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Web Extrema: La futura Internet, muy cerca.
Preparate para conexiones de un ancho de banda de 300MB, un trillón de direcciones IP y aplicaciones interactivas en tiempo real. Varios grupos de investigación están invirtiendo millones en desarrollarla y muchos expertos la ven más como una necesidad que como un lujo. Pero, ¿qué es exactamente la Internet de próxima generación y cuándo podremos usarla?
La respuesta está en varios experimentos y prototipos iniciados por universidades y organismos multinacionales de todo el mundo. Detectaron y localizaron los puntos débiles más importantes de la infraestructura de la Web actual y ya están construyendo los cimientos para su sucesora.
Científicos y estudiantes están trabajando con redes que les permiten transferir datos a velocidades extraordinarias. Un experimento produjo un rendimiento capaz de descargar tres películas de DVD por segundo. Estos investigadores afirman que está a punto de producirse una revolución, con nuevos protocolos, sistemas de direccionamiento y canales de fibra óptica. Están engendrando tecnologías con excéntricos nombres como Jumbogramas y GigaPoPs. Pero, ¿cómo conseguirá el resto del mundo pasar de conexiones de 1 MBps a 300 MBps? Y, cuando lleguemos a ese punto, ¿qué vamos a hacer?
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| Se convierta o no en una realidad de uso general, la heladera con Internet es el símbolo del enorme crecimiento anticipado en el número de dispositivos que requerirán direcciones IP. |
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El efecto red
Sin duda, existen algunos problemas técnicos inherentes a Internet tal y como la conocemos, y la mayoría tiene que ver con el suministro del ancho de banda adecuado en el momento y lugar que sea necesario. La mayor parte de la gente se olvida, al ver las publicidades de ancho de banda; que las velocidades de más de 4MB son sólo para unos cuantos afortunados, que viven cerca de una central telefónica adecuada. La realidad es que la mayoría de los usuarios de Internet están destinados a quedarse, probablemente, en velocidades no superiores a esos 4MB en un futuro inmediato.
Pero empecemos con los problemas del enrutamiento del tráfico de Internet tal y como lo gestiona lPv4. El número de direcciones disponibles está disminuyendo rápidamente gracias a la proliferación de dispositivos conectados, desde teléfonos móviles y PDAs, hasta electrodomésticos de cocina y hogares con varios PCs. RIPE NCC (www.ripe.net), el registro regional de Internet o RIR, y que proporciona recursos de numeración IPv4 a miembros de Europa, Oriente Medio y zonas de Asia Central, afirma que IPv4 se agotará “entre 2019 y 2040”.
El protocolo de Internet que utilizamos hoy, fue establecido a principios de los 80 y permitía aproximadamente 4.400 millones de direcciones únicas. Éste parecía un número muy exagerado, dado el potencial de Internet observado, incluso en aquel momento. Después creció la Web y las estimaciones actuales sugieren que tiene más de 350 millones de usuarios activos y al menos 100 millones de hosts, poe lo que todavía queda mucho para alcanzar esos 4.400 millones de IP totales. Pero, lamentablemente, no es así, debido a la arquitectura de direcciones basada en clases que se implementó con IPv4.
La autoridad IANA (Internet Assigned Numbers Authority: autoridad de asignación de números de Internet www.iana.org) que distribuye esos números a los RIR, podría quedarse sin direcciones que distribuir en menos de cinco años.
IETF al rescate
La IETF (Internet Engineering Task Force: grupo de trabajo de ingeniería de Internet) tomó medidas que introdujeron CIDR (Classless lnter-Domain Routing: enrutamiento entre dominios sin clases) para disminuir el espacio desaprovechado, al relajar la estructura de clases existente. La IETF creó también NAT (Network Address Translation: traducción de direcciones de red), que significaba que un solo router podía compartir una misma dirección IP con varias computadoras.
NAT funciona, sin duda, pero el precio pagado por ampliar la vida de IPv4 está disminuyendo el rendimiento de Internet. IPv6 lleva el direccionamiento de Internet a 128 bits en lugar del sistema de 32 bits existente de IPv4. En cifras, esto significa un aumento de 4.400 millones de direcciones disponibles a 340 trillones de trillones de trillones, ó 340.282.366.920 .938.463.463.374.607.431.768.211.456, para ser exactos.
Para dar a esto una cierta perspectiva, si cada dirección pasara un solo gramo, IPv4 pesaría 1/76 del peso del Empire State Building, mientras que IPv6 sería equivalente a 56 veces el planeta Tierra.
Ya se está usando IPv6 en Internet, pero no se desplegó masivamente, en general, por muchas razones, entre las que se encuentra el hecho de que se invirtió demasiado tiempo y dinero en estándares y soluciones IPv4.
Sin duda, la actualización a lPv6 no va a resultar precisamente trivial, aunque, cuanto antes empiecen las empresas a incorporarla en su infraestructura de red existente, menos dura será la caída dentro de unos años, cuando se convierta en una necesidad. Existen routers que soportan lPv4 e IPv6 de forma simultánea. Son los denominados “dual stack”, y permiten a la empresa realizar sus operaciones informáticas diarias y transportar, al mismo tiempo, a sus usuarios finales a IPv6.
Fast TCP
¿Serías capaz de aventurar una respuesta a la pregunta de cuántos mensajes de correo electrónico circulan por Internet diariamente? Forrester Research afirma que actualmente esta cifra ronda los 130.000 millones. Aunque mucha gente conoció la Red por vez primera en los 90, la tecnología subyacente es mucho más antigua. Los protocolos básicos en los que se basa la Red están anticuados y no deberían subestimarse los problemas asociados a esto. El nivel de aplicación de Internet, los servicios que todos conocemos, se asientan sobre una infraestructura que confía en protocolos con una antigüedad de más de 20 años y que están ya acusando su edad.
En el centro de Internet están los TCP/IP. El protocolo de control de transmisiones (TCP: Transmision Control Protocol) permite a dos hosts distintos conectar e intercambiar flujos de datos, con lo que se garantiza, al mismo tiempo, no sólo que se entregarán, sino también que los paquetes de datos se recibirán en el mismo orden en el que se enviaron. El protocolo de Internet (IP: Internet Protocol), por otra parte, se encarga del direccionamiento de estos paquetes. Sin los dos, Internet no puede funcionar aunque resulte irónico que ambos sean los culpables del retraso de la llegada de la Internet de alto rendimiento y de servicio garantizado.
TCP, en pocas palabras, funciona mediante la división de los archivos en pequeños paquetes de datos. Cada uno debe llevar las direcciones del remitente y el destinatario, y permitir tomar la ruta más eficaz en el momento en el que alcance a un determinado router por el camino. Frecuentemente, esto da como resultado que se envíen por separado distintas partes del mismo archivo para llegar a su destino lo antes posible. Debe producirse la recepción de cada paquete antes de que se transmita el siguiente. Todos experimentamos esta latencia o tiempo de espera cuando estamos conectados. Suele notarse más en los momentos de mayor carga de tráfico Web.
Pero ya está en camino una solución. Desarrollado por el Instituto de Tecnología de California, se está utilizando el protocolo Fast TCP (TCP rápido) para Intemet2, pero fue diseñado de forma que pueda funcionar sobre la actual Internet, mediante la utilización del mismo tamaño de envío. Fast TCP mide continuamente el tiempo que tardan ambos paquetes y reconocimientos en llegar, por lo que revela, de esta manera, cualquier retardo en la línea. Esto le permite ajustar sobre la marcha, la velocidad máxima de datos pronosticada, sin perder datos. Un equipo de físicos usó Fast TCP para lograr las velocidades de transmisión de datos sostenidas más rápidas del mundo y ganaron el Supercomputing Bandwidth Challenge en 2004. Su pico de banda ancha agregado alcanzó 101,13 GBps (suficiente para descargar tres películas en DVD por segundo y equivalente a 12,6 TB por hora).
Combinar Fast TCP con las transmisiones de Internet de próxima generación, llamadas Jumbogramas, podría ser el camino para la Internet del mañana. Una de las causas de los problemas de rendimiento de Internet es la división de paquetes (la base fundamental de su funcionamiento). Cuanto mayor es el tamaño del paquete, más rápido es el rendimiento. TCP usa el valor MTU (Maximum Transmission Unit: máxima unidad de transmisión), establecido en bytes de 8 bits u octetos, para determinar el mayor tamaño de paquete en cualquier transmisión de datos. Si es demasiado grande, puede ser necesario retransmitirlo si éste encuentra en su camino un router que sólo maneja un tamaño más pequeño.
Esto da lugar a una situación, a menudo, confusa, en la que una MTU mayor, que en teoría debería ofrecer un rendimiento más elevado, da como resultado páginas Web que, en la práctica, se cargan más despacio. Lo mismo ocurre con un tamaño de MTU demasiado pequeño, porque aumentará la sobrecarga de encabezados, lo que da como resultado más reconocimientos para gestionar. El estándar de facto de Internet es 576, mientras que las conexiones Ethernet estándares (y muchas de Internet en la práctica) utilizan 1.500. La MTU de lntemet2 para utilizar con Abilene, una red de fibra óptica de 10 GBps que se está extendiendo por los Estados Unidos y que proporciona 100 MBps a las universidades participantes es de 9.000. Hay quienes denominan Jumbogramas a estas grandes MTU de IP.
Internet2, el futuro ya está entre nosotros
lnternet2 combina lPv6 con los Jumbogramas, Fast TCP y canales de fibra óptica de punto a punto para proporcionar un rendimiento de calidad de servicio garantizado de 10 GBps. Más de 300 universidades, principalmente de Estados Unidos, están colaborando en el proyecto con otras 110 corporaciones privadas y agencias gubernamentales.
