Análisis del proceso DORA (Práctica con Wireshark)

Objetivo:

Analizar con Wireshark el proceso de concesión y renovación de una dirección IP mediante el protocolo DHCP utilizando una máquina virtual Kali Linux.

Escenario:

  • Herramientas: VirtualBox, Kali Linux, Wireshark. (Kali Linux ya trae Wireshark instalado)
  • Protocolo analizado: DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).
  • Proceso clave: Intercambio de mensajes DORA (Discover, Offer, Request, ACK) y renegociación de IP al levantar la interfaz de red.


Instrucciones:

Fase 1: Preparación del entorno de red:

  • Ir a https://www.kali.org/ y en la opción Get Kali descargar la versión correspondiente pra la Máquina Virtual.
  • Clonar una máquina virtual de Kali Linux en VirtualBox (asignando nueva dirección MAC).
  • Configurar la red de la máquina virtual en modo Adaptador Puente, pero asegurándose de dejarla desconectada inicialmente (o desmarcar "Conectado") para poder capturar todo el tráfico DHCP desde el principio.
  • Configurar el teclado en español en el sistema operativo si se desea para evitar problemas con los símbolos.

Fase 2: Captura inicial y Proceso DORA:

  • Abrir un terminal en Kali Linux y comprobar el estado de las interfaces ejecutando el comando:
ip a
  • Abrir Wireshark (en el menú Sniffing and Spoofing) y seleccionar la interfaz de red Ethernet correspondiente (ej. eth0).
  • Activar la conexión de red en VirtualBox (cambiando a Adaptador Puente conectado) para forzar la petición DHCP.
  • Filtrar el tráfico en Wireshark escribiendo dhcp en la barra de filtros.
  • Observar los cuatro mensajes principales que componen el proceso DORA:
  1. Discover: El cliente envía una petición a la dirección de broadcast (255.255.255.255) con IP de origen 0.0.0.0 buscando un servidor DHCP.
  2. Offer: El servidor responde ofreciendo una dirección IP y parámetros de red (máscara, gateway, DNS, etc.).
  3. Request: El cliente solicita formalmente la IP ofrecida y rechaza cualquier otra oferta de la red.
  4. ACK: El servidor confirma la concesión y el cliente ya puede hacer uso de la dirección IP asignada.

Fase 3: Análisis de las capas del modelo TCP/IP en Wireshark:

Al inspeccionar los paquetes capturados, podemos identificar la información en cada capa:

  • Capa 2 (Enlace): Muestra las direcciones MAC de origen y destino (o broadcast ff:ff:ff:ff:ff:ff). Wireshark ayuda mostrando el fabricante asociado a los primeros bytes de la MAC.
  • Capa 3 (Red - IP): Se observa el uso de IP 0.0.0.0 en el origen durante el Discover y la IP de difusión en el destino.
  • Capa 4 (Transporte - UDP): Se utilizan los puertos estándar del protocolo DHCP:
    • Puerto origen del cliente / destino del servidor: 68
    • Puerto origen del servidor / destino del cliente: 67
  • Capa 7 (Aplicación - DHCP): Se detallan los parámetros de la concesión (tiempo de lease, máscara de subred, servidores DNS, etc.).

Fase 4: Prueba de renovación de la concesión:

  • Desactivar la interfaz de red desde la terminal para simular la desconexión:
sudo ip link set eth0 down
  • Volver a levantar la interfaz de red:
sudo ip link set eth0 up
  • Observar en Wireshark que, al disponer de una concesión previa válida, el cliente no inicia un proceso Discover completo, sino que envía directamente un paquete Request para solicitar la continuidad de su IP anterior al servidor.

Fase 5: Forzar liberación y nueva concesión con dhclient:

  • Para liberar de forma explícita la concesión IP actual y notificar al servidor que dejamos libre la dirección, ejecutamos en la terminal:
sudo dhclient -r
  • Para solicitar una nueva concesión de forma activa (provocando de nuevo el ciclo completo), ejecutamos:
sudo dhclient
  • Observa en Wireshark cómo se genera un nuevo paquete de liberación (Release) y posteriormente un nuevo proceso completo (DORA) para obtener una dirección IP.

Verificación:

  • Comprobar mediante el comando ip a en la terminal de Kali Linux que la interfaz eth0 ha obtenido correctamente los parámetros de red tras el proceso DHCP.
  • Filtrar y analizar en Wireshark la diferencia visual entre una petición inicial (DORA completo) y una renovación de IP.

Preguntas de reflexión:

  1. ¿Qué significa el acrónimo DORA y qué función cumple cada uno de sus mensajes en el proceso DHCP?
  2. ¿Por qué se utiliza el protocolo UDP en lugar de TCP para el funcionamiento de DHCP?
  3. ¿Qué diferencia principal existe en la captura de Wireshark cuando un equipo solicita IP por primera vez frente a cuando realiza una renovación de una concesión existente?
  4. ¿Por qué el primer paquete DHCP es un "Discover" con IP 0.0.0.0?
  5. ¿En qué capa del modelo OSI/TCP-IP opera el protocolo DHCP, sobre qué protocolo de transporte se apoya y cuáles son los puertos específicos utilizados por el cliente y el servidor?
Haz clic aquí para ver las soluciones y explicaciones

1. ¿Qué significa el acrónimo DORA y qué función cumple cada uno de sus mensajes en el proceso DHCP?

