Ingeniería Systems: Protocolo de configuración dinámica de host, Funcionamiento de DHCP y Protocolo de transferencia de archivos - CCNA1 V5

1. Protocolo de configuración dinámica de host

El servicio Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol) permite a los dispositivos de una red obtener direcciones IP y demás información de un servidor DHCP. Este servicio automatiza la asignación de direcciones IP, máscaras de subred, gateway y otros parámetros de redes IP. Esto se denomina “direccionamiento dinámico”. La alternativa al direccionamiento dinámico es el direccionamiento estático. Al utilizar el direccionamiento estático, el administrador de red introduce manualmente la información de la dirección IP en los hosts de red.

DHCP permite a un host obtener una dirección IP de forma dinámica cuando se conecta a la red. Se realiza el contacto con el servidor de DHCP y se solicita una dirección. El servidor de DHCP elige una dirección de un rango de direcciones configurado llamado “pool” y la asigna (concede) al host por un período establecido.

En redes locales más grandes, o donde los usuarios cambian con frecuencia, se prefiere asignar direcciones con DHCP. Es posible que los nuevos usuarios tengan computadoras portátiles y necesiten una conexión; otros pueden tener estaciones de trabajo nuevas que deben estar conectadas. En lugar de que el administrador de red asigne direcciones IP para cada estación de trabajo, es más eficaz que las direcciones IP se asignen automáticamente mediante el DHCP.

Las direcciones distribuidas por DHCP no se asignan de forma permanente a los hosts, sino que solo se conceden por un cierto período. Si el host se apaga o se desconecta de la red, la dirección regresa al pool para volver a utilizarse. Esto es especialmente útil en el caso de los usuarios móviles que entran en una red y salen de ella. Los usuarios pueden moverse libremente desde una ubicación a otra y volver a establecer las conexiones de red. El host puede obtener una dirección IP una vez que se conecta el hardware, ya sea por cable o por LAN inalámbrica.

DHCP permite el acceso a Internet por medio de zonas de cobertura inalámbrica en aeropuertos o cafeterías. Cuando un dispositivo inalámbrico ingresa a una zona de cobertura, el cliente DHCP del dispositivo entra en contacto con el servidor de DHCP local mediante una conexión inalámbrica, y el servidor de DHCP asigna una dirección IP al dispositivo.

Como lo muestra la figura, varios tipos de dispositivos pueden ser servidores de DHCP cuando ejecutan software de servicio de DHCP. En la mayoría de las redes medianas a grandes, el servidor de DHCP suele ser un servidor local dedicado con base en una PC. En las redes domésticas, el servidor de DHCP suele estar ubicado en el router local que conecta la red doméstica al ISP. Los hosts locales reciben la información de la dirección IP directamente del router local. El router local recibe una dirección IP del servidor de DHCP en el ISP.

DHCP puede representar un riesgo a la seguridad porque cualquier dispositivo conectado a la red puede recibir una dirección. Este riesgo hace que la seguridad física sea un factor determinante para el uso del direccionamiento dinámico o manual. Tanto el direccionamiento dinámico como el estático tienen un lugar en el diseño de red. Muchas redes utilizan tanto el direccionamiento estático como el DHCP. DHCP se utiliza para hosts de uso general, como los dispositivos para usuarios finales, mientras que el direccionamiento estático se utiliza para dispositivos de red, como gateways, switches, servidores e impresoras.

2. Funcionamiento de DHCP

Sin DHCP los usuarios tienen que introducir manualmente la dirección IP, la máscara de subred y otros parámetros de red para poder unirse a esta. El servidor de DHCP mantiene un pool de las direcciones IP y alquila una dirección a cualquier cliente habilitado por DHCP cuando el cliente está activado. Debido a que las direcciones IP son dinámicas (concedidas) en lugar de estáticas (asignadas en forma permanente), las direcciones en desuso regresan automáticamente al pool para que se vuelvan a asignar. Como se muestra en la ilustración, cuando un dispositivo configurado con DHCP se inicia o se conecta a la red, el cliente transmite un mensaje de descubrimiento de DHCP (DHCPDISCOVER) para identificar cualquier servidor de DHCP disponible en la red. Un servidor de DHCP responde con un mensaje de oferta de DHCP (DHCPOFFER), que ofrece una concesión al cliente.

El mensaje de oferta contiene la dirección IP y la máscara de subred que se deben asignar, la dirección IP del servidor DNS y la dirección IP del gateway predeterminado. La oferta de concesión también incluye la duración de esta.

El cliente puede recibir varios mensajes DHCPOFFER si hay más de un servidor de DHCP en la red local; por lo tanto, debe elegir entre ellos y enviar un mensaje de solicitud de DHCP (DHCPREQUEST) que identifique el servidor explícito y la oferta de concesión que el cliente acepta. Un cliente también puede optar por solicitar una dirección previamente asignada por el servidor.

Suponiendo que la dirección IP solicitada por el cliente, u ofrecida por el servidor, aún está disponible, el servidor devuelve un mensaje de acuse de recibo de DHCP (DHCPACK) que le informa al cliente que finalizó la concesión. Si la oferta ya no es válida, quizá debido a que hubo un tiempo de espera o a que otro cliente tomó la concesión, entonces el servidor seleccionado responde con un mensaje de acuse de recibo negativo de DHCP (DHCPNAK). Si se devuelve un mensaje DHCPNAK, entonces el proceso de selección debe volver a comenzar con la transmisión de un nuevo mensaje DHCPDISCOVER. Una vez que el cliente tiene la concesión, se debe renovar mediante otro mensaje DHCPREQUEST antes de que expire.

El servidor de DHCP asegura que todas las direcciones IP sean únicas (no se puede asignar la misma dirección IP a dos dispositivos de red diferentes de forma simultánea). Usar DHCP permite a los administradores de red volver a configurar fácilmente las direcciones IP del cliente sin tener que realizar cambios a los clientes en forma manual. La mayoría de los proveedores de Internet utilizan DHCP para asignar direcciones a los clientes que no necesitan una dirección estática.

3. Protocolo de transferencia de archivos

El protocolo de transferencia de archivos (FTP) es otro protocolo de capa de aplicación que se utiliza comúnmente. El protocolo FTP se desarrolló para permitir las transferencias de datos entre un cliente y un servidor. Un cliente FTP es una aplicación que se ejecuta en una PC y que se utiliza para insertar y extraer datos en un servidor que ejecuta un demonio FTP (FTPd).

Como se muestra en la ilustración, para transferir datos correctamente, FTP requiere dos conexiones entre el cliente y el servidor, una para los comandos y las respuestas y la otra para la transferencia de archivos propiamente dicha:

El cliente establece la primera conexión al servidor para el tráfico de control, que está constituido por comandos del cliente y respuestas del servidor.
El cliente establece la segunda conexión al servidor para la transferencia de datos propiamente dicha. Esta conexión se crea cada vez que hay datos para transferir.

La transferencia de datos se puede producir en ambas direcciones. El cliente puede descargar (extraer) datos del servidor o subir datos a él (insertarlos).