Atasco de Internet

Un blogger desconocido filma a su hija de tres años recitando la trama de la primera película de Star Wars. Une las mejores partes, incluido el sabio consejo: No hables con Darth Vader; él los captará y los publicará en el sitio web para compartir videos de YouTube. Siete millones de personas descargan el archivo. Un estudiante graduado de la Universidad de Minnesota con cara de niño y una voz increíblemente profunda se graba a sí mismo cantando una canción de protesta social repetitiva y aturdidora llamada Lluvia de chocolate : 23 millones de descargas. Un comediante inspirador que se describe a sí mismo filma los seis minutos rutina de baile que cierra sus presentaciones, que resume la historia de la danza popular desde Elvis hasta Eminem: 87 millones de descargas.

Star Wars: Episodio IV según un niño de tres años.

Las descargas de video están consumiendo ancho de banda a un ritmo sin precedentes. Un artículo breve de una revista puede tardar seis minutos en leerse en línea. Ver La evolución de la danza también lleva seis minutos, pero requiere que descargues 100 veces más datos. Solo The Evolution of Dance ha enviado el equivalente a 250.000 DVD de datos a través de Internet.

Esta historia fue parte de nuestro número de julio de 2008

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Y YouTube es solo la punta del iceberg. Aficionados de Perdió o La oficina puede ver episodios perdidos en los sitios web de la red. Netflix ahora transmite videos a sus suscriptores a través de Internet, y tanto Amazon como la tienda de música iTunes de Apple venden películas y episodios de programas de televisión en línea. Las redes de intercambio de archivos de igual a igual han pasado de transferir canciones de cuatro minutos a Sopranos episodios. Y todos estos videos son de mayor calidad y, por lo tanto, requieren más ancho de banda que los de YouTube.

En noviembre pasado, una empresa de investigación de TI llamada Nemertes ocupó los titulares al informar que el tráfico de Internet crecía aproximadamente un 100 por ciento al año y que en los Estados Unidos, la demanda de los usuarios superaría la capacidad de la red en 2010. Andrew Odlyzko, director de Minnesota Internet Traffic Studies programa de la Universidad de Minnesota, cree que la tasa de crecimiento está más cerca del 50 por ciento. A ese ritmo, dice, las mejoras esperadas en los equipos de red estándar deberían seguir el ritmo de los aumentos de tráfico.

Pero si la tasa real de crecimiento del tráfico se encuentra en algún lugar entre las estimaciones de Nemertes y Odlyzko, o si el video de alta definición despega en línea, la congestión del tráfico en Internet podría volverse mucho más común. Y la forma en que se alivie la congestión tendrá implicaciones para los principios de apertura y libertad que han llegado a caracterizar a Internet.

¿De quién ganan los bits?
Internet se parece mucho a una autopista, pero no, contrariamente a la creencia popular, una superautopista. Es más como una carretera estatal de cuatro carriles con semáforos cada cinco millas aproximadamente. Un paquete de datos puede disparar por una fibra óptica a la velocidad de la luz, pero de vez en cuando llega a una intersección donde tiene la opción de ramificarse por otra fibra. Allí se encuentra con una caja llamada enrutador de Internet, que le indica qué camino tomar. Si el tráfico es ligero, el paquete puede atravesar la intersección sin apenas perder velocidad. Pero si demasiados paquetes llegan a la intersección al mismo tiempo, deben hacer cola y esperar a que el enrutador los haga pasar. Cuando la espera es demasiado larga, tienes congestión.

El protocolo de control de transmisión, o TCP, uno de los dos protocolos fundamentales de Internet, incluye un algoritmo para manejar la congestión. Básicamente, si un enlace de datos dado se congestiona, TCP le dice a todas las computadoras que envían paquetes a través de él que reduzcan a la mitad sus velocidades de transmisión. Luego, los remitentes vuelven a subir lentamente sus tarifas, hasta que las cosas se vuelven a congestionar. Pero si la velocidad de transmisión de su computadora se reduce constantemente a la mitad, puede terminar con mucho menos ancho de banda del que le prometieron los anuncios de su proveedor de banda ancha.

A veces eso no es un problema. Si está descargando un video para verlo más tarde, puede dejar su computadora por unas horas y no notar 10 minutos de congestión. Pero si está utilizando transmisión de audio para escuchar un juego de la Serie Mundial en vivo, cada pequeño sonido emergente o salteado puede ser exasperante. Si un enrutador pudiera decir qué tipo de tráfico es cuál, podría pasar los paquetes sensibles al retardo y retener temporalmente a los demás, y todos estarían felices.

Pero la idea de que un proveedor de servicios de Internet (ISP) pueda emitir juicios de valor sobre los paquetes que viajan a través de su red inquieta a muchas personas. Internet, como se suponía que implicaba su nombre, no es una red única. Es una red de redes, la mayoría de las cuales el usuario promedio nunca ha oído hablar. Un paquete que viaja largas distancias a menudo tiene que atravesar varias redes. Una vez que los ISP entran en el negocio de discriminar entre paquetes, ¿qué les impide dar prioridad a los paquetes de sus propios clientes, en detrimento de sus competidores? Suponga que un ISP se ha asociado con, o es propietario, de un servicio web, como un motor de búsqueda o un sitio de redes sociales. O suponga que ofrece un servicio separado, como teléfono o televisión, que compite con los servicios de Internet. Si puede tratar algunos paquetes mejor que otros, tiene los medios para obtener una ventaja injusta sobre sus propios rivales, sus socios o sus subsidiarias.

La idea de que Internet debería ser justa, que no debería elegir los favoritos entre los usuarios, los proveedores de servicios, las aplicaciones y los tipos de contenido, se conoce generalmente como neutralidad de la red. Y es un principio que ha aparecido mucho en las noticias últimamente, después de su aparente violación por parte de Comcast, el segundo ISP más grande de Estados Unidos.

El verano pasado, quedó claro que Comcast estaba ralentizando intencionalmente el tráfico de igual a igual enviado a través de su red por programas que usaban el popular protocolo de intercambio de archivos BitTorrent. La Comisión Federal de Comunicaciones acordó investigar en una serie de audiencias celebradas en las universidades de Harvard y Stanford a principios de 2008.

No fue BitTorrent Inc. quien se quejó ante la FCC, sino una empresa llamada Vuze, con sede en Palo Alto, CA, que usa el protocolo BitTorrent, perfectamente legalmente, para distribuir videos de alta definición a través de Internet. Como distribuidor de videos, Vuze compite, aunque sea de forma desigual, con Comcast. Al degradar específicamente el rendimiento del tráfico de BitTorrent, argumentó Vuze, Comcast se estaba dando una ventaja injusta sobre un rival más pequeño.

En la audiencia de Harvard, el vicepresidente ejecutivo de Comcast, David Cohen, argumentó que su compañía había actuado solo durante períodos de congestión severa y que solo había interferido con el tráfico que subían a su red computadoras que no realizaban descargas simultáneamente. Eso era una buena indicación, dijo Cohen, de que las computadoras estaban desatendidas. Al ralentizar las cargas, dijo, Comcast no perjudicaba a los usuarios ausentes y mejoraba drásticamente el rendimiento de otras aplicaciones que se ejecutaban en la red.

Cualesquiera que hayan sido las motivaciones de Comcast, su encuentro con Vuze ilustra gráficamente el conflicto entre la gestión de la congestión y el principio de neutralidad de la red. Un operador que solo está gestionando el coste de su servicio gestionando la congestión bien puede tener que reducir la cantidad de usuarios, dice Bob Briscoe, investigador jefe del Centro de Investigación de Redes de BT en Ipswich, Inglaterra. Un operador que quiera elegir a los ganadores y opte por decir que esta determinada aplicación es un perdedor también puede acelerar las mismas aplicaciones. Y es muy difícil distinguir entre los dos.

Para muchos defensores de la neutralidad de la red, la salida fácil de este dilema es que los ISP aumenten la capacidad de sus redes. Pero tienen pocos incentivos comerciales para hacerlo. ¿Por qué debería poner una mejora en mi plataforma si alguien más va a ganar dinero? dice David Clark, científico investigador senior del Laboratorio de Inteligencia Artificial y Ciencias de la Computación del MIT, quien de 1981 a 1989 fue el arquitecto principal de protocolos de Internet. Vuze vende televisión de alta definición casi sin gastos de capital, dice Clark. ¿Debería un ISP gastar millones, o miles de millones, en actualizaciones de hardware para que Vuze pueda entrar en el negocio de entregar televisión a través de mi infraestructura sin ningún costo de capital y yo no obtengo ningún ingreso de esto? Para los ISP que también ofrecen servicio de televisión, la situación es peor. Si un aumento en la capacidad de la red ayuda a servicios como Vuze a ganar participación de mercado, el desembolso de capital masivo del ISP podría reducir sus ingresos. Si el video ya no es un producto, [el ISP] puede marcar porque se entrega en paquetes, dice Clark, no tiene un modelo comercial.