DORA representa las iniciales de las cuatro fases del intercambio de mensajes en el protocolo DHCP:

  • Discover (Descubrimiento): Mensaje enviado por el cliente en broadcast para buscar servidores DHCP disponibles en la red.
  • Offer (Oferta): Respuesta del servidor proponiendo una dirección IP y parámetros de configuración iniciales.
  • Request (Petición): Aceptación formal por parte del cliente de la IP ofrecida (y rechazo implícito de otras posibles ofertas).
  • ACK (Reconocimiento): Confirmación final del servidor que valida la asignación y permite al cliente usar la IP.

2. ¿Por qué se utiliza el protocolo UDP en lugar de TCP para el funcionamiento de DHCP?

Se emplea UDP porque en el momento en que un cliente solicita una dirección IP:

  • Inexistencia de IP propia: El cliente aún no tiene una dirección IP configurada ni ruta establecida, por lo que no puede realizar un establecimiento de conexión orientado a circuito (como el three-way handshake de TCP).
  • Simplicidad y velocidad: Al tratarse de un intercambio de mensajes locales y rápidos en la propia red de difusión, la sobrecarga de control de flujo y retransmisiones de TCP resulta innecesaria.

3. ¿Qué diferencia principal existe en la captura de Wireshark cuando un equipo solicita IP por primera vez frente a cuando realiza una renovación de una concesión existente?

La diferencia radica en los mensajes iniciales del intercambio:

  • Primera vez (Arranque en frío): Se ejecuta el ciclo completo DORA (Discover -> Offer -> Request -> ACK), empezando con un paquete Discover enviado desde la IP 0.0.0.0 hacia el broadcast.
  • Renovación: Como el cliente ya conoce al servidor y dispone de una concesión previa, se omite el paso de descubrimiento y el proceso comienza directamente con un mensaje Request (o DHCP Request de renovación) para revalidar o extender el tiempo de la IP asignada.

4. ¿Por qué el primer paquete DHCP es un "Discover" con IP 0.0.0.0?

Cuando una máquina se conecta a la red por primera vez o tras perder su configuración, todavía no posee una dirección IP asignada. Por este motivo, utiliza obligatoriamente la dirección IP 0.0.0.0 como remitente y dirige el mensaje a la dirección de difusión global (broadcast 255.255.255.255). Su objetivo es gritar al dominio de broadcast para ver si existe algún servidor DHCP disponible que pueda escucharle y ofrecerle una configuración de red válida.

5. ¿En qué capa del modelo OSI/TCP-IP opera el protocolo DHCP, sobre qué protocolo de transporte se apoya y cuáles son los puertos específicos utilizados por el cliente y el servidor?

El protocolo DHCP funciona sobre la capa de transporte utilizando el protocolo UDP (User Datagram Protocol) por su rapidez y ligereza en redes locales donde aún no hay configuraciones complejas establecidas. Se emplean dos puertos específicos:

  • Puerto 67 (Bootstrap Protocol Server): Es el puerto en el que escuchan de forma predeterminada los servidores DHCP para atender las peticiones de los clientes.
  • Puerto 68 (Bootstrap Protocol Client): Es el puerto utilizado por los equipos clientes para recibir las respuestas enviadas por el servidor DHCP.




Ficha de Laboratorio: Análisis de DHCP con Wireshark

Instrucciones de entrega:

  1. Rellena los campos de texto y responde a las cuestiones directamente en este formulario desde tu navegador.
  2. Una vez completada la ficha, pulsa el botón de imprimir que aparece al final.
  3. En el cuadro de diálogo de impresión, selecciona la opción "Guardar como PDF" o "Imprimir a PDF".
  4. Entrega el archivo PDF resultante a través de la plataforma del aula virtual.

Alumno/a:      Fecha:      Grupo / Clase:

1. Identificación del Entorno

Indica la dirección MAC y la interfaz de red utilizada en tu máquina virtual de Kali Linux para realizar la captura:

2. Cuestionario de Análisis en Wireshark

  1. ¿Cuáles son las direcciones IP de origen y destino que aparecen en la capa de red (Capa 3) en el primer paquete de tipo Discover?
  2. Indica los números de puertos UDP utilizados en la Capa 4 tanto para el envío como para la recepción de los mensajes DHCP:
  3. ¿Qué diferencia visual y de paquetes observas en Wireshark al reactivar la interfaz de red frente a cuando ejecutas el comando sudo dhclient -r seguido de sudo dhclient?

3. Verificación de Parámetros Asignados

Escribe los datos de red que ha obtenido tu máquina virtual tras completar con éxito el proceso DHCP: