PFC - La Neutralidad de Red: Gestión de tráfico mediante DPI/DFI

En los siguientes enlaces se puede acceder a la culminación de mi Proyecto Final de Carrera, en el que se abarcan varios aspectos sobre la Neutralidad de Red.

Memoria final: https://www.dropbox.com/s/acl09cgzi0qx9s0/pfc_memoria.pdf

Diapositivas lectura: https://www.dropbox.com/s/t5g44n3pqt8gdl6/pfc_presentacion.pdf


Índice



Capítulo I – Introducción ............................................................................................................. 15


Capítulo II – Conceptos básicos sobre Internet ........................................................................... 17
1 Estructura de Internet ..................................................................................................... 18
1.1 Núcleo de Internet .................................................................................................. 18
1.1.1 Modelo inicial de Internet ............................................................................... 19
1.1.2 Modelo actual de Internet .............................................................................. 19
1.2 Red de acceso .......................................................................................................... 21
2 El modelo OSI & TCP/IP ................................................................................................... 23
3 El principio ‘end-to-end’ .................................................................................................. 25
4 Factores económicos ....................................................................................................... 26
4.1 Cadena de valor ....................................................................................................... 26
4.2 El mercado bilateral ................................................................................................ 29
4.3 El mercado de acceso e interconexión IP ................................................................ 30


Capítulo III – Neutralidad de Red ................................................................................................ 34
1 Origen del debate ............................................................................................................ 35
2 Casos destacados ............................................................................................................ 36
3 Aspectos de la Neutralidad de Red ................................................................................. 39
4 Contexto internacional .................................................................................................... 42


Capítulo IV - Gestión de tráfico ................................................................................................... 44
1 Antecedentes de la gestión de tráfico ............................................................................ 46
2 Prácticas de gestión de tráfico ........................................................................................ 48
3 Tipos de tráfico y QoS ..................................................................................................... 50
4 Gestión de tráfico basada en QoS y ‘policing’ ................................................................. 52
4.1 Gestión de tráfico en redes móviles ........................................................................ 54
4.1.1 GSM/GPRS/EDGE, UMTS/HSPA - GPRS Core Network .................................... 56
4.1.1.1 Arquitectura de red ..................................................................................... 56
4.1.1.2 Niveles de QoS ............................................................................................. 57
4.1.1.3 Políticas de control ...................................................................................... 57
4.1.1.4 Análisis de tráfico en 2G/3G ........................................................................ 57
4.1.2 LTE/SAE – Evolved Packet Core ....................................................................... 58
4.1.2.1 Arquitectura de red ..................................................................................... 59
4.1.2.2 Niveles de QoS ............................................................................................. 61
4.1.2.3 Políticas de control ...................................................................................... 64
4.1.2.4 Análisis de tráfico en SAE/LTE ..................................................................... 65
4.2 Gestión de tráfico en redes fijas.............................................................................. 66
4.2.1 Cable - DOCSIS ................................................................................................. 66
4.2.1.1 Arquitectura de red ..................................................................................... 67
4.2.1.2 Niveles de QoS ............................................................................................. 68
4.2.1.3 Políticas de control ...................................................................................... 69
4.2.1.3.1 IPDR ....................................................................................................... 69
4.2.1.3.2 PCMM .................................................................................................... 70
4.2.1.4 Análisis de tráfico en Cable ......................................................................... 71
4.2.2 Acceso fijo - TISPAN ......................................................................................... 72
4.2.2.1 Arquitectura de red ..................................................................................... 72
4.2.2.2 Niveles de QoS ............................................................................................. 73
4.2.2.3 Políticas de control ...................................................................................... 74
4.2.2.4 Análisis de tráfico en accesos fijos .............................................................. 76
4.3 Comparativa de arquitecturas de gestión QoS y Policy .......................................... 76


Capítulo V - Análisis del tráfico.................................................................................................... 79
1 Técnicas de análisis: SPI, DPI y DFI .................................................................................. 80
1.1 Aplicaciones de DPI/DFI .......................................................................................... 83
2 Implantación de sistemas DPI/DFI para la gestión de tráfico ......................................... 85
2.1 Ubicación de sistemas DPI/DFI ................................................................................ 85
2.2 Integración de sistemas DPI/DFI ............................................................................. 87
2.2.1 DPI/DFI dedicado ............................................................................................. 87
2.2.2 DPI/DFI integrado ............................................................................................ 87
2.2.3 Comparativa entre soluciones dedicadas e integradas................................... 89
3 Mercado DPI/DFI ............................................................................................................. 90
3.1 Fabricantes y soluciones relevantes ........................................................................ 90
3.1.1 Fabricantes puros ............................................................................................ 91
3.1.1.1 Sandvine ...................................................................................................... 91
3.1.1.2 Allot ............................................................................................................. 91
3.1.1.3 Procera ........................................................................................................ 92
3.1.1.4 Ipoque ......................................................................................................... 93
3.1.2 Fabricantes clásicos ......................................................................................... 93
3.1.2.1 Cisco ............................................................................................................ 93
3.1.2.2 Ericsson ........................................................................................................ 94
3.2 Valor de mercado .................................................................................................... 95
4 Aspectos técnicos de DPI/DFI .......................................................................................... 97
4.1 Arquitectura de sistemas DPI/DFI ........................................................................... 97
4.1.1 Interconexión: ATCA ........................................................................................ 97
4.1.2 Procesado de datos ......................................................................................... 98
4.1.2.1 Plano de datos y plano de control ............................................................... 99
4.1.2.2 Tipos de procesadores para comunicaciones ............................................. 99
4.1.2.2.1 ASIC & NPU .......................................................................................... 100
4.1.2.2.2 Communication Processor .................................................................. 100
4.1.2.2.3 CPU multi-núcleo ................................................................................ 101
4.1.2.2.4 Procesador de flujo ............................................................................. 103
4.2 Clasificación de paquetes en flujos ....................................................................... 107
4.3 Análisis DPI ............................................................................................................ 111
4.3.1 Algoritmos de búsqueda DPI ......................................................................... 113
4.3.1.1 ‘String Matching’ ....................................................................................... 114
4.3.1.2 Regular Expression (RegEx) ....................................................................... 115
4.3.1.2.1 Teoría de autómatas ........................................................................... 116
4.3.1.2.1.1 NFA: Non-deterministic Finite Automata ..................................... 117
4.3.1.2.1.2 DFA: Deterministic Finite Automata ............................................ 118
4.4 Análisis DFI ............................................................................................................ 119
5 Análisis de tráfico real: Ejercicio práctico ..................................................................... 123
5.1 P2P (Peer-To-Peer) ................................................................................................ 123
5.1.1 BitTorrent ...................................................................................................... 123
5.1.2 eDonkey ......................................................................................................... 125
5.2 VoIP (SIP + RTP) ..................................................................................................... 125
5.3 Email (SMTP + IMAP) ............................................................................................. 127
5.4 Conclusiones del ejercicio ..................................................................................... 130


Capítulo VI – Implicaciones, conclusiones y recomendaciones ................................................ 131
1 Implicaciones ................................................................................................................. 132
1.1 Modelo ‘best effort’ .............................................................................................. 132
1.2 Modelo de tráfico gestionado ............................................................................... 133
1.3 Ventajas e inconvenientes .................................................................................... 135
2 Conclusiones.................................................................................................................. 137
3 Recomendaciones ......................................................................................................... 144


Anexo A – Contexto regulatorio internacional .......................................................................... 146
1 Unión Europea ............................................................................................................... 146
1.1 Marco Legislativo .................................................................................................. 146
1.2 Declaración de la Comisión Europea sobre la Neutralidad de Red ....................... 148
1.3 Consulta pública .................................................................................................... 148
1.4 Comunicado de la Comisión sobre la Neutralidad de Red .................................... 151
1.5 Recomendaciones del Parlamento Europeo ......................................................... 151
2 EEUU .............................................................................................................................. 153
2.1 Internet Policy Statements .................................................................................... 153
2.2 Report&Order : Preserving the Open Internet ..................................................... 154
3 Chile ............................................................................................................................... 156
3.1 Proyecto de Ley ..................................................................................................... 156
3.2 Requisitos de transparencia .................................................................................. 157
4 Holanda ......................................................................................................................... 160
4.1 Enmienda de Ley ................................................................................................... 160
5 Francia ........................................................................................................................... 162
5.1 Consulta pública sobre propuesta de directrices .................................................. 162
5.2 Propuestas y recomendaciones ............................................................................ 162
6 Reino Unido ................................................................................................................... 165
7 Suecia ............................................................................................................................ 166
8 Canadá ........................................................................................................................... 167
8.1 Telecom Decision 2008-108 .................................................................................. 167
8.2 Telecom Regulatory Policy CRTC 2009-657 ........................................................... 167
9 Noruega ......................................................................................................................... 169
10 Japón ......................................................................................................................... 170


Anexo B – Análisis de tráfico real .............................................................................................. 171
1 OpenDPI ........................................................................................................................ 171
2 Capturas de tráfico ........................................................................................................ 172
2.1 P2P (Peer-To-Peer) ................................................................................................ 172
2.1.1 BitTorrent ...................................................................................................... 172
2.1.2 eDonkey ......................................................................................................... 174
2.2 VoIP (SIP + RTP) ..................................................................................................... 176
2.3 Email (SMTP + IMAP) ............................................................................................. 177
Referéncias ............................................................................................................................... 179

LTE, 4G y tratamiento de QoS

Muchas veces se habla sobre si tenemos o no cobertura 3G o 2G y sobre si el Iphone4 es 4G o no (la respuesta es que NO). Estos términos hacen referencia a la generación de la red móvil sobre la que nos estamos conectando. Como ya se ha dicho en este blog, el acceso móvil es uno de los mas críticos debido a que existen unas limitaciones físicas que son difíciles de combatir, además de tratarse de un medio compartido por varios usuarios. Por ello exige un trabajo de diseño e ingeniería muy complejo ofrecer mejoras en la velocidad de transferencia. En gran medida el debate de la Net Neutrality esta latente debido a la revolución que ha supuesto el creciente éxito de los dispositivos móviles y del consumo de datos que generan y generarán.

Estos factores han llevado al diseño de la red 4G que utiliza la tecnología LTE (Long Term Evolution) desarrollada por la 3GPP y que es interesante desde el punto de vista de "La Gestión de Tráfico" ya que este nuevo paradigma de red incluye mecanismos de gestión de QoS (Quality of Service) de modo intrínseco, además de por mejorar la capacidad en el acceso mediante el uso de OFDMA (Orthogonal Frecuency Divison Multiple Acces) en el uplink y técnicas MIMO (Multiple Input Multiple Output).

En las versiones anteriores de 3G (UMTS) y 2G (GPRS) ya se incluían algunas formas de gestión, aunque no de forma tan desarrollada y con una visión extremo a extremo (los datos atraviesan varias redes diferentes para alcanzar su destino) cómo lo hace LTE. En primer lugar hay que saber que en LTE todos los datos que atravesaran la red del operador serán IP, lo cual quiere decir que el servicio de voz tradicional ahora se hará sobre VoIP. Esto tiene de positivo que se converge hacia el modelo IP de Internet haciendo todo mas compatible y reduciendo costes. Todo este proceso forma parte de lo que se conoce como FMC (Fixed Mobile Convergence), que tiende a aproximar las diferentes arquitecturas de red hacia el modelo IMS (IP Multimedia Subsystem) derivado también de la 3GPP.

La voz tradicional se ha venido ofreciendo mediante conexión de circuitos y garantizando una cierta QoS. Esto quiere decir que cuando efectuamos una llamada primero de todo se reserva un enlace entre el emisor y el receptor que solo será empleado para la llamada, y si no hay enlaces disponibles no será posible llamar. Esta forma de proceder tiene de positivo que la QoS es garantizada, no obstante resulta muy poco óptima ya que dicho enlace no aprovecha su capacidad total. Con VoIP lo que se hace con nuestra llamada es enviarla en paquetes a través de una red IP (ver "Cómo funciona Internet?"), y así todos los paquetes viajan por el mismo canal, de forma que se aprovecha mejor el medio. Por contra, en este caso hay que garantizar algunos parámetros de calidad (sobre un tipo de red que no esta diseñada para ello) ya que la voz es sensible a algunos factores como la latencia (ver "Ancho de banda, latencia y jitter").