Como señaló Clark en la audiencia de la FCC de Harvard, los ISP tienen la opción de sufragar los gastos de capital cobrando a los usuarios intensivos más de lo que cobran a los usuarios livianos. Pero hasta ahora, la mayoría de ellos se ha resistido a ese enfoque. Lo que se han mostrado reacios a hacer es cobrar por byte, dice Odlyzko, o tener límites en el uso, solo una cantidad determinada de gigabytes, más allá de los cuales se le aplica una tarifa punitiva. La industria está extrañamente apegada a este modelo único para todos, dice Timothy Wu, profesor de la Facultad de Derecho de Columbia, a quien generalmente se le atribuye haber acuñado el término neutralidad de la red. Han acostumbrado a la gente a un programa de precios de todo lo que pueda comer, dice Wu, y es difícil cambiar los planes de precios.

Sin embargo, en ausencia de un cambio en las estructuras de precios, los ISP que quieren tanto gestionar la congestión como mantener contentos a los reguladores están en un aprieto. ¿Puede la tecnología ayudarlos a salir de eso?

El ultimo bit
Para Bob Briscoe de BT, hablar de las injustas técnicas de gestión de la congestión de los ISP es engañoso, porque la gestión de la congestión en Internet era nunca justo. Decirle a las computadoras que reduzcan a la mitad sus velocidades de datos ante la congestión, como lo hace el protocolo TCP, es justo solo si todas esas computadoras están contribuyendo por igual a la congestión. Pero en la Internet actual, algunas aplicaciones consumen ancho de banda de manera más agresiva que otras. Si mi aplicación usa cuatro veces más ancho de banda que la suya, y ambos reducimos a la mitad nuestras velocidades de transmisión, sigo usando el doble de ancho de banda que usted inicialmente. Además, si mi gula es lo que causó la congestión en primer lugar, estás siendo penalizado por mi codicia. Idealmente, quisiéramos permitir que todos tengan la libertad de usar exactamente lo que quieran, dice Briscoe. El problema es que la congestión representa el límite a la libertad de otras personas que causa mi libertad.

Briscoe ha propuesto un esquema en el que las aplicaciones codiciosas pueden, en su mayor parte, absorber tanto ancho de banda como deseen, mientras que los usuarios de Internet livianos verán aumentar sus velocidades de descarga, incluso cuando la red está congestionada. El truco consiste simplemente en asignar a cada suscriptor de Internet una cuota mensual de paquetes de datos de alta prioridad que obtienen una porción desproporcionadamente grande de ancho de banda durante períodos de congestión. Una vez que la gente agota sus cuotas, puede seguir usando Internet; simplemente estarán a merced de las condiciones del tráfico.

Por tanto, los usuarios querrán conservar los paquetes de alta prioridad. Un navegador puede saber qué tan grande es una descarga antes de que comience, dice Briscoe, y de manera predeterminada, el navegador estaría configurado para usar los paquetes de alta prioridad solo para archivos pequeños. Sin embargo, para los usuarios expertos en tecnología que querían priorizar un archivo grande en una sola ocasión, un pequeño panel de control podría permitirles ingresar, al igual que puede ingresar y cambiar los parámetros de su pila de red si realmente lo desea.

Briscoe cree que solo conceder a los usuarios la posibilidad de establecer prioridades de tráfico por sí mismos es suficiente para aliviar las preocupaciones sobre la neutralidad de la red. Sospecho que el 95 por ciento de los clientes, si tuvieran la opción de hacerlo ellos mismos o el ISP lo haría por ellos, simplemente dirían: Oh, diablos, hazlo por mí, dice Briscoe. El punto importante es que se les preguntó. Y podrían haberlo hecho ellos mismos. Y creo que ese 5 por ciento que se queja son los que desearían que se les preguntara.

En el esquema de Briscoe, los usuarios podrían pagar más por cuotas más grandes de paquetes de alta prioridad, pero esto no equivaldría al tipo de límite de uso o tarifa punitiva que Odlyzko dice que los ISP desconfían. Todos los suscriptores de Internet obtendrían descargas ilimitadas. Algunos simplemente obtendrían un mejor servicio durante períodos de congestión.

