Arquitectura de Internet

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Posiblemente Internet se pueda considerar la mayor red de comunicaciones del planeta, a menudo denominada “la red de redes” y formada por la interconexión de miles (o incluso millones) de redes de todo el mundo.

Tendemos a pensar en Internet como algo abstracto, frecuentemente representado como una nube que nos proporciona acceso a una gran cantidad de servicios. Pero es obvio que la conectividad que permite Internet, hace necesario que haya una compleja estructura de comunicaciones que trataremos de explicar en este artículo.

En sus primeros años de existencia, Internet creció en torno a una red llamada NSFNET, que hacía las funciones de red troncal, es decir, una red que servía para unir el resto de las redes. Cuando una institución, organismo o empresa quería conectarse a Internet, tenía que establecer un enlace con la red NSFNET. Esta red troncal pertenecía a una institución norteamericana llamada NSF (National Science Foundation). Sin embargo, en 1995, NSF cedió la función de red troncal a cuatro grandes operadoras comerciales norteamericanas y comenzó el proceso de descentralización de Internet.

La estructura actual de Internet

La estructura actual de Internet está basada en la interconexión de redes de forma más o menos jerárquica con varios niveles, conocidos como tiers. De forma general  existen tres niveles conocidos como Tier 1, Tier 2 y Tier 3. Las principales características de cada nivel son:

  • Las redes Tier 1 son las redes de los grandes operadores globales (Global Carriers) que tienen tendidos de fibra óptica por al menos dos continentes. Desde una red Tier 1 se puede acceder a cualquier punto de Internet gracias a que es una condición necesaria que todas las redes Tier 1 tienen que estar conectadas entre sí. Se puede decir que las redes Tier 1 forman el actual backbone ó troncal de Internet. Algunos ejemplos de compañías que poseen redes Tier 1 son:
    • AOL a través de ATDN (AOL Transit Data Network)
    • AT&T
    • Verizon
    • Inteliquent
    • NTT Communications
    • Telefonica International Wholesale Services (TIWS)
  • Las redes Tier 2 son operadores de ámbito más regional que no pueden alcanzar todos los puntos de Internet y que necesitan conectarse a una red Tier 1 para ello. Su principal función es ofrecer servicios de conectividad a los operadores Tier 3. Ejemplos de operadores Tier 2:
    • Cable&Wireless
    • British Telecom
    • SingTel  (Singapore Telecommunications Limited)
  • Las redes Tier 3 pertenecen a los operadores que dan servicio de conexión a Internet a los usuarios residenciales y a muchas empresas, los que conocemos como ISP (Internet Service Provider) o Proveedores de acceso a Internet. Algunos ejemplos son:
    • En España: Movistar, Vodafone, Orange, Ono …
    • En Latinoamérica: Movistar, TELMEX, AXTEL, Claro…

En la siguiente figura se muestra la estructura general de interconexión de los diferentes Tier:

En esta figura aparecen algunos elementos que se explican en los próximos apartados

Tipos de conexiones entre operadores

La conexión entre las redes de diferentes operadores se puede hacer de dos formas:

Conexiones de tránsito. Conexión entre operadores de diferente jerarquía. El operador de mayor jerarquía (proveedor) vende una conexión de tránsito al operador de menor jerarquía (cliente). El proveedor le da acceso al cliente a todas sus rutas, es decir, el cliente recibirá tanto las rutas de la red del proveedor como a rutas con destino a otras redes. El cliente publica al proveedor sólo sus rutas y no otras que pueda tener con otros proveedores.

Por definición, las redes Tier 1 son las únicas que no utilizan conexiones de tránsito.

Conexión de peering. Conexión utilizada para el intercambio de tráfico sin coste entre dos operadores. Cada operador publica sólo sus rutas y no otras rutas que tenga con otros proveedores u otras rutas de peering, es decir, el peering sirve para acceder desde un operador al rango de direcciones IP del otro operador, pero no sirve para llegar a otros rangos de direcciones. Puede ser de dos tipos:

  • Públicos: utilizando un IXP (ver el siguiente apartado)
  • Privados: conexión directa entre los dos proveedores.

