Análisis del Protocolo ARP (Práctica con Wireshark)

Objetivo:

Analizar mediante Wireshark el funcionamiento de las tramas Ethernet y el Protocolo ARP (Address Resolution Protocol) a nivel de la capa de enlace de datos, examinando las direcciones MAC de origen y destino, así como los procesos de resolución de direcciones IP.

Escenario:

  • Herramientas: Wireshark, Navegador web.
  • Protocolos analizados: Ethernet II, ARP (Address Resolution Protocol), IP, TCP, HTTP.
  • Proceso clave: Limpieza de caché del navegador, captura de tráfico al acceder a una página web y filtrado de tramas de enlace y resolución de direcciones.



Instrucciones:

Fase 1: Preparación del entorno y limpieza de caché:

  • Acceder a la configuración del navegador web y proceder a borrar los datos de navegación y caché (imágenes y archivos almacenados temporalmente) para forzar peticiones de red reales.
  • Abrir Wireshark, seleccionar la interfaz de red activa y comenzar la captura de paquetes.
  • Introducir la URL de prueba o acceder a un sitio web de referencia para generar tráfico HTTP y de resolución de red.

Fase 2: Filtrado y análisis de tramas Ethernet II:

  • Filtrar la captura en Wireshark utilizando el protocolo http para localizar la petición enviada.
  • Expandir la sección Ethernet II en los detalles del paquete para examinar las direcciones físicas de la capa de enlace:
    • Source (Origen): Dirección MAC física de la tarjeta de red del equipo local (a menudo una dirección administrada localmente).
    • Destination (Destino): Dirección MAC del router o pasarela predeterminada (perteneciente a un bloque globalmente único).
  • Inspeccionar los metadatos globales del paquete (Frame), observando la longitud de la trama, el tiempo de llegada (Arrival Time) y los protocolos encapsulados.

Fase 3: Análisis de mensajes y tablas ARP (Address Resolution Protocol):

  • Filtrar la traza introduciendo arp en la barra de búsqueda de Wireshark para aislar los paquetes de resolución de direcciones.
  • Examinar los campos internos de una trama ARP de solicitud o respuesta:
    • Hardware Type y Protocol Type: Indican el tipo de red física (Ethernet) y el protocolo de capa superior (IPv4).
    • Opcode (Código de operación): Especifica si se trata de una solicitud (Request, valor 1) o de una respuesta (Reply).
    • Sender / Target MAC & IP Addresses: Muestran las asociaciones entre las direcciones IP y las direcciones físicas MAC tanto del emisor como del objetivo.

Verificación:

  • Comprobar mediante los detalles de Ethernet que las direcciones MAC de origen y destino se identifican correctamente en cada trama.
  • Verificar el intercambio de tramas ARP previas a la comunicación IP cuando se requiere asociar una IP con una dirección física.

Preguntas de reflexión:

  1. ¿En qué capa del modelo de red operan Ethernet y el protocolo ARP, y cuál es su función principal frente a las capas superiores?
  2. ¿Qué diferencia existe entre la dirección MAC de origen (física) y la dirección MAC de destino que aparecen en una trama Ethernet capturada?
  3. ¿Por qué es necesario vaciar la caché del navegador antes de realizar una captura destinada a analizar tramas de red y peticiones HTTP iniciales?
  4. ¿Qué es el protocolo ARP (Address Resolution Protocol) y para qué se utiliza en una red de área local?
  5. ¿Qué información aporta el campo Opcode dentro de un paquete ARP y qué valor numérico indica una petición de resolución?
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1. ¿En qué capa del modelo de red operan Ethernet y el protocolo ARP, y cuál es su función principal frente a las capas superiores?

Ethernet y ARP operan en la capa de enlace de datos (Data Link Layer), encargándose del direccionamiento físico local y de la transferencia fiable de tramas a través del medio físico compartido entre dispositivos adyacentes [00:00:06], [00:04:56].

2. ¿Qué diferencia existe entre la dirección MAC de origen (física) y la dirección MAC de destino que aparecen en una trama Ethernet capturada?

La dirección MAC de origen corresponde al identificador físico único de la interfaz de red del equipo emisor, mientras que la dirección MAC de destino corresponde a la interfaz del siguiente salto físico en la red local (por lo general, el router o pasarela) [00:02:11].

3. ¿Por qué es necesario vaciar la caché del navegador antes de realizar una captura destinada a analizar tramas de red y peticiones HTTP iniciales?

Se limpia la caché para asegurar que el navegador no recupere elementos almacenados localmente, obligándolo a realizar una petición real a través de la red y permitiendo capturar todo el flujo de intercambio de paquetes desde cero [00:00:39].

4. ¿Qué es el protocolo ARP (Address Resolution Protocol) y para qué se utiliza en una red de área local?

ARP es un protocolo de soporte de red utilizado para traducir o resolver direcciones de capa de red (direcciones IP) en direcciones físicas de hardware (direcciones MAC) dentro de una red de área local [00:04:56].

5. ¿Qué información aporta el campo Opcode dentro de un paquete ARP y qué valor numérico indica una petición de resolución?

El campo Opcode define el tipo de operación que realiza el mensaje ARP dentro de la red. Habitualmente, el valor numérico 1 se utiliza para identificar una solicitud (ARP Request) [00:05:29].





Ficha de Laboratorio: Análisis de Ethernet y ARP con Wireshark

Instrucciones de entrega:

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Alumno/a:      Fecha:      Grupo / Clase:

1. Identificación del Entorno de Pruebas

Indica los detalles de la interfaz monitorizada y los filtros de Wireshark:

2. Cuestionario de Análisis de Enlace

  1. ¿Qué representa la capa de enlace de datos y qué rol desempeñan protocolos como Ethernet en la comunicación local?
  2. Explica el propósito de vaciar la caché del navegador antes de realizar una captura de tráfico enfocada en el análisis de peticiones web y tramas asociadas.
  3. ¿Cómo funciona el protocolo ARP y qué relación establece entre las direcciones IP y las direcciones físicas MAC?

3. Registro de Direcciones Físicas Observadas

Indica los parámetros de direccionamiento físico obtenidos en las trazas: