Fundamentos de DNS y DHCP: Configuración y Funcionamiento de Redes IP

Servicio de Nombres de Dominio (DNS)

El Servicio de Nombres de Dominio (DNS) es una base de datos distribuida en la que se almacenan las asociaciones de nombres de dominio y direcciones IP. Proporciona un mecanismo esencial para la traducción de nombres de dominio a direcciones IP, permitiendo a los usuarios acceder a sitios web y servicios en línea utilizando nombres fáciles de recordar en lugar de direcciones numéricas.

Funciones Principales del DNS

• Interrogar a los servidores de nombres.
• Interpretar las respuestas recibidas.
• Devolver la información solicitada al cliente.

Estructura y Organización del DNS

Un Nombre de Dominio Completo (FQDN) es el nombre único y absoluto de un dominio dentro del sistema DNS. La organización del servicio DNS se basa en una estructura jerárquica de niveles.

Dominios de Nivel Superior (TLD)

El primer nivel, conocido como Dominios de Nivel Superior (TLD), está formado por los dominios que descienden directamente del dominio raíz. Los principales TLD incluyen:

• .com: Para organizaciones comerciales.
• .edu: Para instituciones educativas.
• .net: Dedicados a infraestructuras de red y servicios de Internet.
• .org: Para organizaciones no comerciales.
• .gov: Para entidades gubernamentales de EE. UU.
• .int: Para organizaciones internacionales.

La ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) es el organismo encargado de la gestión de los dominios raíz y los TLD. La delegación de dominios permite una administración descentralizada del sistema DNS.

Tipos de Servidores de Nombres DNS

Dentro de la infraestructura DNS, existen diferentes tipos de servidores, cada uno con una función específica:

• Servidor Maestro (Primary Server): Obtiene la información de sus zonas a partir de archivos locales. Todas las modificaciones de la zona se llevan a cabo desde este servidor.
• Servidor Esclavo (Secondary Server): Contiene una copia de solo lectura de los archivos de zona, obtenida por duplicación del servidor maestro. Tiene autoridad sobre esas zonas.
• Servidor Caché (Caching Server): Solo atiende consultas de los clientes DNS y almacena las respuestas para futuras solicitudes, mejorando la velocidad de resolución.

Registros de Recursos DNS

La base de datos del protocolo DNS consulta las zonas que contienen registros de recursos, los cuales describen la información del dominio DNS. Los principales tipos de registros son:

• Servidor de Nombres (NS): Identifica los servidores de nombres autorizados para una zona específica.
• Dirección (A): Asocia un nombre de dominio FQDN con una dirección IPv4.
• Puntero (PTR): Asigna una dirección IP a un nombre de dominio, utilizado principalmente para búsquedas inversas (resolución de IP a nombre).
• Nombre Canónico (CNAME): Permite asignar uno o varios nombres (alias) a una máquina o servicio.

Zonas DNS

Las zonas DNS son divisiones lógicas del espacio de nombres de dominio. Se distinguen principalmente dos tipos:

• Zona Maestra: Alberga la copia principal y editable de los datos de la zona.
• Zona Esclava: Contiene los datos que se obtienen de la duplicación de la zona maestra, siendo una copia de solo lectura.

DNS Dinámico (DDNS)

El DNS Dinámico (DDNS) permite la asignación de un nombre de dominio con una dirección IP dinámica, lo que es útil para configurar sitios web domésticos o acceder a dispositivos con IP cambiante. Los pasos típicos para su configuración incluyen:

1. Seleccionar un proveedor de servicio DDNS.
2. Activar la opción de DNS Dinámico en el router o dispositivo.
3. Crear una cuenta DDNS con el proveedor.
4. El cliente o router envía su dirección IP actual y nombre de dominio al servidor DDNS para su actualización.

Servicio de Configuración Dinámica de Host (DHCP)

El Servicio de Configuración Dinámica de Host (DHCP) es un protocolo de red que va unido al protocolo TCP/IP. Su función principal es asignar automáticamente direcciones IP y otros parámetros de configuración de red a los dispositivos conectados.