En cuanto a la Gestión de Tráfico, LTE incorpora un mecanismo conocido como PCC (Policy and Charging Control) que se ha posicionado como referente en las diferentes especificaciones en desarrollo (redes de cable y fijas) conocidas como NGN (New Generation Networks). Esta arquitectura se encarga de proporcionar de forma dinámica hasta 9 QCI (QoS Class Indentifier) con diferentes parámetros de ancho de banda, latencia, jitter y tasa de error PER (Packet Error Rate). Además de para la voz, esta asignación de QCIs aplica también para otros servicios (VoD, IPTV, streaming, P2P). El control y administración de la asignación se hace desde el núcleo de la red y se separa el plano de datos del plano de control (viajando en diferentes caminos). Para ello emplea dos elementos fundamentales:

• PCRF (Policy and Charging Rules Function): Se trata de un elemento que se encarga de proporcionar las reglas especificas del operador. Su función se sitúa en el plano de control y aprovisiona la información necesaria a aplicar en función de unas ciertas reglas y previa identificación del tipo de tráfico o previa petición de QoS de una aplicación concreta.

• PCEF (Policy and Charging Enforcement Function): Es la entidad situada en el plano de datos y lleva a cabo la aplicación de las políticas definidas en el PCRF. Al situarse en el plano de datos es el punto idóneo para llevar a cabo "Deep Packet Inspection (DPI)" para así identificar el tipo de tráfico en el caso de que no sea posible de otro modo (ver "Violación de recomendaciones y normas en Internet"). Para mas detalle comentar que se suele ubicar junto con el P-GW (Packet Data Network Gateway) que es el punto donde la red móvil se conecta con otras redes IP (como Internet) o no (como la RTC - Red Telefónica Conmutada- ).

Además de estos dos elementos básicos existen otros de facturación que en tiempo real pueden controlar los créditos y tarifas del suscriptor y aplicar los cargos correspondientes, todo de forma muy integrada. Toda esta arquitectura dota a los operadores de un poder de control exhaustivo sobre el consumo de los clientes, lo cual esta muy en contraposición con "La Neutralidad de Red" aunque bien aplicado puede repercutir en una gran QoE (Quality of Experience).

Uso razonable de Gestión de Tráfico

Acerca de "La Gestión de Tráfico" se ha visto que su uso, teniendo en cuenta condiciones cómo "Ancho de banda, latencia y jitter" disponibles, puede resultar beneficiosa. Pero el problema está en determinar qué se considera una Gestión de Tráfico razonable y que no sea discriminatoria ni injusta. Los defensores de la Net Neutrality en su posición mas extrema abogan por un Internet en el que todos los paquetes sean tratados por igual, sin distinción de ningún tipo, no admitiendo ningún tipo de gestión. En el otro extremo se encuentra la Gestión de Tráfico en la que todo puede ser controlado y administrado sin ninguna condición (esto podría dar lugar a situaciones anticompetitivas donde, por ejemplo, un ISP pudiese llegar a bloquear el tráfico de otro ISP).

El esquema anterior muestra una buena aproximación de las posibles aplicaciones que se le puede dar a la Gestión de Tráfico. Cómo se puede apreciar, los usos posibles pueden ser beneficiosos cómo por ejemplo el bloqueo de aplicaciones maliciosas o prestación de mejor servicio para aplicaciones más vulnerables cómo VoIP, streaming, etc. No obstante, otras aplicaciones posibles serían degradación de tráfico P2P (ver "El tráfico P2P") o la priorización de algunos tipos de servicios según acuerdos comerciales (por ejemplo, el ISP A tiene un acuerdo con Skype y permite su tráfico sin problemas, mientras que el ISP B no lo tiene y lo degrada). Otro modelo podría ser el que se muestra en el post "La Neutralidad de Red", dónde se aplicacarían tarifas diferenciadas según los servicios consumidos. Cómo se puede apreciar las posibilidades que ofrece la Gestión de Tráfico son varias.

Ahora bien, qué es lo que se considera aceptable? Evidentemente esto dependerá de quien lo considere, no tendrá la misma opinión un usuario que un operador de red. Una buena aproximación de lo que debería ser una buena Gestión de Red debería cumplir con los siguientes criterios:

• Particularizada. Se debe adaptar a situaciones de la red teniendo en cuenta factores cómo picos de consumo, densidad de suscriptores, limitaciones propias del medio de acceso, etc.

• Proporcional. Debería aplicarse en la medida en que se produzca congestión en la red para evitar situaciones abusivas, llegando incluso al modelo 'best effort' si no exsite congestión.

• Equitativa. Se debería llevar a cabo de forma justa, sin llegar a privar a ningún cliente del servicio ni llegando a situaciones dónde un cliente tenga prioridad sobre otro.

• Necesidad técnica. Se debería planificar y diseñar una política de gestión en función de las necesidades técnicas que se den en la red en concreto.

• Transparente. El operador o ISP debería dar a conocer que medidas se toman y en que condiciones de modo que el cliente esté informado correctamente.

• Legítima. Evidentemente cualquier técnica de gestión debe cumplir con la legislación vigente en la zona geográfica en la que se aplique.

• Auditable. Para evitar problemas de cualquier índole los operadores e ISPs deberían de ser capaces de demostrar que la aplicación de Gestión de Tráfico responde a necesidades reales y que las medidas resultan efectivas.

El uso de técnicas de gestión bien llevado puede contribuir a un mejor Internet, siempre que esto no atente contra las bases sobre las que se ha sustentado su crecimiento. Internet ha llegado a ser lo que és precisamente gracias a estas bases que lo hacen libre y abierto, dónde todo tiene cabida. La tecnología disponible a día de hoy es capaz de detectar y gestionar el tráfico según las aplicaciones y necesidades asignando la calidad más apropiada y contribyendo a una mejora de la QoE (Quality of Experience), además de detectar posibles ataques e intrusiones.

Para ello muchas veces se hace uso de "Deep Packet Inspection (DPI)" y/o análisi heurístico precisamente porqué muchas apliaciones enmascaran el tipo de tráfico que se transporta y porqué violan algunas recomendaciones o normas de Internet. Pero esto ya es otro tema, que se analizará en el próximo post “Violación de recomendaciones y normas en Internet”.

Ancho de banda, latencia y jitter

Al hablar de "La Gestión de Tráfico" se ha resaltado que emplearla no tiene porque ser algo nocivo, es más, una buena gestión puede mejorar la QoE (Quality of Experience) de los usuarios si se hace administrando correctamente los recursos disponibles. Para ello, existen algunos conceptos que se deben conocer a la hora de tratar los tipos de tráfico, ya que dependiendo de estos será mejor aplicar una prioridad u otra.

• Ancho de banda: El ancho de banda es la cantidad de unidades de información que se puede descargar en un determinado tiempo. Es decir, 10 Mbps significa que en un segundo podemos recibir 10 Mbits de información (esto son algo mas de 10.000.000 de bits). Un bit es la unidad mínima de información en el mundo binario, y su valor es 0 o 1. Cabe distinguirlo de un byte, que es el conjunto de 8 bits, ya que a veces se juega con la terminología pudiendo confundir al usuario. Así, no es lo mismo descargar un fichero a 100 Mbps (mega bits por segundo), o descargarlo a 100 MB/s (mega bytes por segundo). En el segundo caso lo haríamos a una velocidad 8 veces mayor que en el primero. Obviamente los ISPs ofrecen sus tarifas en bits porqué así el total parece mayor (no queda igual decir que tienes una conexión de 128 "k's" (en bytes) que una de 1 "mega" (en bits), aún y siendo exactamente lo mismo.

