Cómo funciona Internet? (II)

En el post "Cómo funciona Internet?" se explica a grandes rasgos el proceso que siguen los datos para ser enviados y recibidos. En esta ocasión veremos algunos matices más sobre el complejo funcionamiento de Internet. Los sistemas OSI y TCP/IP (que se explicaron en "Cómo funciona Internet?") definen los procesos y características que siguen los datos en su transmisión, aunque como bien se dijo son tan sólo modelos teóricos y la realidad es algo mas compleja. Los protocolos para comunicaciones existentes se pueden contar por miles y las funciones y responsabilidades de cada protocolo varían según las características para las que se ha desarrollado, entremezclándose a menudo. En este post se citan tres puntos que pretenden dar una muestra de la complejidad de los datos que viajan por Internet.

En primer lugar hablaremos del protocolo GTP (GPRS Tunneling Protocol) y las VPNs (Virtual Private Network), que ya vimos en el post "N00ter: una aplicación que detecta si hay Gestión de Tráfico" que interconectan a través de Internet dos redes LAN, se llevan a cabo mediante mecanismos de 'tunneling'. Esta técnica es un claro ejemplo de cómo se entremezclan los protocolos. El GTP se emplea en el transporte de las redes 3G móviles y se lleva a cabo encapsulando el paquete IP original en los protocolos UDP e IP . El resultado es bastante diferente de lo que el modelo OSI o TCP/IP, ya que en la pila de protocolos aparecen dos veces la capa IP y también dos veces la capa de L4 (TCP y UDP). El funcionamiento de VPN es algo mas complejo aunque el principio es similar.

Por otro lado, resulta interesante ver cómo las aplicaciones emplean los protocolos y como generan conexiones. Como conexión se debe entender el flujo de paquetes que van desde una dirección IP y puerto origen a una dirección IP y puerto destino, y según un protocolo de transporte (TCP o UDP). Esto, como ya se ha dicho en anteriores ocasiones, se conoce cómo 5-tuple y es empleado en varios dispositivos de red. El caso es que no existen limitaciones para el número de conexiones que se pueden dar sobre una máquina, y este es uno de los puntos donde se hace fuerte el P2P (ver "El tráfico P2P"), junto con la "Violación de recomendaciones y normas en Internet". Lo que se hace es simple, imaginemos dos clientes que abren varias conexiones en paralelo entre ellos para lograr mayores tasas de transferencia. La matemática es simple: la apertura de diez conexiones en paralelo ofrece una conexión global con una velocidad de transferencia de diez veces mayor que su cuota justa. Si se abren cien...

Por último, es de destacar también la complejidad que se añade al usar infinidad de protocolos entremezclados. Una aplicación no tiene porqué emplear tan sólo un protocolo en concreto, y el número de protocolos existentes es muy elevado (los equipos de análisis actuales reconocen del orden de 1000). Los motivos son varios, aunque generalmente suele deberse a que muchas aplicaciones empelan código de terceros o varios servicios que requieren varios protocolos. Un ejemplo claro de este hecho es Skype, por ejemplo, que emplea protocolos de VoIP, de mensajería instantánea, de video, etc.

Holanda, pionera en Europa

Holanda ha sido el segundo país del mundo (el primero fue Chile, ver "Chile se estrena en Net Neutrality") y el primero en Europa que ha redactado una modificación de su legislación para incluir los principios de la Neutralidad de Red. En Europa el asunto se esta tratando a nivel común, habiéndose sentado unas bases en lo que se refiere a la Gestión de Tráfico y garantías de usuario, para más información leer "La Comisión Europa y el BEREC en la Net Neutrality".

En el caso concreto de Holanda, cómo país referente en muchas adopciones de políticas pioneras, se ha ido un poco más lejos y se han aplicado unas normas que según algunos son incluso demasiado estrictas. Así, el 22 de Junio de 2011 se aprobó por en el Parlamento y por amplia mayoría la prohibición de la diferenciación de servicios en Internet. Este hecho ha venido propiciado por las intenciones de algunos ISPs de tarificar por separado servicios cómo Skype (servicio de VoIP) o WhatsApp (mensajería a través de Internet). La medida levantó las protestas de la compañía líder en el mercado holandés, KPN, y de las divisiones de T-Mobile y Vodafone en este país.

La modificación de la Ley de Telecomunicaciones define las siguientes directivas:

1. Los proveedores de redes públicas de comunicaciones electrónicas a través de los cuales se ofrecen servicios de Internet y los proveedores de servicios de Internet, no podrán obstaculizar o retrasar los servicios o aplicaciones en Internet, excepto en la medida en que los servicios o aplicaciones se vean obstaculizados o demorados, cuando:

   a) se combata la reducción de congestión, tratando por igual todo el tráfico;

   b) por motivos de integridad y seguridad de la red, proveedor de servicios o usuario final;

   c) se transmitan comunicaciones no consentidas por un usuario, siempre que el usuario final antes de autorización expresa, o

   d) en virtud de una disposición legal u orden judicial.

2. En caso de violación del apartado b) del apartado anterior por parte de dispositivo de usuario, el proveedor antes de tomar una medida de restricción o retraso en la comunicación, deberá informar al usuario y darle la posibilidad de detener dicha infracción.  