Parámetros de Configuración de Red

Para configurar un equipo en una red, se requieren los siguientes parámetros, que DHCP puede proporcionar:

• Dirección IP.
• Máscara de subred.
• Puerta de enlace predeterminada.
• Direcciones IP de los servidores DNS.

Características de Asignación de DHCP

El servicio DHCP ofrece diferentes métodos de asignación de direcciones IP:

• Asignación Automática (Ilimitada): El servidor DHCP asigna una dirección IP de forma permanente a un cliente, sin límite de tiempo.
• Asignación Dinámica (Limitada): El servidor DHCP asigna una dirección IP por un tiempo limitado (concesión). La IP puede cambiar en futuras asignaciones.
• Asignación Manual (Reserva): El administrador asigna una dirección IP específica a una dirección MAC determinada, asegurando que un dispositivo siempre reciba la misma IP.

Funcionamiento del Protocolo DHCP

El protocolo DHCP configura los siguientes parámetros de manera obligatoria:

• Dirección IP del cliente.
• Máscara de subred.
• Tiempo de concesión de la dirección IP.
• Tiempo de renovación de la concesión.
• Tiempo de reconexión.

De manera opcional, DHCP puede configurar:

• Puerta de enlace predeterminada.
• Direcciones IP de los servidores DNS.
• Nombre de dominio DNS.

El cliente envía una solicitud al servicio DHCP a través del puerto UDP 68, y el servidor le responde a través del puerto UDP 67.

Proceso de Asignación de una Dirección IP (DORA)

El proceso de asignación de una dirección IP por DHCP sigue un ciclo de cuatro etapas, a menudo conocido como DORA (Discover, Offer, Request, Acknowledge):

1. DHCPDISCOVER (Descubrimiento): El cliente, en un estado inicial, envía un mensaje de difusión (broadcast) DHCPDISCOVER para detectar los servidores DHCP activos en la red.
2. DHCPOFFER (Oferta): Los servidores DHCP que reciben el DHCPDISCOVER responden con un mensaje DHCPOFFER, proponiendo una configuración de IP disponible al cliente.
3. DHCPREQUEST (Solicitud): El cliente envía un mensaje de difusión DHCPREQUEST, identificando qué servidor DHCP ha seleccionado y solicitando formalmente la configuración ofrecida.
4. DHCPACK (Reconocimiento): El servidor DHCP seleccionado envía un mensaje DHCPACK, confirmando la asignación de la configuración IP y los parámetros asociados.

Estados Adicionales del Cliente DHCP

• Estado de Enlace: Después de recibir el DHCPACK, el cliente puede ejecutar una orden ARP (Address Resolution Protocol) para comprobar que la dirección IP asignada no está duplicada en la red.
• Estado de Renovación: Antes de que expire la concesión, el cliente envía un mensaje DHCPRENEW al servidor para extender el tiempo de uso de la IP.
• Liberación de la IP: Si el cliente ya no necesita la dirección IP, puede enviar un mensaje DHCPRELEASE al servidor para liberarla.

Métodos de Asignación de Direcciones IP

Además de la asignación dinámica por DHCP, existen otros métodos para configurar direcciones IP en una red:

• Asignación Estática (Manual): Un administrador de red configura manualmente una dirección IP fija, máscara de subred, puerta de enlace y servidores DNS en el dispositivo. Esta IP permanece inalterable a menos que se modifique manualmente.
• Asignación Dinámica (por DHCP): La dirección IP del cliente es asignada automáticamente por un servidor DHCP de un rango predefinido y puede cambiar con el tiempo.
• Asignación por Reserva (DHCP): El servidor DHCP asigna siempre la misma dirección IP a un dispositivo específico basándose en su dirección MAC. Esto combina la automatización de DHCP con la consistencia de una IP fija.