• Latencia: Tal y cómo vimos en el post "Cómo funciona Internet?", los datos se envían por la red en paquetes que contienen una cabecera con la información de que camino se debe seguir, entre muchas otras cosas. La lectura de esta cabecera y el procesamiento de datos no es algo trivial y lleva algo de tiempo hacerlo. La latencia es la suma de todos estos tiempos, es decir, el tiempo que pasa desde que se ha enviado un paquete en el destino hasta que llega al receptor.

• Jitter: El camino que puede seguir un paquete entre un mismo transmisor y receptor puede variar en función de ciertos parámetros. A causa de esto y de otros factores, el retardo que puede sufrir un paquete (latencia) en relación a otro enviado inmediatamente después, puede no ser el mismo. Esto es el jitter, la variación de retardos entre paquetes de la misma comunicación.

Sabiendo esto, podemos entrever que para descargar ficheros pesados, ya sea bien por descarga directa o mediante P2P (ver "El tráfico P2P"), lo que nos interesa es que el ancho de banda sea elevado para acabar así pronto con la descarga. Si hay una latencia o jitter elevados no será nocivo en exceso ya que no importa si recibimos un paquete antes o después que otro, ni si tarda entre que se envía y se recibe (este tiempo será mucho menor que el tiempo total de transferencia del archivo).

Por contra, para aplicaciones cómo VoIP o juegos multimedia pasará justo lo contrario. No se necesita un ancho de banda elevado, pero para una buena QoE se precisa una latencia y jitter acotado para que el usuario lo perciba a tiempo real (una persona es capaz de distinguir hasta unos 200 ms de latencia, para valores menores no se percibe).

Estos dos casos muestran los dos extremos mas claros de que hay ciertos tipos de gestión que no parecen perjudicar demasiado, de hecho son prácticamente excluyentes. Así, priorizar paquetes que transportan VoIP o cualquier servicio a tiempo real, disminuye la latencia de estos con lo que la QoE mejora. Este hecho pasará prácticamente desapercibido para una descarga pesada, porqué retardar un poco un paquete de esa transferencia no afectará demasiado. Este ejemplo es muy simplificado, pero viene a decir que una gestión bien llevada puede resultar beneficiosa para una gran parte de los usuarios.

La Gestión de Tráfico

En los albores de la era Internet, cuando nos conectábamos con módem mediante Dial-Up (es una especie de llamada de datos, que hacía unos ruiditos muy raros y molestos al conectar), las limitaciones de Internet eran básicamente debidas a la propia tecnologia de acceso. No se daban problemas de congestión debido a cómo se trataban los datos y por lo tanto la Gestión de Tráfico no se hacía necesaria. Cuando aparecieron las primeras conexiones de banda ancha como el ADSL la cosa empezó a animarse un poco, y comenzaron a surgir novedosas aplicaciones y servicios en Internet. 

Hasta aquel momento Internet se basaba en un modelo cliente-servidor, lo cual quiere decir que los datos se descargaban mayormente desde la red hacia el usuario, tanto es así que en la tecnología xDSL se diseñaron los enlaces para tal fin: un pequeño enlace de subida (Uplink, UL) y uno mucho mayor de bajada (Downlink, DL). Pero apareció el P2P (peer-to-peer) a principios del milenio para cambiar un poco las cosas (una aplicación que tuvo mucho éxito fue Napster, el servicio para compartición-descarga de música). No se pretende explicar qué es el P2P en este post (ver "El tráfico P2P"), pero tan sólo comentar que es un tipo de red en la que la fuente de la información son los propios usuarios, y que en el caso más extremo está completamente descentralizado (sin servidores). Esto implicaba que los usuarios podían compartir datos en Internet, pero el diseño que se había hecho en las redes tipo cliente-servidor no la preparaba para este tráfico que a parte de utilizar mas DL también exigía más UL, siendo este último más crítico. 

