La arquitectura de Internet

Internet no tiene dueño ni centro. Lo que hay son miles de redes independientes que acuerdan intercambiarse tráfico. Cada una de esas redes, gestionada por una sola organización con una política de encaminamiento propia, es un sistema autónomo o AS: un operador de telecomunicaciones, una universidad, un gran proveedor de nube o una administración pública pueden serlo.

Un AS se identifica con un número único, el ASN. Los reparte IANA, que entrega bloques a los cinco registros regionales o RIR, y cada RIR los asigna en su zona: RIPE NCC en Europa, ARIN en Norteamérica, LACNIC en Latinoamérica, APNIC en Asia y AFRINIC en África. El mismo circuito es el que reparte las direcciones IP.

Dentro de un AS, el encaminamiento lo resuelve un protocolo interior o IGP, elegido libremente por su administrador. Entre sistemas autónomos distintos solo hay una opción: BGP, que es el protocolo exterior con el que dos redes se anuncian mutuamente qué destinos saben alcanzar. El detalle de cómo encaminan esos protocolos pertenece al tema de arquitectura de redes y protocolos de transporte.

Dentro del sistema autónomo, un IGP. Entre sistemas autónomos, BGP y nada más. Y el ASN que identifica a cada uno lo asigna IANA a través de los registros regionales.

Los sistemas autónomos no son iguales entre sí. Por su alcance y por su posición en la cadena de conexiones se ordenan en tres niveles, y ese orden decide quién paga a quién por transportar tráfico.

A los Tier 1 se les llama carriers de Internet, y entrar en ese club exige requisitos muy altos: presencia en varios continentes, capacidad enorme y acuerdos con todos los demás Tier 1. Un Tier 2 que quiera alcanzar a otro Tier 2 con el que no tenga acuerdo directo tiene que hacerlo a través del tránsito que le vende un Tier 1.

El Tier 3 es el que reconoce cualquier usuario: es su ISP, el que le lleva la fibra a casa o a la oficina. La cadena completa, vista desde un ordenador cualquiera, es usuario, ISP local, operador nacional y espina dorsal internacional.

Un IXP, o punto neutro, es una instalación donde muchas redes se conectan a una infraestructura común para intercambiarse tráfico directamente. Es neutro porque no pertenece a ninguno de los operadores que lo usan: en Europa suelen estar constituidos como asociaciones o cooperativas de sus propios miembros.

Lo que resuelve es un problema de dinero y de distancia. Sin punto neutro, dos operadores de la misma ciudad podrían estar mandándose el tráfico a través de un tercero al que los dos pagan tránsito, y ese tráfico podría dar un rodeo de miles de kilómetros. Conectados en el IXP, el tráfico va directo. Se gana en las tres cosas a la vez: menos latencia, más ancho de banda disponible y menos coste, porque se evita el peaje del tránsito.

Los IXP son especialmente valiosos para los operadores de nivel 2 y 3, que son los que más tránsito compran. Ejemplos conocidos son ESPANIX y CATNIX en España y DE-CIX en Alemania, uno de los mayores del mundo.

El punto neutro no es un operador ni vende conectividad: es el sitio donde los operadores se conectan entre ellos para dejar de pagar el rodeo.

Entre dos redes solo caben dos tipos de acuerdo, y la diferencia es exactamente quién factura. En el peering, o acuerdo entre iguales, las dos redes se intercambian gratis el tráfico que va de una a la otra, porque a las dos les interesa por igual. En el tránsito, una red le paga a otra para que le lleve el tráfico a cualquier destino de Internet, y no solo a los suyos.

La regla práctica es que el peering es horizontal y el tránsito es vertical: dos redes de tamaño parecido se emparejan gratis, y una red pequeña le compra tránsito a una más grande. Por eso los Tier 1 no pagan tránsito a nadie, y por eso un Tier 2 solo puede prescindir del tránsito para los destinos que alcanza por peering.

Una CDN, o red de distribución de contenido, es una malla de servidores repartidos por todo el mundo que guardan copias del contenido de sus clientes. Cuando alguien pide un vídeo, una imagen o una hoja de estilos, no se le sirve desde el servidor de origen sino desde el nodo de la CDN más cercano a él.

El efecto es doble. Por un lado, rendimiento: el contenido viaja mucho menos y llega antes. Por otro, disponibilidad: si el servidor de origen se cae o recibe una avalancha de peticiones, los nodos de la CDN siguen sirviendo la copia. De ahí que las CDN se instalen precisamente en los puntos neutros, que es donde están conectados todos los operadores de la zona.

Akamai, Cloudflare o CDNJS son ejemplos habituales. Para esta plataforma la utilidad sería la evidente: los PDF de los temas y las imágenes de las fichas se sirven desde el nodo más próximo al opositor, y el servidor solo atiende lo que de verdad cambia en cada petición.

La pregunta clásica cruza el servicio con su protocolo o con su puerto. La trampa habitual: la web no es Internet, y el correo no va por HTTP; cada servicio tiene su pila propia sobre el mismo TCP/IP.