Los distintos participantes de la red Internet2 se comprometieron a trabajar juntos para desarrollarla y desplegarla. Para construirla, miraron al pasado y volvieron a crear, sin darse cuenta, muchas de las mismas asociaciones entre académicos, mercados y gobierno que funcionaron tan bien para concebir y fomentar la Red que hoy conocemos.
Los objetivos principales de lnrernet2 consisten en crear una red de vanguardia para la comunidad de investigación nacional, permitir aplicaciones revolucionarias de Internet y asegurar la rápida transferencia de nuevos servicios y aplicaciones de red a la extensa comunidad de Internet. Y no se trata de un sueño fantástico: lnternet2 ya ha asentado una columna vertebral de alto rendimiento para conectar a la mayoría de sus miembros. Funciona a 10 GBps, o 1.000 veces más rápido que una conexión de banda ancha domestica promedio. Dentro de un entorno como éste, es posible que se desarrolle la auténtica potencia de Internet, según la cual pueden liberarse aplicaciones que realmente cambiarán la vida.
Igual que la Red tradicional, Inrernet2 es la suma de sus partes en lugar de una sola entidad. Toma esa columna vertebral, de velocidad extraordinariamente alta, que conecta a todas las universidades miembros: está formada por 13 canales de fibra óptica que recorren Estados Unidos de norte a sur. Los miembros de Internet2 no sólo tienen que pagar unas cuotas anuales de unos 28.000 dólares, sino también otras (casi desconocidas) por la conectividad para utilizar la red Abilene.
Cuestiones de seguridad
Ya vislumbramos, en parte, el futuro imperfecto. La Recording Industry Association of America (asociación americana de la industria de la grabación) ya demandó a 400 investigadores de la red lnternet2 por infracción de los derechos de autor. No resulta sorprendente que las aplicaciones P2P y la práctica ilegal de compartir archivos, proliferen en una red empleada en gran parte por estudiantes y que puede soportar, en teoría, la descarga de más de 700 películas en calidad DVD en una hora. Si trabajás con tamaños de archivo pequeños, como el de los mp3, vas a ver que es posible moverlos tan rápido que un usuario puede conectarse, descargar y desconectarse, incluso antes de que pueda advertirse su presencia en la Red.
Pero aquí, no sólo está en juego la amenaza a los beneficios de los propietarios derivados de los derechos de autor: podés apostar que los comerciantes de malware, los spammers y demás indeseables están atentos a estos avances. La seguridad es uno de los puntos más importantes en lnternet2. Se pusieron en marcha iniciativas como SALSA (Security at Line Speed Advisory: asesora de velocidad de seguridad en línea), formado por algunos de los principales arquitectos de seguridad de redes de la comunidad de investigación y educación, para fijar las prioridades en el alto rendimiento. Su principal objetivo es proporcionarla sin perjudicar la velocidad y el rendimiento de la nueva red.
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| Abilene, una red de fibra óptica de 10 GBps que se está extendiendo por los Estados Unidos y que proporciona 100 MBps a las universidades participantes. Tal vez no parezca demasiado importante sobre el papel, pero Abilene es el mapa del futuro de Internet. |
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La gestión del cambio
El hecho de que las aplicaciones y servicios hayan evolucionado más rápido que la infraestructura subyacente se debe, en gran parte, a las políticas corporativas y a la burocracia internacional. Retrocedé una década. En aquel entonces explicábamos este fenómeno como la Red de redes, que se acercaba mucho más a la verdad. De hecho, en realidad consiste en una red de muchas otras distribuidas por el planeta, con unas individuales en poder de gobiernos, instituciones públicas y corporaciones multinacionales. Esto forma el esqueleto, sobre el que se sitúan los nervios y músculos que hacen que todo se mueva.
Evolución, no revolución
En definitiva, es erróneo pensar en lnternet2 como en la sustituta directa de la actual Red, aunque sólo sea porque no existe una única. Es una entidad en continua evolución, e lnternet2 es el banco de pruebas del que salen muchas tecnologías probablemente evolutivas.
Previsiblemente, no es la tecnología la que nos retrasa (lnternet2 nació hace ya diez años), sino más bien el costo. Aunque la iniciativa NGI (Next Generation Internet: Internet de próxima generación) patrocinada por el gobierno estadounidense ofrece becas a las universidades para que se impliquen en lnternet2 con el objetivo de investigar. Otros gobiernos no tienen esa previsión y ninguna compañía, salvo las multinacionales, dispone de un presupuesto tan elevado.
Incluso, aunque ocurriera lo imposible y estuviera disponible de la noche a la mañana una red similar a lnternet2, no podríamos explotar la mejora de rendimiento, ya que nos vemos limitados por el cableado que lleva los datos desde la red hasta nuestras ubicaciones. No esperés ver fibra óptica de 300 MBps en los hogares, al menos hasta dentro de una década.
Pero nada de esto debe desanimarnos. La original ARPANET después NSFNET, no era para consumo público, a pesar de que su innovación y análisis creó la Internet que estás usando ahora. Internet2 es la nueva NSFNET y dirige el futuro de todos nosotros, incluso aunque no nos demos cuenta.
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