Modelo TCP/IP: Protocolos, Direcciones IP, DHCP y DNS

Modelo TCP/IP: Aplicación, Transporte, Red y Enlace

El modelo TCP/IP se organiza en capas, similar al modelo OSI, pero con algunas diferencias. De forma simplificada, podemos representarlo así:

• Aplicación: Equivalente a las capas superiores del modelo OSI (Aplicación, Presentación y Sesión).
• Transporte (TCP, UDP): Proporciona servicios de comunicación extremo a extremo.
• Red (IP): Se encarga del direccionamiento y enrutamiento de paquetes.
• Enlace de datos y Física: Define cómo se transmiten los datos a través del medio físico.

TCP e IP: Los Protocolos Fundamentales

TCP (Transmission Control Protocol) e IP (Internet Protocol) son dos protocolos fundamentales, y fueron los primeros en definirse. TCP opera a nivel de transporte, proporcionando una comunicación fiable y orientada a la conexión, mientras que IP opera a nivel de red, encargándose del direccionamiento y enrutamiento.

Direcciones IP: Identificadores Únicos en la Red

La dirección IP es un elemento crucial en la arquitectura TCP/IP. Es un código que identifica de forma única la interfaz de un dispositivo dentro de una red que utiliza el protocolo TCP/IP. Una dirección IPv4 es un número binario de 32 bits.

Clases de Direcciones IP (IPv4)

Las direcciones IPv4 se dividen en clases:

• Clase A: Del 0 al 127 (Redes de gran tamaño).
• Clase B: Del 128 al 191 (Redes de tamaño medio).
• Clase C: Del 192 al 223 (Redes pequeñas).
• Clase D: Direcciones multicast (multienvío).
• Clase E: Reservadas para uso experimental.

Direcciones IP Privadas y Locales

Existen rangos de direcciones IP reservados para redes privadas:

• Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255
• Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255
• Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255

La dirección 127.0.0.1 se utiliza para localhost, que se refiere al propio equipo.

La solución definitiva para el agotamiento de direcciones IPv4 es la migración a IPv6, que utiliza direcciones de 128 bits, proporcionando un espacio de direcciones mucho mayor.

DHCP: Configuración Dinámica de Direcciones IP

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) es un protocolo que permite la asignación dinámica de direcciones IP a los dispositivos de una red. El servidor DHCP (puerto 67) centraliza la administración de las direcciones IP, mientras que los clientes DHCP (puerto 68) solicitan la configuración de red.

Parámetros Asignados por DHCP

El servicio DHCP asigna automáticamente:

• Dirección IP
• Máscara de subred
• Tiempo de concesión, renovación y reconexión

Opcionalmente, puede asignar:

• Puerta de enlace
• Servidores DNS
• Servidor SMTP
• Otros parámetros

Proceso de Asignación DHCP

1. Broadcast (Difusión): El cliente envía una solicitud DHCP a la red.
2. Oferta: Los servidores DHCP responden con una oferta de dirección IP.
3. Solicitud: El cliente selecciona una oferta y envía una solicitud formal.
4. Confirmación: El servidor DHCP confirma la asignación de la dirección IP.

DNS: Resolución de Nombres de Dominio

El servicio DNS (Domain Name System) traduce nombres de dominio legibles por humanos a direcciones IP y viceversa. Facilita la navegación por Internet, ya que es más fácil recordar un nombre de dominio (como google.com) que una dirección IP numérica.

FQDN: Nombres de Dominio Completamente Cualificados

Un FQDN (Fully Qualified Domain Name) es el nombre de dominio completo de un nodo en la jerarquía DNS. Especifica su ubicación exacta en el árbol de nombres de dominio. Por ejemplo, www.ejemplo.com es un FQDN.

Servidores DNS Primarios y Secundarios

Un servidor DNS primario obtiene la información de sus zonas de sus archivos locales. Es el servidor autoritativo para una zona y donde se realizan todas las modificaciones. Un servidor DNS secundario obtiene la información de la zona de otro servidor DNS (generalmente el primario) a través de una transferencia de zona. El servidor secundario mantiene una copia de solo lectura de los archivos de la zona, proporcionando redundancia y balanceo de carga.