Medios físicos de red. Fuente: Cisco.
"Si retrocedes unos cuantos cientos de años, lo que hoy consideramos como algo obvio parecería magia: poder hablar con gente a lo largo de grandes distancias, transmitir imágenes, volar, acceder vastas cantidades de datos como si fuese un oráculo. Todas estas cosas se hubiesen considerado magia unos pocos cientos de años atrás." - Elon Musk.
Medios físicos de red. Fuente: Cisco.
Cuando pensamos en Internet, muchas veces pensamos en la Web. pero esto es un error. La web e Internet no son sinónimos. Decimos "lo busqué en Internet", o "lo leí en Internet", pero sería más correcto decir "lo busqué en la Web" o "lo leí en la web". ¿Por qué? Porque la web es sólo uno de los tantos servicios que corren por Internet. Es el servicio mas popular, sí, pero no el único.
Como ejemplo de otros servicios podemos mencionar al e-mail, al DNS, al servicio de transferencia de archivos FTP o SFTP. Y estos son los protocolos de comunicaciones abiertos y standard. Hay otros protocolos de red propietarios (o sea cerrados: no sabemos cómo funcionan), como los que usan por ejemplo Whatsapp o Netflix para transmitir sus datos. Y lo sorprendente que todos estos servicios funcionan sobre la misma red física y lógica.
Cuando hablamos de red física, nos referimos, por lo general, a cables. Tal como sugiere la intuición. A continuación, una imagen de los cables submarinos que conectan Internet entre los diferentes continentes:
Fuente: http://submarinecablemap.com
Como podemos ver, el mundo está cableado por debajo de los océanos. Y también, por supuesto, hay cables que van por tierra, de ciudad en ciudad. Hay tramos de los enlaces de Internet que se hacen por ondas de radio, en forma inalámbrica. Pero la mayoría, aún se hace por cable.
Después de todo, no es magia (aunque lo parezca). Cuando hacemos click en ese video de Youtube o de Netflix, en esa canción de Spotify, ese tráfico de datos tiene que recorrer, la mayoría de las veces, varios países. En fracciones de segundo. Milisegundos, para ser exacto. Las máquinas piensan mucho más rápido que nosotros. Aunque eso de pensar quizás sea una exageración. Deciden, sí, pero en base a decisiones preestablecidas de sus programadores humanos. De cualquier manera lo hacen en milisegundos, para nosotros es instantáneo.
En cualquier caso, ese tráfico de datos --digamos que estamos viendo un video en Youtube-- tiene que ir desde nuestro dispositivo (celular, tablet, computadora, smart TV) hasta el lugar físico en donde se encuentre el servidor que contiene los datos que estamos buscando. En el caso de Youtube, irá probablemente a algún lugar en California, donde esté el centro de datos de Google que tiene ese video. Una vez que se encuentre el video en el servidor (y esto es una tarea compleja: determinar dónde buscar) se transmitirá ese video hacia nuestro dispositivo. Recorriendo probablemente, miles de kilómetros a través de la red. Y en fracciones de segundo, como dijimos antes.
Durante ese recorrido de vuelta, el tráfico atravesará aproximadamente entre 10 y 20 routers. En cada paso de vuelta, los routers (que son en realidad pequeñas computadoras especializadas en dirigir el tráfico) deciden por qué camino enviarán ese paquete de datos hasta el próximo router. Algunas personas llaman a este método ruteo de papa caliente porque cada router tratará de sacarse de encima ese paquete de datos lo más rápido posible, enviándolo al riguiente router. Como si fuese una papa caliente que pasa de mano en mano. El destino final de todos estos saltos de router en router puede ser nuestro teléfono celular o nuestra computadora.
Diagrama lógico de red. Fuente: Cisco.
Si el destino final es un celular, el último tramo del viaje (unos pocos kilómetros) no será a través de cables, sino en forma inalámbrica a través de la red de antenas de la empresa proveedora de telefonía celular. Serán señales de radio, en la frecuencia y potencia establecidas por la tecnología celular que utilice nuestro aparato.
Una vez más: por cada click, por cada pedido de acceder a nuevos datos (ya sea texto, fotos, música o video) los paquetes de datos en los que todo el tráfico de Internet se divide hace este camino ida y vuelta desde el dispositivo que estamos utilizando hasta el servidor que procesa la respuesta y envía los datos de vuelta. No hay excepciones.
Todos usamos esta red física y lógica diariamente, pero poca gente comprende realmente su funcionamiento. Saber usar redes sociales o Whatsapp no es saber cómo funciona Internet en sí. Saber usar ese tipo de aplicaciones es ser sólo un usuario, un consumidor pasivo de un producto que otros han hecho para nosotros.
