DHCP y NAT

DHCP y NAT

1. La introducción de un servidor de protocolo de configuración dinámica de host (DHCP) en la red local simplifica la asignación de direcciones IP tanto a los dispositivos de escritorio como a los móviles.

   • DHCPv4 asigna direcciones IPv4 y otra información de configuración de red en forma dinámica. Dado que los clientes de escritorio suelen componer gran parte de los nodos de red, DHCPv4 es una herramienta extremadamente útil para los administradores de red y que ahorra mucho tiempo.
     • Un servidor de DHCPv4 dedicado es escalable y relativamente fácil de administrar. Sin embargo, en una sucursal pequeña o ubicación SOHO, se puede configurar un router Cisco para proporcionar servicios DHCPv4 sin necesidad de un servidor dedicado.

2. Funcionamiento de NAT

   • NAT tiene muchos usos, pero el principal es conservar las direcciones IPv4 públicas. Esto se logra al permitir que las redes utilicen direcciones IPv4 privadas internamente y al proporcionar la traducción a una dirección pública solo cuando sea necesario. NAT tiene el beneficio adicional de proporcionar cierto grado de privacidad y seguridad adicional a una red, ya que oculta las direcciones IPv4 internas de las redes externas.
     • Según la terminología de NAT, la red interna es el conjunto de redes sujetas a traducción. La red externa se refiere a todas las otras redes.
       • Al utilizar NAT, las direcciones IPv4 se designan de distinto modo, según si están en la red privada o en la red pública (Internet), y si el tráfico es entrante o saliente.
         • NAT incluye cuatro tipos de direcciones:
           • Dirección local interna, Dirección global interna. Dirección local externa, Y Dirección global externa
             • Dirección interna: la dirección del dispositivo que se traduce por medio de NAT.
             • Dirección externa: la dirección del dispositivo de destino.
             • Dirección local: cualquier dirección que aparece en la porción interna de la red.
             • Dirección global: cualquier dirección que aparece en la porción externa de la red.

3. DHCP está disponible tanto para IPv4 (DHCPv4) como para IPv6 (DHCPv6). En este capítulo, se explora la funcionalidad, la configuración y la resolución de problemas de DHCPv4 y de DHCPv6.

4. Funcionamiento de DHCPv4

   • El formato del mensaje DHCPv4 se utiliza para todas las transacciones DHCPv4. Los mensajes DHCPv4 se encapsulan dentro del protocolo de transporte UDP. Los mensajes DHCPv4 que se envían desde el cliente utilizan el puerto de origen UDP 68 y el puerto de destino 67. Los mensajes DHCPv4 que se envían del servidor al cliente utilizan el puerto de origen UDP 67 y el puerto de destino 68.
     • Código de operación (OP): especifica el tipo de mensaje general. El valor 1 indica un mensaje de solicitud y el valor 2 es un mensaje de respuesta.
       • Tipo de hardware: identifica el tipo de hardware que se utiliza en la red. Por ejemplo, 1 es Ethernet, 15 es Frame Relay y 20 es una línea serial. Estos son los mismos códigos que se utilizan en mensajes ARP.
         • Longitud de dirección de hardware: especifica la longitud de la dirección.
           • Identificador de transacción: lo utiliza el cliente para hacer coincidir la solicitud con respuestas recibidas de los servidores de DHCPv4.
             • Segundos: identifica la cantidad de segundos transcurridos desde que un cliente comenzó a intentar adquirir o renovar un arrendamiento. Lo utilizan los servidores de DHCPv4 para priorizar respuestas cuando hay varias solicitudes del cliente pendientes.
               • Indicadores: los utiliza un cliente que no conoce su dirección IPv4 cuando envía una solicitud. Se utiliza solo uno de los 16 bits, que es el indicador de difusión.
                 • Dirección IP del cliente: la utiliza un cliente durante la renovación del arrendamiento cuando la dirección del cliente es válida y utilizable, no durante el proceso de adquisición de una dirección. El cliente coloca su propia dirección IPv4 en este campo solamente si tiene una dirección IPv4 válida mientras se encuentra en el estado vinculado. De lo contrario, establece el campo en 0.
         • Dirección IP del servidor: la utiliza el servidor para identificar la dirección del servidor que debe utilizar el cliente para el próximo paso en el proceso bootstrap, que puede ser, o no, el servidor que envía esta respuesta. El servidor emisor siempre incluye su propia dirección IPv4 en un campo especial llamado opción DHCPv4 Server Identifier (Identificador de servidores DHCPv4).
           • Dirección IP del gateway: enruta los mensajes DHCPv4 cuando intervienen los agentes de retransmisión DHCPv4. La dirección del gateway facilita las comunicaciones de las solicitudes y respuestas de DHCPv4 entre el cliente y un servidor que se encuentran en distintas subredes o redes.
   • Protocolo de configuración
     • Si un cliente está configurado para recibir su configuración IPv4 dinámicamente y desea unirse a la red, solicita valores de direccionamiento del servidor de DHCPv4.
       • El cliente transmite un mensaje DHCPDISCOVER en su red local cuando arranca o detecta una conexión de red activa.
         • Dado que el cliente no tiene forma de obtener información acerca de la subred a la que pertenece, el mensaje DHCPDISCOVER es una difusión IPv4 (dirección IPv4 de destino 255.255.255.255).

5. Existen tres tipos de traducción NAT:

   • Traducción estática de direcciones (NAT estática): asignación de direcciones uno a uno entre una dirección local y una global.
     • a NAT estática consiste en una asignación uno a uno entre direcciones locales y globales. Estas asignaciones son configuradas por el administrador de red y se mantienen constantes.
   • Traducción de la dirección del puerto (PAT): asignación de varias direcciones a una dirección entre direcciones locales y globales. Este método también se conoce como “sobrecarga” (NAT con sobrecarga).
     • La traducción de la dirección del puerto (PAT), también conocida como “NAT con sobrecarga”, asigna varias direcciones IPv4 privadas a una única dirección IPv4 pública o a algunas direcciones. Esto es lo que hace la mayoría de los routers domésticos. El ISP asigna una dirección al router, no obstante, varios miembros del hogar pueden acceder a Internet de manera simultánea. Esta es la forma más común de NAT.
   • Traducción dinámica de direcciones (NAT dinámica): asignación de varias direcciones a varias direcciones entre direcciones locales y globales.
     • La NAT dinámica utiliza un conjunto de direcciones públicas y las asigna según el orden de llegada. Cuando un dispositivo interno solicita acceso a una red externa, la NAT dinámica asigna una dirección IPv4 pública disponible del conjunto.
   • NAT ofrece varios beneficios, incluidos los siguientes:
     • NAT conserva el esquema de direccionamiento legalmente registrado al permitir la privatización de las intranets. NAT conserva las direcciones mediante la multiplexación de aplicaciones en el nivel de puerto.
     • NAT aumenta la flexibilidad de las conexiones a la red pública. Se pueden implementar varios conjuntos y conjuntos de respaldo y de equilibrio de carga para asegurar conexiones de red pública confiables.
     • NAT proporciona seguridad de red. Debido a que las redes privadas no anuncian sus direcciones ni su topología interna, son razonablemente seguras cuando se utilizan en conjunto con NAT para obtener acceso externo controlado. Sin embargo, NAT no reemplaza a los firewalls.