Así, los ISPs comenzaron a experimentar problemas de congestión y algunos comenzaron a aplicar la Gestión de Tráfico, algo que hasta aquel entonces no se había hecho. Por abuso de lenguaje, con Gestión de Tráfico nos referimos a las técnicas que no tratan por igual a todos los paquetes, porqué Gestión de Tráfico cómo tal es cualquier estrategia que se siga para transferir datos. Esta técnica consiste en detectar que tipo de información contienen los paquetes IP y según lo que contenga darle mas o menos prioridad, retardarlo o incluso eliminarlo. Para saber que tipo de infromación lleva el paquete, en aquel entonces, se hacía una inpección "suave" de paquetes (SPI, Stateful/Shallow Packet Inspection), que consiste en identificar el 5-tuple (dir. IP origen, dir. IP destino, puerto origen, puerto destino, protocolo). Este tipo de análisis es el que suelen realizar los firewall y consiste en aplicar unas reglas de tratamiento de paquetes según unas listas de acciones permitidas. Si un paquete se quiere colar por un puerto que no esté definido para ello, o si el protocolo no esta permitido, por ejemplo, el paquete es descartado o retardado.

Además de otros que se han ido dando sin llegar a ser muy extremos, es conocido el caso Comcast que se dio en 2007 en EEUU debido a que esta compañía prestadora de acceso por cable fue procesada por aplicar Gestión de Tráfico en su tráfico P2P (ver "FCC vs. Comcast").

Por aquel entonces Internet ya formaba parte de nuestras vidas, y ya comenzaban a circular grandes contenidos multimedia por la red. Esta situación nos ha devuelto al modelo cliente-servidor (el vídeo - 26% del tráfico de Internet - ha superado al tráfico P2P - 24% del tráfico de Internet - por primera vez en 10 años, según Cisco), pero el problema sigue latente ya que se demanda mucha capacidad para este tipo de servicios. El problema se acentúa en los accesos móviles debido las limitaciones físicas que se dan en este medio.

La capacidad de burlar los sistemas de detección SPI ha llevado a muchos fabricantes a implementar sistemas capaces de realizar "Deep Packet Inspection (DPI)" y análisis heurístico (de comportamiento). Esto supone una forma nueva de Gestión de Tráfico ya que con estas tecnologías el contenido de nuestros paquetes puede ser investigado exhaustivamente sin que apenas se note en la calidad de la comunicación. Por otro lado, cabe decir también que gracias a esta herramienta se pueden detectar ataques o malware.

Lo cierto es que una buena Gestión de Tráfico puede ser beneficiosa para un gran conjunto de usuarios ya que no todas las aplicaciones que corren sobre Internet exigen el mismo ancho de banda, latencia o jitter (ver "Ancho de banda, latencia y jitter") y también puede hacer que se brinde una cierta QoE (Quality of Experience). No obstante, este tipo de prácticas abren también la puerta a ciertas conductas por parte de los ISPs que pueden considerarse anticompetitivas, discriminatorias e injustificadas. El problema al que se enfrentan las entidades regulatorias es precisamente determinar cual es el nivel de Gestión que se puede aceptar, si es que se debe aceptar, y bajo que condiciones (ver "Uso razonable de Gestión de Tráfico"). En próximos posts veremos las medidas que se han tomado en algunos países y algunas acciones que han tomado ISPs en contra de la Neutralidad de Red.

La Neutralidad de Red

En lo que va de blog se han visto algunos matices tecnológicos sobre "Qué es Internet?" y sobre "Cómo funciona Internet?", además se han introducido los algunos aspectos económicos en los posts el "Mercado bilateral en Internet" y el "El modelo económico de Internet". Con ello, a parte de lo que haya podido aportar a aquellos que no estuvieran puestos en el tema, se ha querido sentar la base sobre el tema del cual va a tratar fundamentalmente este blog: La Neutralidad de Red.

El debate se inició a mitad de década pasada, y se atribuye su definición a Tim Wu, profesor de la Columbia Law School y que aplicó este nombre retomando un concepto de las antiguas redes telegráficas, en las que no se podía controlar el contenido que se transportaba. El debate se puede considerar que se inició cuando la FCC (entidad reguladora de las comunicaciones electrónicas en EEUU) suprimió una ley que impedía a las compañías controlar el contenido que circulaba por sus redes.

