Redes y Sistemas

Es posible que no nos demos cuenta de que, en un mundo en el que estamos tan acostumbrados a lo digital, detrás de un simple gesto hay una ingente cantidad de códigos, hardware y protocolos que hacen funcionar nuestros dispositivos tecnológicos. Conectar nuestro PC a una red sin realizar ninguna acción y que automáticamente éste obtenga la configuración adecuada para comenzar a trabajar es un ejemplo de ello.

¿Cómo es esto posible? ¿Cómo es que el administrador de Red no está aquí para poner manualmente los datos de acceso a la red y el PC se conecta solo a una red TCP/IP? 

Este proceso tiene que ver con las siglas DHCP.

Qué es DHCP

En una red, cuando conectamos varios equipos, estos deben tener registrada una dirección IP diferente dentro de un segmento o rango de red determinado. Esto es así para que estos equipos puedan comunicarse y compartir información entre sí. En el pasado, esta comunicación era establecida manualmente pero con el tiempo era evidente que no era viable dedicar recursos y tiempo de un administrador de sistemas a configurar manualmente cada nuevo equipo que se conectaba a la red.  Es en este punto donde aparece el término Servidor DHCP, para hacer una administración centralizada y automática de los parámetros de red.

El protocolo DHCP, en inglés, Dynamic Host Configuration Protocol, es una extensión del protocolo Bootstrap (BOOTP) desarrollado en 1985 para conectar dispositivos como terminales y estaciones de trabajo sin disco duro con un Bootserver, del cual reciben su sistema operativo. Su función fue la de ofrecer solución a redes de gran tamaño y la incipiente presencia de puestos de trabajo móviles como portátiles o think-clients, asignando direcciones de red automáticamente de modo que fueran reutilizables. 

DHCP ya tiene casi 40 años entre nosotros y como todo protocolo ha pasado por diferentes revisiones que lo han ido adaptando hasta nuestros días, aunque quizá la más importante fue en 1997 con el RFC 2131 y su especificación definitiva. 

Cómo funciona el protocolo DHCP

Este protocolo de red se basa en un modelo cliente-servidor. En este escenario, un dispositivo (un portátil, móvil, etc.) solicita en el momento de conectarse a una red la configuración IP a un servidor DHCP a través de los puertos UDP 67 y 68 (para IPv6, los puertos 546 y 547), que por su parte consulta en una base de datos las direcciones y parámetros de red asignables antes de dar una respuesta. Una vez realizada la consulta, el servidor envía los siguientes parámetros al cliente a través de la red:

• Dirección IP única
• Máscara de subred
• Puerta de enlace estándar
• Servidores DNS
• Configuración proxy por WPAD (Web Proxy Auto-Discovery Protocol)

Pero, ¿cómo se logra esta asignación? el proceso es automático pero también es el resultado de finalizar con éxito cuatro pasos consecutivos:  

1. Difusión amplia o broadcast: El cliente DHCP envía un paquete DHCPDISCOVER a la dirección 255.255.255.255 desde la dirección 0.0.0.0. De este modo se intenta establecer una comunicación con todos los integrantes de la red, la idea de fondo es localizar los servidores DHCP disponibles y así continuar con la petición.
2. Oferta: Los servidores DHCP presentes en la red se encuentran a la escucha de peticiones a través del puerto 67. En cuanto detectan la petición de un cliente envían un paquete DHCPOFFER, que contiene una dirección IP libre, la dirección MAC del cliente y la máscara de subred, así como la dirección IP y el ID del servidor.
3. Solicitud: El cliente DHCP que recibe el paquete contacta con el servidor correspondiente con DHCPREQUEST. De este modo, los demás servidores quedan enterados de la asignación al mismo tiempo que el cliente confirma al servidor que acepta los parámetros asignados anteriormente.
4. Confirmación: Para finalizar, el servidor confirma los parámetros TCP/IP y los envía de nuevo al cliente, esta vez con el paquete DHCPACK (DHCP acknowledged o «reconocido»). La dirección asignada se guarda en la base de datos del servidor junto con la dirección MAC del cliente.

Para qué sirve DHCP