3. Los proveedores de servicios de acceso a Internet no deben modificar el precio de las tarifas de acceso a Internet dependiendo de los servicios o aplicaciones que sean ofrecidos o utilizados.

4. En virtud de Orden del Consejo se podrán establecer normas específicas en relación con lo dispuesto en el párrafo primero y tercero. 

5. En virtud de una orden administrativa para prevenir la degradación del servicio y la obstaculización o ralentización del tráfico en las redes de comunicaciones electrónicas públicas se deben detallar los requisitos mínimos para la calidad de las comunicaciones electrónicas públicas por parte de los proveedores de redes públicas de comunicaciones electrónicas. 

Se puede extraer de la misma propuesta de Ley varios aspectos relevantes. Se afirma que “los proveedores de servicios de Internet tenderán cada vez más a tomar medidas para bloquear o retrasar Internet, ya sea por iniciativa propia o bajo la presión de terceros, a menos que esté prohibido.”   Bajo esta argumentación, “la enmienda tiene por objeto facilitar la elección y la libertad de expresión en Internet para los usuarios finales.  Internet no está destinado a la reserva de ancho de banda para servicios basados ​​en IP ni a la prohibición de ningún servicio o aplicación en Internet. ” Cómo se puede observar, se prohíbe la diferenciación de servicios que reserven ancho de banda, lo que cierra la puerta a servicios del tipo Triple Play (telefonía + acceso a Internet + TVIP - televisión por IP - ).

Es importante resaltar también que “los proveedores en conformidad con este artículo están autorizados para ofrecer distintos servicios a través de Internet. Esto permite al proveedor ofrecer una suscripción separada para llamadas VoIP móviles en lugar del servicio de telefonía móvil regular (por ejemplo, suscripción de teléfono VoIP móvil).” De este último apartado debemos entender que si que se podrá diferenciar en tráfico IP siempre que este no sea de Internet, esto es porqué LTE (el estándar para 4G, ver "LTE, 4G y tratamiento de QoS") gestionará todos los servicios, voz incluida, mediante el protocolo IP.

Veremos cómo se lleva a cabo la aplicación de estas nuevas medidas y cómo evoluciona el tema en el resto de países europeos, dónde si bien han habido ciertos signos de interés por sentar unas bases mediante directrices y recomendaciones, todavía no se han llevado propuestas a voto.

El tráfico P2P

Se ha comentado brevemente que el tráfico P2P (peer-to-peer) ha sido y sigue siendo uno de los tipos de datos más conflictivos de Internet, veamos de que se trata. El tráfico P2P actualmente representa cerca de un 23% del tráfico de Internet, se lleva a cabo entre usuarios y en según que tipo de protocolo P2P esta totalmente descentralizado (en algunos otros si que se apoya algún servidor). A diferencia del modelo cliente-servidor dónde toda comunicación pasa por un punto centralizado (generalmente el proveedor de servicios o contenidos), en P2P el usuario es a la vez consumidor y proveedor. Recomiendo la lectura del post "La Gestión de Tráfico" dónde se habla de cómo este tipo de tráfico fue uno de los principales causantes de iniciar el debate de la Net Neutrality.

En P2P el ancho de banda disponible es la contribución de los anchos de banda de los diferentes usuarios. Esto implica que la computadora de un usuario realmente se comporta cómo un nodo de red más pudiendo actuar como cliente y servidor a la vez. Debido a la persecución contra los protocolos de P2P por parte de algunos ISPs o sistemas de seguridad de usuario ha llevado a sus diseñadores a tener que configurar protocolos muy complejos, con técnicas como tener un sistema dinámico de puertos o incluso cifrando el tráfico para no ser detectados. De aquí nace el análisis heurístico (ver "Análisis heurístico") que intenta detectar tráfico P2P a través de los patrones de la comunicación, ya que mediante DPI le es imposible determinarlo debido a las técnicas. Para una mejor comprensión de cómo actúa el tráfico P2P, leer el post "Cómo funciona Internet? (II)".

Sobre este tipo de estructura se han desarrollado diferentes tipos de aplicaciones que intentan aprovechar un modelo de red descentralizado que bien empelado ofrece una robustez y flexibilidad que no se da en el modelo cliente-servidor. Aplicaciones bien conocidas de intercambio de ficheros sobre P2P incluyen: eDonkey, BitTorrent, Ares o Napster. A estas se debe añadir Skype, el conocido servicio de VoIP y que también trabaja sobre P2P .

Los principales motivos que emplean los detractores de este tipo de red se fundamentan básicamente en que:

• la carga de tráfico suele ser elevada y constante, llevando a problemas de congestión

• los archivos que se comparten suelen violar derechos de copyright

En el asunto que nos ocupa el primer punto es el que causa problemas a los ISPs. El tipo de consumo que suele darse en P2P genera grandes volúmenes de tráfico que además suele ser constante. El hecho de que sean los propios usuarios los que generan tráfico hace que el enlace de subida UL (uplink) transporte mucha mas información que en el modelo cliente-servidor. El consumo de P2P se ve limitado por gran parte de las tecnologías de acceso ya que estas contienen al tráfico P2P gracias precisamente a que el ancho de banda de subida suele ser bastante menor que el de bajada, haciendo un cuello de botella. Los ISPs que mas congestión experimentan debido al P2P son los que tienen una enlace UL de gran capacidad (cosa que no suele suceder).