Agilizar el acceso a Internet

Artículo aparecido originalmente en la revista Global Communications en Diciembre de 1997

Agilizar el acceso

La explosión de Internet, en los últimos meses, está provocando más de un dolor de cabeza entre los grandes proveedores de acceso y las compañías telefónicas. El crecimiento del tráfico de la Red, de tipo exponencial, les obliga a crear y utilizar sistemas que permitan aumentar el rendimiento y la capacidad de la infraestructura general.
Muchos proveedores aumentan la capacidad de sus conexiones, instalan fibra óptica, conectan con satélites y actualizan sus equipos de encaminamiento. Pero estas medidas, no hacen sino posponer levemente el problema del funcionamiento de la Red: cada vez más usuarios, pero con la misma infraestructura básica.

Un problema de varias caras

Se estima que el tráfico de la Red se duplica cada 100 días, debido principalmente a las nuevas capacidades multimedia de gráficos, audio y vídeo. El número de usuarios llegará a 175 millones en el año 2001 y el número de páginas Web serán aproximadamente 800 millones en 1999. La situación es tan kafkiana como que si los usuarios duplican su número cada 100 días, las líneas de interconexión internacional deberían hacer lo propio en el mismo plazo de tiempo, y esto es imposible.
Las compañías telefónicas han aprovechado el fenómeno de Internet para amortizar sus antiguas inversiones en líneas submarinas, pero ahora ha llegado el momento de invertir en nuevas infraestructuras, pensando sólo en Internet, algo que cuesta mucho dinero y que no se recupera tan fácilmente con las tarifas de acceso actuales.
No se trata sólo de un problema de capacidad de líneas, también existe el problema de los equipos de encaminamiento situados en puntos estratégicos de la Red, que no han sido pensados para gestionar el tráfico actual y mucho menos el que se avecina.
Otro concepto que afecta al funcionamiento de la Red es la denominada «latencia». En pocas palabras, el tiempo que existe entre que un paquete de datos sale de su origen y llega a destino. Este tiempo aumenta a medida que más y más redes se conectan entre sí de forma anárquica, como en el caso de Internet. Los responsables del Web ESPN (NNNNNNN), especializada en deportes, por ejemplo, comentan que algunas peticiones a sus páginas tardan más de 5 segundos en llegar y pueden llegar a realizar hasta 50 saltos entre el ordenador del usuario y la página que está pidiendo.

Posibles Soluciones
A todos estos problemas existen cuatro soluciones baratas que permitirían mejorar el rendimiento de la Red, e incluso disminuir su tráfico:

Utilización de cachés. Grandes almacenes de páginas Web que se mantienen cerca del usuario, para un acceso rápido a los datos. Estos cachés, que no son más que servidores que almacenan páginas web, deben ser instalados por los proveedores de Internet o los operadores telefónicos.

Balance de carga. Distribución de las peticiones entre múltiples servidores, incluso repartidos por todo el mundo. Estos servidores son fundamentales para dar soporte a sedes Web muy visitadas y son responsabilidad de los operadores de las sedes Web.

Niveles de acceso. Una estructura de tarifas de acceso que permita asegurar que pagando un plus, mejore la navegación. Una solución que puede doler al bolsillo del usuario, aunque puede resultar en menores tiempos de espera

Gestión del tráfico. Optimización de los recursos y especialmente de los encaminadores, junto con una distribución de las comunicaciones por franjas horarias según prioridades. En este momento los operadores telefónicos están inviertiendo grandes sumas de dinero para optimizar la red, caótica desde sus inicios, por propia definición.

Cachés de red, el papel de los proveedores
Los servidores caché se sitúan entre el usuario y el servidor de destino, respondiendo a las peticiones del usuario, como si se tratara del servidor original. Cuando el usuario selecciona una URL, la petición se encamina primero al servidor caché. Si la página se encuentra almacenada, el usuario recibe la copia local de forma muy rápida. Si no se encuentra en el caché, el servidor envía la petición al servidor de destino, recibe la información, se la devuelve al usuario y almacena una copia para futuros usuarios.
El servidor caché se asegura de que tiene la última versión de los datos, gracias a una serie de campos que acompañan a cada página y que indican su antigüedad y tiempo de vida.
Los usuarios siempre pueden saltarse el caché, si pulsan el botón de «actualizar» o «volver a cargar» de su navegador.
Los sistemas de caché inteligente se mantienen actualizados gracias a la actividad de los propios usuarios. Todos los contenidos (textos, imágenes y archivos multimedia de las páginas Web) pueden ser guardados en caché.
El caché minimiza también los costes de almacenamiento, ya que sólo almacena las páginas más requeridas por los usuarios. Dependiendo de la distribución del tráfico y la escalabilidad del caché, se puede eliminar hasta el 80% de las páginas de la red de transmisión. Como ejemplo de esta solución, podemos pensar en las páginas de inicio de todos los navegadores, que se cargan al arrancar sin que los usuarios las cambien.

Otra de las aportaciones de los cachés de Red es la solución a las ráfagas de una misma petición en momentos ante acontecimientos importantes. Casos como el bloqueo del Web del ministerio de Educación ante los resultados de las pruebas de selectividad, el de las elecciones la noche de los comicios o las sedes que ofrecían información de las cotizaciones y el estado del mercado el pasado 27 de octubre cuando se produjo una caída del mercado de valores, pueden ser solventados a través de este sistema. Al tratarse de un tráfico de datos bastante predecible, la mayoría redundantes, debido a que la mayoría de los usuarios piden el mismo conjunto de páginas, los proveedores pueden almacenarlas en caché y distribuirlas así sin problemas.

Las pruebas para establecer una red de servidores caché entre los proveedores más importantes han comenzado, Inktomi y Sun Microsystems han probado con éxito un sistema desarrollado por la primera empresa que permite, con un conjunto de 16 servidores caché, dar respuesta a unos 300 millones de hits al día o su equivalente de unos 30 millones de páginas. Este tipo de configuración, con servidores caché cercanos al usuario, en batería, permite satisfacer las necesidades de los usuarios, incluso de los proveedores más grandes.

Servidores Web equilibrados, los operadores de sedes Web
Si los usuarios de Internet navegan una media de 5 páginas por sede Web, podemos imaginar el resultado de entrar una sede web y ver el mensaje «Servidor Web encontrado. Esperando respuesta…», se van con su ciberdinero a otra parte. La utilización de servidores más potentes no siempre permite dar servicio a todos los usuarios que desean conectar con la sede Web, especialmente cuando todos lo intentan en la misma franja horaria. La dependencia de un único servidor, también tiene el inconveniente de obligar a interrumpir el servicio durante las operaciones de mantenimiento rutinario. Un truco muy utilizado consiste en recurrir al servicio DNS de TCP/IP, que ofrece acceso alternado entre varios servidores, dicho de otra manera, el servidor http://www.microsoft .com, en realidad son un conjunto de servidores, que responden de forma aleatoria, según el funcionamiento del sistema de nombres de Internet. Sin embargo, este rudimentario sistema de funcionamiento se reduce a mandar los paquetes al siguiente servidor de la cadena, sin comprobar si éste está también sobrecargado. Lo que es peor, el DNS sigue disparando solicitudes incluso cuando los servidores Web se encuentran detenidos.
Existe otra opción: equilibrar las cargas entre servidores para distribuir entre múltiples máquinas las solicitudes entrantes de forma inteligente. Los programas de equilibrado de cargas, deciden, en cada momento, dónde enviar el tráfico Web y tienen en cuenta la potencia de proceso y la capacidad de los sistemas con los que trabajan antes de transmitirles solicitudes. También monitorizan las respuestas en tiempo real, desplazando la carga hacia servidores que puedan manejar mejor el tráfico para que no aparezcan cuellos de botella. Y aún más, si un servidor Web no responde, estos equilibradores de carga notifican el problema a los administradores de red y redireccionan las solicitudes a las máquinas que siguen funcionando.
Conclusión: las transacciones en línea siguen pasando a toda velocidad y los ciberclientes no se quedan sin compra y su dinero en la mano.

Niveles de acceso, el papel del usuario
Una de las razones fundamentales a la hora de elegir un proveedor de acceso a Internet para uso personal, es el coste mensual del abono de conexión. Cuanto más barato mejor. Mucha gente que elige su proveedor particular según este criterio, probablemente elegiría otro para dar acceso a los usuarios de su entorno laboral.
Es como la gente que en casa tienen un ordenador clónico y en su trabajo un ordenador de marca. Los dos están compuestos de las mismas piezas, pero no son iguales.
Para el acceso a Internet pasa lo mismo, existen diferentes tipos de proveedores e incluso el mismo proveedor pude proporcionar servicios diferentes, evidentemente a distinto precio.
Algunos proveedores comienzan a ofrecer cuentas normales y cuentas premium, diferenciando el tipo de conexión final que se utiliza en cada caso. Por ejemplo, un proveedor de nuestro país que está conectado a Internet por satélite y por linea terrestre, diferencia entre los usuarios según el tipo de abono que hayan suscrito y cada tipo de usuario navega por un canal diferente. En mi caso yo tengo contratado el servicio de acceso con tres proveedores, dos con tarifa plana y un tercero con tarifa por tiempo de conexión. Cuando el proveedor que utilizo habitualmente tiene problemas, paso a utilizar el segundo proveedor, y si este a su vez también tiene problemas paso a utilizar el acceso de mi tercer proveedor que me cobra por tiempo de conexión, pero que ofrece una calidad de servicio excepcional, además permitirme conectar por nodo directo en cualquier ciudad del mundo. Evidentemente todo esto tiene un coste que se debe valorar y asumir.

La gestión de la red, los proveedores y los operadores
Apagones. Caídas de la red. Redes troncales sobrecargadas. Puntos de acceso a la red insuficientes.Todo esto indica claramente que existe un problema con la gestión y el mantenimiento de la red.
Internet es un gran negocio y como tal debe ser cuidado por sus gestores, que no son otros que los grandes operadores telefónicos.

Consideremos unos cuantos hechos, respecto a los problemas que pueden afectarnos como usuarios de la red:

El nodo de intercambio que maneja al menos una tercera parte de todo el tráfico mundial de Internet, está ubicado en un aparcamiento subterráneo de la localidad de McLean, en el Estado norteamericano de Virginia. «Sólo hace falta que el conductor de un camión pise el acelerador en lugar del freno, y adiós a este punto de acceso a la red.

Otro nodo de intercambio clave, situado en uno de los puntos de conexión entre redes troncales de Internet que soporta una mayor carga de tráfico, está en una sala tan llena de routers, servidores y demás dispositivos que el aire acondicionado no puede mantener una temperatura adecuada para el funcionamiento del equipamiento. No es infrecuente ver que las ventanas del edificio están abiertas y tienen ventiladores a toda marcha para evitar que los sistemas se derritan.

Una instrucción errónea introducida durante una sesión de configuración de un router en un pequeño proveedor de servicios Internet estadounidense causó la redirección del 25 % de todo el tráfico mundial de Internet a través de una única línea de 1,544 Mbps, provocando graves fallos de rendimiento en toda la Red de Redes durante dos horas.

Todos estos ejemplos de problemas en la gestión y el control de la red, no hacen más que agravar su lento fluir. Se están tomando medidas para que una buena gestión de la red pase a ser un tema prioritario de todos y que ejemplos como los anteriores no sean más que anécdotas.

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