ISP사의 라우터가 각각의 집마다 IP를 할당해 줍니다. 물론 따로 고정 IP를 구매하여 설정한 것도 아니고, 일반 가정집이므로 아파트 내부 라우터가 구성하고 있는 내부 네트워크 아이피를 받게 됩니다. 192.168 로 시작하는 아이피들이 바로 네트워크 내부 아이피입니다. 이 내부 아이피들이 아파트 라우터를 거쳐 나가면서 외부 아이피로 변환되는 것이지요. 이 과정은 후에 라우팅과 NAT를 알고나면 이해하기 쉬울 것입니다.

  말이 길어졌는데, 다시 DHCP설정으로 돌아가 봅시다. 위에서 설명했듯이 제 경우엔 R1 장비의 f0/1 인터페이스에서 DHCP를 통한 IP를 설정이 가능합니다.

  R1 장비의 f0/1 인터페이스로 접근하기 이전에 거쳐야 할 작업이 있습니다. 

  우선 위 사진처럼 클라우드를 우클릭 - configure 를 클릭하여 위 창으로 접근해 줍니다. 그 다음 붉은색 박스가 쳐진곳에서 리스트를 내려서 '이더넷' 혹은 'Realtek' 등등 랜카드나 인터넷이 관련된 어댑터를 선택하여 추가해 준 뒤, 적용해줍니다. 이후 라우터 장비와 클라우드를 연결해 주는데, 케이블이 클라우드 포트 중 방금 추가한 어댑터로 꼿히게 해줍니다. 

  클라우드 아이콘의 설정이 끝났다면 이제 R1 장비의 f0/1 인터페이스 설정 위상으로 접근해 봅시다.

  이전에 IP를 수동으로 설정해줄 때 처럼, ip address 명령어를 사용합니다. 차이점은 뒤에 오는 인자가 아이피 값이 아니라 dhcp 로 설정해줘야 된다는 겁니다.

  R1(config-ip)#ip address dhcp 

  위 사진에서 *Mar 로 시작하는 부분이 DHCP서버를 통해 인터페이스에 자동으로 IP가 설정됐다는 것을 알려주는 로그 메세지 입니다.

  그럼 show ip interface brief 로 제대로 설정됐는지 확인해 봅시다.

  잘 적용되었네요. 참고로 DHCP로 아이피를 설정한 경우 Method를 보시면 위 사진처럼 HCP라고 적혀있습니다. (NVRAM은 메모리로부터 불러왔다는건데, 아이피를 수동으로 설정한 후 저장하고 GNS3를 껏다 키면 GNS3가 저장된 메모리로부터 아이피값을 불러오기 때문인것 같습니다.)

  다음 포스팅에선 VMware와 GNS3의 가상 장비들을 연결해보기로 하겠습니다. 수고하셨습니다.

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