Laboratorio 07 – Protocolos y Servicios de Red

Contexto empresarial

La empresa Networking SecOps ya tiene su infraestructura de red funcionando con enrutamiento entre la sede y las sucursales (Laboratorio 06). Ahora necesita implementar servicios de red esenciales para que los usuarios puedan trabajar eficientemente:

1. DNS – Resolución de nombres para acceder a servidores por nombre en lugar de IP.
2. DHCP – Asignación automática de direcciones IP a los clientes.
3. NAT/PAT – Permitir que los clientes de la red interna accedan a Internet.
4. TCP/UDP – Comprender la diferencia entre ambos protocolos.

El equipo de TI ha decidido implementar estos servicios en la sede central y documentar su funcionamiento para futuras expansiones.

Problema inicial

• Los clientes tienen direcciones IP configuradas manualmente (administración tediosa).
• No hay un servidor DNS interno que resuelva nombres locales.
• Los clientes de la sede y sucursales no pueden acceder a Internet.
• Se necesita implementar NAT para salida a Internet.

Objetivos del laboratorio

1. Comprender la diferencia entre TCP y UDP y sus casos de uso.
2. Implementar un servidor DNS con dnsmasq.
3. Configurar un servidor DHCP para asignación automática de IPs.
4. Implementar NAT/PAT para salida a Internet.
5. Analizar el MSS (Maximum Segment Size) en TCP.
6. Verificar los servicios con herramientas de diagnóstico.

Herramientas necesarias

• Linux con privilegios de superusuario.
• Comandos: ip, ping, tcpdump, curl, nslookup, dig.
• dnsmasq para servicios DNS y DHCP.
• iptables para NAT.

Topología

La topología extiende la del laboratorio 06 agregando servidores DNS y DHCP en la sede.

Direccionamiento:

Construcción de la red

Paso 1: Verificar infraestructura existente

Asegurémonos de que el laboratorio 06 está funcionando:

# Verificar namespaces
sudo ip netns list

# Verificar conectividad entre sede y sucursales
sudo ip netns exec clienteSede ping -c 2 10.0.1.10

Si no existen los namespaces, ejecuta los comandos del laboratorio 06.

Paso 2: Crear namespaces para servicios

# Servidores de servicios
sudo ip netns add servidorDNS
sudo ip netns add servidorDHCP
sudo ip netns add clienteDHCP

Paso 3: Conectar servicios a la red

# Servidor DNS -> R1
sudo ip link add veth-dns type veth peer name veth-r1dns
sudo ip link set veth-dns netns servidorDNS
sudo ip link set veth-r1dns netns R1

# Servidor DHCP -> R1
sudo ip link add veth-dhcp type veth peer name veth-r1dhcp
sudo ip link set veth-dhcp netns servidorDHCP
sudo ip link set veth-r1dhcp netns R1

# Cliente DHCP -> R1
sudo ip link add veth-dhcpcl type veth peer name veth-r1dhcpcl
sudo ip link set veth-dhcpcl netns clienteDHCP
sudo ip link set veth-r1dhcpcl netns R1

Paso 4: Asignar direcciones IP

# Servidor DNS
sudo ip netns exec servidorDNS ip addr add 10.0.0.5/24 dev veth-dns
sudo ip netns exec servidorDNS ip link set veth-dns up
sudo ip netns exec servidorDNS ip link set lo up
sudo ip netns exec servidorDNS ip route add default via 10.0.0.1

# Servidor DHCP
sudo ip netns exec servidorDHCP ip addr add 10.0.0.6/24 dev veth-dhcp
sudo ip netns exec servidorDHCP ip link set veth-dhcp up
sudo ip netns exec servidorDHCP ip link set lo up
sudo ip netns exec servidorDHCP ip route add default via 10.0.0.1

# Cliente DHCP (sin IP fija, usará DHCP)
sudo ip netns exec clienteDHCP ip link set veth-dhcpcl up
sudo ip netns exec clienteDHCP ip link set lo up

Paso 5: Configurar NAT en R1 para salida a Internet

# Crear interfaz WAN en R1
sudo ip link add veth-wan type veth peer name veth-host
sudo ip link set veth-wan netns R1
sudo ip netns exec R1 ip addr add 192.168.100.1/24 dev veth-wan
sudo ip netns exec R1 ip link set veth-wan up
sudo ip addr add 192.168.100.2/24 dev veth-host
sudo ip link set veth-host up

# Habilitar forwarding y NAT
sudo ip netns exec R1 sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
sudo ip netns exec R1 iptables -t nat -A POSTROUTING -o veth-wan -j MASQUERADE
sudo ip netns exec R1 iptables -A FORWARD -i veth-r1c -o veth-wan -j ACCEPT
sudo ip netns exec R1 iptables -A FORWARD -i veth-wan -o veth-r1c -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT

# Ruta en el host para el retorno
sudo ip route add 10.0.0.0/8 via 192.168.100.1

Paso 6: Instalar y configurar servidor DNS

# Instalar dnsmasq en el servidor DNS
sudo ip netns exec servidorDNS apt-get update
sudo ip netns exec servidorDNS apt-get install -y dnsmasq

# Configurar dnsmasq
sudo ip netns exec servidorDNS cat > /etc/dnsmasq.conf << 'EOF'
interface=veth-dns
bind-interfaces
dhcp-range=10.0.0.100,10.0.0.200,255.255.255.0,12h
dhcp-option=3,10.0.0.1
dhcp-option=6,10.0.0.5
server=8.8.8.8
server=8.8.4.4
EOF

# Iniciar dnsmasq
sudo ip netns exec servidorDNS dnsmasq

Paso 7: Instalar y configurar servidor DHCP

# Instalar dnsmasq en el servidor DHCP
sudo ip netns exec servidorDHCP apt-get update
sudo ip netns exec servidorDHCP apt-get install -y dnsmasq

# Configurar dnsmasq como DHCP
sudo ip netns exec servidorDHCP cat > /etc/dnsmasq.conf << 'EOF'
interface=veth-dhcp
bind-interfaces
dhcp-range=10.0.0.100,10.0.0.200,255.255.255.0,12h
dhcp-option=3,10.0.0.1
dhcp-option=6,10.0.0.5
EOF

# Iniciar dnsmasq
sudo ip netns exec servidorDHCP dnsmasq

Paso 8: Configurar cliente DHCP

# En el cliente DHCP, obtener IP mediante dhclient
sudo ip netns exec clienteDHCP dhclient veth-dhcpcl

Paso 9: Verificar conectividad

# Cliente DHCP a Internet
sudo ip netns exec clienteDHCP ping -c 4 8.8.8.8

# Cliente DHCP a Sucursal A
sudo ip netns exec clienteDHCP ping -c 4 10.0.1.10

# Resolución DNS (usando el servidor configurado)
sudo ip netns exec clienteDHCP nslookup google.com

Salida esperada: Todos los pings con 0% de pérdida.

Análisis de TCP y UDP

Paso 10: Capturar tráfico TCP (HTTP)

# Iniciar captura en R1
sudo ip netns exec R1 tcpdump -i veth-r1c -n -v tcp port 80

En otra terminal:

sudo ip netns exec clienteDHCP curl -s http://google.com > /dev/null

Interpretación: Se observa el handshake TCP (SYN, SYN-ACK, ACK) y la transferencia de datos.

Paso 11: Capturar tráfico UDP (DNS)

# Iniciar captura en R1
sudo ip netns exec R1 tcpdump -i veth-r1c -n -v udp port 53

En otra terminal:

sudo ip netns exec clienteDHCP nslookup google.com

Interpretación: Se observan paquetes UDP sin handshake previo.

Análisis de MSS

Paso 12: Verificar MSS en conexiones TCP

sudo ip netns exec clienteDHCP curl -v http://google.com 2>&1 | grep MSS

Interpretación: El MSS típico en Ethernet es 1460 bytes (MTU 1500 - 40 bytes de overhead TCP/IP).

Ejercicios prácticos

Ejercicio 1: Agregar registros DNS locales

Agrega entradas al archivo /etc/hosts del servidor DNS para resolver nombres internos.

sudo ip netns exec servidorDNS echo '10.0.0.10 servidor-interno.secops.local' >> /etc/hosts

Ejercicio 2: Analizar NAT en R1

# Ver tabla NAT
sudo ip netns exec R1 iptables -t nat -L -v

# Ver conexiones NAT activas
sudo ip netns exec R1 conntrack -L

Ejercicio 3: Verificar con dig

sudo ip netns exec clienteDHCP dig google.com

Errores comunes y soluciones

Conceptos clave del Tema 7 aplicados

Conclusiones técnicas

En este laboratorio hemos:

1. Implementado servicios DNS y DHCP en la red.
2. Configurado NAT/PAT para salida a Internet.
3. Analizado la diferencia entre TCP y UDP mediante capturas.
4. Verificado el MSS en conexiones TCP.
5. Comprendido la importancia de los servicios de red para los usuarios.

Los protocolos y servicios de red son la capa que permite a los usuarios finales utilizar la infraestructura de red de manera transparente. DNS y DHCP simplifican la administración, mientras que NAT permite el acceso a Internet con direcciones privadas.

Preparación para el siguiente laboratorio

Hemos dejado la red con servicios DNS, DHCP y NAT funcionando en la sede. En el Laboratorio 08 exploraremos Seguridad en Redes, implementando firewalls, ACLs y una DMZ para proteger la infraestructura.

¡Laboratorio 07 completado! Has implementado servicios de red esenciales. Continúa con el Laboratorio 08.