Aquí estamos explicando el funcionamiento de la red en sí, la infraestructura que hace funcionar todas esas otras aplicaciones --incluyendo la web-- por encima de ella.
La gente formada técnicamente en redes (por ejemplo expertos en redes certificados como CCNA o CCENT, en academias de la empresa Cisco sí saben y entienden sobre su funcionamiento, ya que son los encargados en arreglarla cuando algo se desconfigura o deja de funcionar. Si la red física y lógica se rompe, perdemos la conexión y la magia de Internet desaparece. En ese caso, en esa hora o minutos que estemos sin conexión, seguramente en algún lugar cercano a nuestra ubicación hay técnicos estresados y trabajando contra reloj, para restaurar la conexión.
Además de lo que describimos antes, también ocurre que la velocidad del tráfico de Internet (conocida como ancho de banda) será tan rápida como el eslabón más débil (entre cada conexión entre dos routers o entre un router y la computadora que estemos usando para acceder). Si uno de los eslabones es más lento, aunque todo el tráfico durante el resto del trayecto sea muy rápido, ese eslabón lento bajará la velocidad de todo el proceso. El tramo más lento, lamentablemente, determina la velocidad de toda la conexión.
Por otro lado ¿cómo se sabe desde dónde y hacia donde tiene que ir el tráfico, en una red que tiene miles de millones de dispositivos conectados?. Cada dispositivo conectado a la red tiene una dirección IP. Esta dirección IP, cuando es del tipo dirección pública es única en todo el ámbito de Internet. Las direcciones IP que se usan actualmente son cuatro números en el rango de 0 a 255, separados por puntos. Por ejemplo: al momento de escribir este artículo, la dirección IP de Facebook era 31.13.74.35.
Nuestro teléfono celular o computadora también tiene una dirección IP. Por ejemplo, la computadora que estoy usando en este momento para escribir el artículo tiene la dirección IP 192.168.2.70.
Un problema que se suscitó hace poco es que, debido a la cantidad de dipositivos conectados a Internet, parecía que las direcciones IP disponibles estaban por acabarse. Con el esquema actual de 4 números divididos por puntos, se pueden conectar algo así como 4029 millones de dispositivos a la red global. Y aunque parezca increíble, ese número estaba por alcanzarse, o ya se alcanzó. Para eso, se diseñó un nuevo esquema de direcciones IP. El esquema actualmente en uso se llama IPv4 y el esquema nuevo que entrará en uso masivo en unos años, se llama IPv6. No desarrollaré el tema aquí para no causar más confusión, pero baste decir que la cantidad de direcciones disponibles será tan grande que se podrían conectar miles de dispositivos por cada persona viva sobre la tierra.
Decíamos entonces, que cada dispositivo en la red global, incluídos los routers ya mencionados, los servidores, etc., tiene una dirección IP. Los paquetes de datos saben su dirección de origen y destino en cada viaje. Así se organiza el tráfico de datos en Internet.
Anteriormente hicimos la distinción (conceptual) entre la red física y lógica. En realidad opera todo como un sistema integrado. Sin el software adecuado, el hardware es una pieza inerme. Por convención, podemos llamar la parte lógica de la red, a los routers con su correspondiente software y a todo lo relativo al direccionamiento IP.
Internet no es lo mismo que la web. Internet es un termino mucho más amplio que se refiere, entre otras cosas, a la gran red física y lógica cableada alrededor del mundo, junto a todos sus protocolos de comunicaciones. Cuando vemos una noticia en un diario, Facebook u otro medio similar, es más correcto conceptualmente decir (y pensar) "lo ví en la web" que "lo ví en Internet". Es importante tener en claro que, sobre esa misma infraestructura de red física y lógica, corren un montón de servicios, del cual la web es por lejos el más popular, pero no el único. Como mencionamos antes, está el e-mail, los protocolos de transferencia de archivos como FTP y SFTP, y otros protocolos propietarios de cada empresa como los que usan Skype, Whatsapp, Netflix y muchas otras.
La parte física de la red está principalmente compuesta de cables alrededor del mundo y de enlaces de radio que transmiten datos. La parte lógica está compuesta por los routers que son aparatos que dirigen todo el tráfico, y por el sistema de direccionamiento IP.
Cada aparato conectado a la red, ya sea un teléfono celular, una computadora, una tablet, un smart TV, etc. tiene siempre una dirección IP que lo identifica. Es imposible conectarse a Internet sin primero obtener una dirección IP válida.
(C) 18 de Mayo de 2018, Alejandro Moliné.
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