Arquitectura de la red

Sesión impartida por: Jordi Domingo

Organización de la red

Internet se caracteriza por estar completamente descentralizado, formado por redes autónomas que se interconectan siguiendo una serie de normas y protocolos. No obstante, esto no quiere decir que no tenga que haber alguien que establezca unas normas básicas. La entidad que pone estas pautas básicas es IANA. IANA se encarga principalmente de 3 actividades: regular los nombres de los dominios, gestionar las direcciones IP y establecer los números de protocolo. IANA tiene una estructura jerárquica. En la raíz tenemos a IANA, por debajo en el segundo nivel quedan los Regional Internet Registry (RIR), en el tercer nivel los National Internet Registry y en el último nivel los Local Internet Registry.

A grandes rasgos la estructura de Internet la podemos ver como una serie de sistemas autónomos que se organizan en forma de árbol. Cuando queremos comunicarnos con otro sistema autónomo tenemos que, o bien, subir hasta la raíz para luego descender hasta llegar al sistema autónomo deseado, o bien, si existe una conexión directa (peering) vamos a través de ella saltándonos toda la jerarquía. Existen tres tipos básicos de relaciones entre sistemas autónomos: transit (un sistema autónomo paga al sistema autónomo de nivel superior para que su tráfico pueda cruzarlo), peer (interconectamos sistemas autónomos para intercambiar tráfico gratuitamente) y customer (paga por tener acceso a Internet). Los diferentes niveles en los que se encuentran los sistemas autónomos dentro de esta jerarquía se denominan Tier. Así, el Tier 1 es la raíz. En el Tier 1 el número de sistemas autónomos es muy reducido y todos están interconectados con todos. En un principio, todo el tráfico de Internet debería pasar por estos sistemas autónomos del Tier 1, sin embargo, los puntos neutros o de peering (ISPs) desvían el flujo de tránsito normal para hacerlo más directo. Es evidente, que esto supone una mejora en la eficiencia y los costes.

Arquitectura de la red

La arquitectura de la red se puede ver como un conjunto de principios de diseño de alto nivel. Estos principios son los siguientes:

• Simplicidad: la complejidad debe recaer sobre los extremos. La red solo debe ser capaz de transmitir de la forma más sencilla posible.
• Mínimo común múltiplo: se refiere a IP, por encima del cual en la capa de transporte podemos tener protocolos que garanticen o no la fiabilidad.
• Direcciones de longitud fija
• Aplicar las direcciones a los interfaces de red

Si observamos como ha ido evolucionando Internet nos daremos cuenta que ha habido un cambio en la forma de hacer. En los inicios, años 80 y 90, los protocolos se diseñaban a base de prueba y error. Actualmente, la red ha adquirido tal importancia que este modo de hacer no se aplica por temor de sus consecuencias. Esto conlleva que nos encontremos en una situación donde se estudia y analiza IP, TCP y BGP pero no se modifican.

Hoy en día, la arquitectura de la red está cuestionada. Han aparecido algunos elementos como los NAT, firewalls y demás que no respetan los principios básicos. Además, la interacción entre ellos provoca algunas veces comportamientos indeseados. Son muchos los problemas que tiene la red: seguridad, fragilidad, fiabilidad, falta de soporte a terminales móviles, transmisión multimedia, falta de adaptación a grandes flujos, calidad de servicio, escalabilidad y falta de un modelo económico. Muchos de estos problemas han surgido debido a nuevas necesidades. Por ejemplo, la red se diseño siguiendo el criterio de Best effort, y no buscando la calidad de servicio que hoy se quiere.

Nuevas tendencias en la arquitectura de la red

Hemos visto como la red sufre de muchos problemas. Para paliarlos, se está investigando y proponiendo nuevos modelos. No obstante, hay dos tendencias muy diferenciadas. Por un lado, tenemos a los que abogan por mejorar la red de forma incremental, lo que supone un contrasentido con el no cambio de IP, TCP y BGP. Por otro lado, tenemos a los que creen que se debe rediseñar la red desde cero, volver a empezar. En cualquier caso, todos parten de unos requerimientos que no son más que los problemas comentados anteriormente.