Puntos de intercambio de tráfico de Internet (IXP)

IXP (Internet eXchange Point o Punto de intercambio de tráfico de Internet) es una infraestructura física que permite a diferentes ISP intercambiar tráfico de Internet entre sus redes. Este intercambio se lleva a cabo mediante conexiones peering. En realidad, cualquier empresa que quiera establecer una conexión pública de peering con un ISP puede utilizar un IXP.

Habitualmente, los acuerdos de peering entre empresas facilitan el intercambio más eficiente de datos entre sus redes, es por ello, que los IXP han tenido un impacto muy beneficioso en el crecimiento de Internet.

En Europa existe una asociación de IXP llamada Euro-IX (www.euro-ix.net) que agrupa a todos los IXP europeos y algunos IXP de Japón y Estados Unidos. En el siguiente enlace se pueden consultar los IXP europeos:

En la figura anterior se puede ver el tráfico gestionado por uno de los mayores IXP europeos AMS-IX situado en Amsterdam. La media diaria es de 910 Gbps.

En este enlace se puede encontrar un documento en castellano elaborado por la Internet Society sobre los IXP.

Ejemplo de Tier 1

Como ejemplo de operadora Tier 1 es la empresa  Telefonica International Whole Services (TIWS). Esta empresa, que forma parte de la multinacional Telefonica tiene una red mundial de fibra óptica que abarca tres continentes. Se puede obtener una breve explicación de la función Tier 1 de TIWS en el siguiente enlace  :

A continuación se muestra el mapa de la actual red global de TIWS obtenida del enlace

Otro ejemplo de operadora Tier 1 es la empresa japonesa  NTT. En este enlace se puede encontrar una breve explicación de su función y en este otro enlace se puede ver el mapa de su red.

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Los tipos de redes de datos – Ejemplos

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9 pensamientos en “Arquitectura de Internet

  1. Hola,

    Antes de nada, enhorabuena por sus magníficos artículos. Me surje una duda relacionada con las redes. Nuestros paquetes de datos, una vez salen de nuestras pc conectadas a internet por ADSL o fibra de un ISP, ¿pueden “llamar a la puerta” de otros pc, por ejemplo, de mi vecino que tiene también su ADSL con el mismo ISP, o de otros pc conectados en redes superiores? Es que he leído algo acerca de los sniffer y no sé en que se basan.

    Muchas gracias por compartir sus conocimientos.

    • La expresión “Llamar a la puerta” puede tener una amplia interpretación. Por ejemplo, acceder a los datos del PC de un vecino desde fuera de la red es realmente muy complicado, y en algunos casos imposible. Los sniffers son mecanismos (hardware o software) para capturar tráfico DENTRO de una red. Es decir, primero hay que entrar en una red para poder hacer uso de técnicas de sniffing. Lo más vulnerable en este caso es el uso de redes Wi-Fi. Pero una vez que los datos salen de nuestra red y entran en la red del ISP es prácticamente imposible capturarlos.

      • Hola de nuevo y gracias por su respuesta,

        A ver si lo he entendido, supongamos que Telefónica es el proveedor de todos los hogares de una manzana, pongamos 100. Cada router que telefónica entrega, marca una red del usuario. Cuando los datos salen del router de un usuario doméstico,…¿viajan por un único cable hacia el router de telefónica que recoge los 100 cables de las demás viviendas? es decir, ¿son cables individuales que entran en un router que sirve de puerta hacia la red del ISP? Si es así, los equipos actuales, cuántas viviendas pueden albergar en un sólo router.

        Muchas grcias

        • Efectivamente, si en este caso Telefónica es el ISP único de una zona, cada cliente tendría un cable que comunica a dicho cliente con la red troncal del ISP (Telefónica). Con ADSL, la red de acceso, que es la red que comunica el cliente con el ISP, tenía una topología punto a punto. Con la fibra óptica pueden darse topologías en árbol, donde pueden existir nodos intermedio de concentración de clientes.
          En principio no hay un límite establecido en las capacidades de la red de acceso. Depende del dimensionamiento que haga el ISP.
          Es un poco antiguo pero puedes echar un vistazo a este artículo que habla un poco sobre la red de acceso:
          http://redestelematicas.com/la-ultima-milla/

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