DHCP frente a DNS: ¿cuál es la diferencia?

Las designaciones Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP) y DNS (Sistema de nombres de dominio) se refieren a protocolos que rigen las redes.

A pesar de sus similitudes, cada uno realiza funciones específicas. DNS convierte los nombres de dominio legibles por humanos en direcciones IP numéricas de computadora. Mientras tanto, DHCP automatiza la asignación de direcciones IP. 

Imagine un único puerto de embarque que recibe todo tipo de vehículos, tanto si viajan por tierra, mar o aire. Ese puerto es más o menos como una red informática, que debe adaptarse y convertir las necesidades de interoperabilidad de numerosos dispositivos. No importa cuán complejos y dispares sean; esos dispositivos pueden cumplir su misión de transmitir o recibir datos de manera adecuada y segura.

Sin una gestión de red adecuada, en particular el uso eficaz de los protocolos de red, puede producirse fácilmente el caos. Incluso los dispositivos cliente conectados al mismo sistema simple (como a través de una pequeña red de área local o LAN) pueden perder la capacidad de comunicarse e interactuar con éxito. Pronto, estos desperfectos pueden causar problemas operativos para la red, posiblemente incluso culminando en fallas de comunicación a gran escala.

Los protocolos de red contrarrestan estos problemas imponiendo orden de diferentes maneras: 

• Proporcionar un único lenguaje que varios dispositivos pueden utilizar para la comunicación.

• Especificar cómo se preparan los datos de un sistema para su transmisión, a través del empaquetado, la dirección, el enrutamiento y la recepción de esos datos.

• Ofrecer mejoras de seguridad de red para proteger los datos de usuarios no autorizados, al tiempo que permite el flujo de tráfico DHCP a pesar de la presencia de cortafuegos.

• Trabajar para optimizar los servicios de red y su rendimiento a través del flujo de datos regulado y la priorización de la información.

• Brindar a los administradores una visión clara del rendimiento del dispositivo y la configuración de red establecida.

Los protocolos de red sirven para varios propósitos. El protocolo de configuración dinámica de host (DHCP), por ejemplo, fue diseñado para poner en marcha la automatización. Los equipos emplean la automatización en los protocolos de red por la mayoría de las mismas razones por las que la automatización se utiliza para el servicio: mayor eficiencia, procesamiento más rápido y menos errores. 

Para empezar, la automatización aumenta la eficiencia al automatizar tareas repetitivas, por lo que los procesos automatizados pueden ejecutarse de manera confiable en segundo plano, liberando así a los administradores de red de tener que supervisar esas actividades. 

Del mismo modo, la automatización tiene un efecto liberador en la velocidad de procesamiento. No es sorprendente saber que los procesos automatizados que realizan búsquedas pueden acceder a la información a un nivel de velocidad completamente nuevo en comparación con sus homólogos humanos que buscan direcciones IP. La automatización es capaz de lograr este resultado, en parte, debido al uso del almacenamiento en caché. Los datos a los que se accede repetidamente se pueden retener en una caché, lo que los hace accesibles instantáneamente cuando se necesiten nuevamente para futuras búsquedas. 

La automatización también limita la ocurrencia y los efectos del error humano y los retrasos humanos en las búsquedas de información. Además, la automatización proporciona otros beneficios, como ayudar en la causa de una mayor escalabilidad y fomentar el equilibrio de carga.

DHCP opera con un proceso llamado DORA, basado en el acrónimo DORA (discover, offer, request, acknowledgment). El proceso busca hacer coincidir los dispositivos cliente con los servidores DHCP y luego asignar direcciones IP a esos dispositivos. Para lograr este resultado, se involucra en algunos mensajes generales de ida y vuelta.

El trabajo de DHCP comienza cuando un dispositivo cliente DHCP recién conectado transmite un mensaje de difusión que se envía a la red local. Esta consulta, que se denomina mensaje de descubrimiento, busca servidores DHCP activos. 