Pero vayamos por partes. La gran penetración y éxito de Internet han elevado de forma abismal el consumo de datos, debido sobre todo al creciente uso de servicios multimedia que demandan un ancho de banda elevado para su correcto funcionamiento. Según un estudio de Cisco, el tráfico ha crecido 8x en los últimos cinco años, y se prevé que crezca 4x en los próximos cinco. Esto ha provocado o acabará provocando una saturación en las redes (sobre todo en los accesos) que ha iniciado una serie de debates sobre quién debe invertir en Internet o cómo se puede solucionar esta situación. El modelo surgido en los últimos años lleva a una situación en la que los operadores e ISPs se ven casi en la obligación de dar más capacidad a los usuarios o bien de gestionar los servicios de algún modo, para así brindar una buena QoE (Quality of Experience) a sus clientes.

La Neutralidad de Red (en realidad se debería decir la Neutralidad de Internet) es el principio por el cual todos los paquetes IP de Internet se deben tratar por igual, sin distinción de ningún tipo. De hecho, según el principio end-to-end sobre el diseño de Internet se afirma que la inteligencia de la red debe estar en los bordes, por lo que un análisis más allá del L3-L4 en un paquete o flujo de paquetes IP va en contra de dicho principio. Los nodos internos de Internet, según este principio, deberían direccionar los paquetes sin cuestionarse nada más que hacia donde debe enviarlos. Así, si se tratan los paquetes de forma distinta (se da más prioridad a uno que lleva tráfico HTTP frente a uno que lleva P2P, por ejemplo) es porqué se está empleando un análsisi profundo de los paquetes ya que dicha información está en la capa L7 y L7+. Este análisis es conocido como "Deep Packet Inspection (DPI)", y dará bastante que hablar en posteriores posts.

Lo contrario a la Neutralidad de Red es emplear la Gestión del Tráfico, que se suele hacer previa inspección DPI y que atenta, según su detractores, en contra de la privacidad de los usuarios. El caso es que en determinadas situaciones y condiciones (zonas geográficas, horas puntas, etc.) la gestión del tráfico puede resultar beneficiosa para la gran mayoría de usuarios finales. Entonces, si se acepta como una medida positiva, ¿dónde se deben poner los límites de que políticas de gestión son aceptables o no? De esto hablaré en mi próximo post: "La Gestión de Tráfico".

No hace falta decir quien se posiciona a cada lado del debate. Operadores e ISPs reclaman un modelo en el que los proveedores de servicios y contenidos paguen por emplear las redes en las que sustentan su negocio. Estos alegan que Internet es lo que es gracias a que todo aquel que lo desee puede utilizarlo para cualquier fin sin pagar por ello (salvo por el acceso) y que esto estimula una creatividad e innovación que está cambiado nuestros modos de vida y nuestra economía. Además de estos dos agentes, hay que añadir y tener en cuenta el papel de las entidades reguladoras, que en general se posicionan a favor de una Neutralidad de Red "a medias", tema del que se hablará en profundidad en posteriores posts.

Llegados a un extremo, podríamos imaginar un Internet en el que no hubiese ningún tipo de control del tráfico que circula por las redes, lo cual probablemente perjudicaría a la mayoría de usuarios en beneficio de unos pocos. El otro extremo sería aquel en el que tuviéramos una gama de tarifas por usos, por ejemplo:

1. Tarifa bronce:  (20€) ->  HTTP + Streaming
2. Tarifa plata:     (35€) ->  HTTP + Streaming+ P2P + VoIP 
3. Tarifa oro:       (50€) ->  HTTP + Streaming+ P2P + VoIP + VoD

Si las aguas llegaran a este cauce, lo que sí que se podría exigir es una cierta QoS (Quality of Service)  en los servicios por los que se está pagando de forma extra. Estaríais de acuerdo con este formato para contratar Internet?



HTTP : Navegación Web
Streaming: Youtube, Spotify, etc.
P2P (peer-to-peer): Compartición archivos como BitTorrent, Gnutella, etc (ver "El tráfico P2P")
VoIP (Voice over IP): Skype, Viber, etc.
VoD (Video on Demand): Netflix, etc.