Configuración IP Automática: DHCP, BOOTP y RARP Explicados

Protocolos de Configuración IP

RARP: Protocolo obsoleto que permitía obtener una dirección IP a partir de la dirección MAC. La ventaja es que solo el servidor necesitaba configuración y el inconveniente que solo devolvía la dirección IP y no se podía asignar dinámicamente.

BOOTP: Permite la configuración automática de parámetros IP. Los mensajes BOOTP se transmiten encapsulados en UDP. La ventaja es que se pueden configurar todos los parámetros en un único mensaje y el inconveniente que la asignación de direcciones es estática, lo que no es útil para clientes móviles.

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

DHCP es una evolución de BOOTP que automatiza la configuración de IP. Usa el mismo puerto que BOOTP y tiene un formato de mensaje similar. Utiliza el puerto UDP 67 para servidores y el puerto UDP 68 para clientes.

Modos de Asignación DHCP

• Estática: Una dirección IP fija se reserva para un cliente específico.
• Automática: El servidor asigna una dirección IP permanente al cliente en el primer contacto.
• Dinámica: El servidor asigna una dirección IP por un tiempo limitado (alquiler), tras el cual la IP puede ser reasignada a otro cliente.

Proceso de Asignación DHCP

1. Arranque (DHCP Discover)

   El cliente no tiene dirección IP ni conoce su red o servidor DHCP. Envía un mensaje DHCP DISCOVER en broadcast con el objetivo de descubrir servidores disponibles y solicitar una dirección IP.

2. Selección (DHCP Offer)

   El servidor responde con una oferta (DHCP OFFER) al cliente. El servidor selecciona una IP de su rango de direcciones disponible y se la ofrece al cliente.

3. Solicitud (DHCP Request)

   El cliente elige una de las ofertas recibidas y responde con un mensaje DHCP REQUEST para solicitar la dirección IP. El cliente envía este mensaje en broadcast. En este estado, el cliente aún no puede usar la IP ofrecida, por lo que sigue utilizando 0.0.0.0.

4. Enlazado (DHCP ACK)

   El servidor responde al cliente con un mensaje ACK, confirmando la asignación de la dirección IP. El cliente ahora tiene una dirección IP válida. En este estado se inicializan tres temporizadores:

   • T1 (Temporizador de renovación de alquiler): T1 = 50% * T3
   • T2 (Temporizador de reenganche): T2 = 87.5% * T3
   • T3 (Duración del alquiler): Es el valor enviado con el ACK.

5. Renovación del Alquiler

   Cuando T1 expira, el cliente entra en este estado. Intenta renegociar el alquiler de la dirección IP. Envía un mensaje REQUEST (unicast) al servidor para solicitar la renovación. Si el servidor acepta, envía un ACK y se renueva la IP. Si el servidor envía un NACK, el cliente vuelve al estado de Arranque.

6. Reenganche del Alquiler

   Si T2 expira sin haber recibido respuesta a la solicitud de renovación, el cliente entra en este estado. Envía un mensaje REQUEST en broadcast buscando cualquier servidor que pueda renovar la dirección IP. Si algún servidor responde con un ACK, el cliente renueva su dirección IP. Si ningún servidor responde y T3 expira, la dirección IP se libera y el cliente vuelve al estado de Arranque.

7. Liberación del Alquiler

   El cliente decide liberar su dirección IP antes de que T3 expire. Envía un mensaje RELEASE al servidor, indicando que ya no necesita la dirección IP, permitiendo su reasignación.

8. Rearranque del Cliente

   El cliente aún tiene una dirección IP válida pero se reinicia. Envía un mensaje REQUEST en broadcast. Si el servidor responde con un ACK, la dirección IP continúa siendo válida. Si el servidor responde con un NACK, el cliente vuelve al estado de Arranque.

Agente Relay DHCP

Se utiliza para no tener la obligación de instalar un servidor DHCP en cada red. Funciona reenviando los mensajes DHCP de los clientes a través de otros interfaces de manera que puedan alcanzar al servidor en otra red. Los clientes sí pueden saber de él porque su dirección IP se introduce en el campo Gateway IP Address del mensaje DHCP. Son transparentes para el cliente, no afecta su configuración directa.

Configuración Automática sin Servidor (ZeroConf / APIPA)

ZeroConf (Zero Configuration Networking) incluye APIPA (Automatic Private IP Addressing). Si un cliente no recibe respuesta de un servidor DHCP, se le asigna automáticamente una dirección IP del rango 169.254.0.0/16. Este proceso asegura la comunicación en una red local aunque no haya servidores DHCP disponibles.

El proceso implica:

1. Elegir una dirección IP aleatoria en el rango 169.254.0.0/16.
2. Usar ARP (Address Resolution Protocol) para verificar si la dirección ya está en uso en la red local.
3. Si está en uso, elegir una nueva dirección y repetir el proceso hasta encontrar una libre.

Resolución de Nombres Locales

• mDNS (multicast DNS) - Apple: Permite resolver nombres de host localmente sin necesidad de un servidor DNS centralizado, utilizando multicast en la red local.
• LLMNR (Link-Local Multicast Name Resolution) - Windows: Funcionalidad similar a mDNS, utilizada principalmente en entornos Windows para la resolución de nombres en la red local.