Un servidor DHCP que recibe el mensaje de descubrimiento y tiene una dirección IP disponible envía la oferta de DHCP. El servidor DHCP notifica al cliente directamente mediante el envío de un mensaje a la dirección MAC del cliente. Una dirección de control de acceso a medios (MAC) es un número de 12 dígitos preasignado a cada dispositivo físico durante su fabricación.

Además de confirmar la disponibilidad, la oferta también incluye estas características: 

• Una dirección IP propuesta para el cliente.

• Una máscara de subred , que es un número de 32 bits que separa una dirección IP en dos partes, que consta de una parte de red y una parte de host. Las máscaras de subred permiten que el dispositivo clasifique los destinos de enrutamiento según si pueden manejarse a través de la red local o si deben enviarse a un enrutador para su posterior distribución.

• Especificaciones sobre la duración del arrendamiento. Cada vez que una red DHCP asigna una dirección IP a un destino, lo hace por un período específico. Para los sitios web que no reciben actualizaciones constantes, se puede usar una dirección IP estática. Las direcciones IP estáticas no cambian, mientras que las direcciones IP dinámicas se entienden como temporales y asignadas por un proveedor de servicios de Internet (ISP). Independientemente de la forma que elija, la dirección IP deja de funcionar cuando vence su período de concesión y debe solicitar una nueva dirección IP de reemplazo. Los tiempos de arrendamiento a menudo se mantienen temporales para ayudar a garantizar que el contenido del sitio web se mantenga actualizado de manera adecuada y regular. A menudo se utiliza un período de arrendamiento de 24 horas como opción de facto.

• Configuración de red, como la puerta de enlace predeterminada y el servidor DNS. La puerta de enlace predeterminada es solo la dirección IP de un enrutador. A menos que se requiera otro enrutamiento especial, ese enrutador sirve como interfaz predeterminada que conecta ese dispositivo con el mundo en general, a través de otras redes, incluido Internet. Mientras tanto, un servidor DNS es una computadora que opera en Internet y convierte los nombres de dominio legibles por humanos en secuencias numéricas utilizadas en las direcciones IP. 

En este punto, se ha realizado una oferta de DHCP en respuesta al mensaje de descubrimiento original. También es posible (e incluso probable) que se hayan recibido múltiples ofertas de DHCP. Si ese es el caso, el dispositivo cliente elige una oferta, generalmente la primera que recibe.

El cliente confirma esta selección emitiendo un mensaje de solicitud de DHCP que se envía a todos los servidores DHCP. Este mensaje permite que otros servidores DHCP sepan que el cliente acepta la asignación de la dirección IP propuesta, por lo que las ofertas que otros servidores han emitido pueden retirarse sumariamente. Debido a que no se ha otorgado formalmente una dirección IP, los mensajes de solicitud se transmiten mediante el uso de direcciones de difusión. 

El acuse de recibo sirve como confirmación final de la "transacción" que se produjo con éxito. Este resultado proviene del servidor DHCP que el cliente eligió a través de su mensaje de solicitud.

El servidor DHCP transmite un mensaje de reconocimiento (ACK) que cierra la transacción reafirmando los términos de este acuerdo. Específicamente, la dirección IP y cualquier otro detalle relevante, como el período de arrendamiento.

El cliente configura su interfaz con los detalles recién proporcionados, y la dirección IP se activa y se convierte en una dirección IP dinámica. Ahora el dispositivo cliente puede operar plenamente e interactuar de manera competente dentro de la red DHCP.

El otro protocolo que estamos examinando principalmente en este artículo es el DNS (Sistema de nombres de dominio). Los nombres de dominio son direcciones fáciles de recordar que representan destinos de Internet conocidos popularmente (por ejemplo, ibm.com). 

Los nombres de dominio se crean a partir de dos componentes: 

• Dominio de nivel superior (TLD): un poco al contrario de cómo suena su nombre, un TLD es la última sección de un nombre de dominio y no la primera. El TLD elegido debe reflejar el objetivo general de la página. Esta es la razón por la que los sitios web gestionados comercialmente muestran el TLD estándar ".com" para indicar que está operando como parte de una empresa comercial. Del mismo token, las empresas educativas utilizan el TLD “.edu” y los sitios web administrados por grupos sin fines de lucro suelen llevar el TLD “.org”. Los servidores raíz son servidores de nombres de nivel superior que existen dentro del DNS y enrutan las consultas a los servidores de TLD correctos.

• Dominio de segundo nivel (SLD): el SLD aparece antes del TLD dentro del nombre de dominio. Este componente indica un sitio web en particular o el nombre de una empresa u organización. En “ibm.com”, por ejemplo, “ibm” es el SLD y se refiere a International Business Machines (IBM).

Cada consulta de DNS (o solicitud de DNS) sigue el mismo proceso para resolver la dirección IP. Cuando un usuario ingresa una URL, la computadora consulta a los servidores DNS paso a paso para encontrar la información necesaria y los registros de recursos. El proceso finaliza cuando el DNS autoritativo para ese dominio proporciona la respuesta final.

Si investiga el tema de los sistemas de nombres de dominio, se encuentra con la "analogía de la guía telefónica", que equipara el funcionamiento del DNS con las funciones de los directorios telefónicos. El único problema es que no todos pueden entender esta referencia.

Muchos usuarios modernos de teléfonos celulares no han buscado listados telefónicos con una guía telefónica tradicional, sino que han confiado en listados en línea o asistentes digitales (como Siri de Apple).

Anticuada o no, la analogía de la guía telefónica sigue funcionando porque captura muy bien las funciones principales en el trabajo. Y las personas que consultan los directorios en línea siguen realizando la misma acción: utilizan una forma electrónica de guía telefónica para realizar búsquedas. 

La gestión de direcciones IP ahora realiza el trabajo administrativo relacionado con el manejo de direcciones IP y los nombres de host que podrían estar asociados con ellas. El DNS se especializa en resolver problemas complejos de resolución de nombres que pueden ocurrir y que, de lo contrario, podrían requerir una solución de problemas posterior.

Una forma clave en que funciona el DNS es aumentando la velocidad de Internet con cachés de DNS, que almacenan nombres de dominio a los que se accedió anteriormente, junto con las direcciones IP asociadas a ellos. Este enfoque se utiliza para reducir la necesidad de búsquedas repetidas de la misma información. Estos registros DNS se almacenan en diferentes cachés de DNS y ayudan a localizar direcciones IP de manera más fácil y rápida.

A diferencia del método normal y automatizado de configuración de red compatible con DHCP, el DNS proporciona un medio para la configuración manual que evita por completo la intervención de la red. Este método puede ser útil si una persona u organización prefiere utilizar servidores DNS alternativos para obtener un rendimiento personalizado o una mayor privacidad.

Aunque nos hemos centrado en dos de los protocolos de red más utilizados, otros también merecen mención: 

• TCP/IP: un protocolo importante, la suite TCP/IP (basada en el término protocolo de control de transmisión) tiene que ver con la entrega de datos. Los datos se transmiten entre aplicaciones con paquetes de datos. TCP garantiza que los paquetes se ordenen de forma lógica y se verifiquen en busca de posibles errores antes de distribuirlos a aplicaciones de Internet, como los navegadores web.

• UDP: como un tipo de alternativa a TCP/IP, el protocolo de datagramas de usuario (UDP) es un protocolo de comunicación que las redes informáticas utilizan para entregar contenido en aplicaciones en tiempo real. En este protocolo, la velocidad operativa es un requisito, como en los juegos en línea y el streaming de video. UDP utiliza datagramas en lugar de los paquetes que utiliza TCP/IP y no requiere una conexión establecida.

• VPN: aunque técnicamente no es un único protocolo, la tecnología de red privada virtual (VPN) utiliza varios protocolos. Esta tecnología ayuda a proporcionar una conexión wifi segura y privada entre un dispositivo cliente y una red remota que opera a través de Internet. Para garantizar la privacidad, las VPN se especializan en el cifrado de datos. Las VPN suelen funcionar con otros protocolos, como TCP y UDP.