Para determinar qué paquetes se contabilizaron en la cuota de un usuario, por supuesto, los ISP necesitarían saber cuándo la red está congestionada. Y eso resulta ser más complicado de lo que parece. Si un suscriptor de Comcast en Nueva York y un suscriptor de EarthLink en California están intercambiando datos, sus paquetes viajan a través de varias redes diferentes: Comcast, EarthLink y otras intermedias. Si hay congestión en una de esas redes, las computadoras de envío y recepción pueden saberlo, porque algunos de sus paquetes se están perdiendo. Pero si la congestión está en la red de Comcast, EarthLink no lo sabe y viceversa. Eso es un problema si los ISP son responsables de rastrear las cuotas de paquetes de sus clientes.

Briscoe propone que cuando las computadoras emisoras y receptoras reconozcan la congestión en el enlace entre ellas, se lo indiquen a sus ISP marcando sus paquetes, cambiando un solo bit de 0 a 1 . Por supuesto, los piratas informáticos podrían intentar manipular el sistema, reprogramando sus computadoras para que nieguen que se han encontrado con una congestión cuando realmente lo han hecho. Pero una computadora cuyas afirmaciones de congestión están constantemente en desacuerdo con las de los demás será fácil de descubrir. Hacer cumplir la honestidad probablemente no sea el mayor problema del esquema de Briscoe.

Lograr que todos estén de acuerdo sí lo es. Un paquete de Internet consta de una carga útil (una parte de la página web, video o llamada telefónica que se está transmitiendo) y un encabezado. El encabezado contiene las direcciones de Internet del remitente y el receptor, junto con otra información que les dice a los enrutadores y a la computadora receptora cómo manejar el paquete. Cuando los arquitectos de Internet diseñaron el protocolo de Internet (IP), le dieron al encabezado del paquete un montón de bits adicionales, para que los utilizaran servicios aún inimaginables. Todos esos bits adicionales se han dividido, excepto uno. Ese es el bit que Briscoe quiere usar.

Entre los ingenieros de redes, las ideas de Briscoe han atraído mucha atención y mucho apoyo. Pero la última parte es difícil de vender, y él lo sabe. La parte difícil de hacerlo es lograr que se acuerde que debe hacerse, dice. Porque cuando quieres cambiar la propiedad intelectual, porque la mitad del mundo ahora se está construyendo sobre la propiedad intelectual, es como discutir para cambiar, no sé, las reglas del cricket o algo así.

Algún día, Internet podría utilizar un enfoque muy parecido al de Briscoe para gestionar la congestión. Pero ese día probablemente falten años. Puede que una contracción del ancho de banda no lo sea.

Compañeros de cama extraños
La mayoría está de acuerdo en que el reciente aumento en el tráfico de Internet se debe a las descargas de videos y las transferencias de archivos de igual a igual, pero nadie está seguro de cuánta responsabilidad tiene cada uno. Los ISP conocen las distribuciones de tráfico de sus propias redes, pero no las divulgan, y es posible que la distribución de un ISP determinado no refleje la de Internet en su conjunto. Sin embargo, las descargas de videos no acaparan el ancho de banda de la forma en que lo hacen muchos programas de igual a igual. Y sabemos que el tráfico de igual a igual es el tipo al que Comcast tomó medidas drásticas.

No obstante, los ISP y las redes peer-to-peer no son antagonistas naturales. Una descarga de BitTorrent puede usar mucho ancho de banda, pero lo usa mucho más eficientemente que una descarga tradicional; por eso es tan rápido. En principio, los protocolos peer-to-peer podrían ayudar a distribuir la carga del servidor a través de una red, eliminando los cuellos de botella. El problema, dice Mung Chiang, profesor asociado de ingeniería eléctrica en la Universidad de Princeton (y miembro del TR35 del año pasado), es la ignorancia mutua que los ISP y las redes peer-to-peer han mantenido en nombre de la neutralidad de la red.

Los ISP no solo confían en el protocolo TCP para manejar la congestión. Administran activamente sus redes, identificando enlaces obstruidos y enrutando el tráfico a su alrededor. Al mismo tiempo, las computadoras que ejecutan BitTorrent buscan constantemente nuevos pares que puedan cargar datos más rápidamente y eliminan a los pares cuyas transmisiones se han vuelto lentas. El problema, según Chiang, es que las redes peer-to-peer responden a la congestión mucho más rápido que los ISP. Si un grupo de computadoras que ejecutan programas de igual a igual envían tráfico a través del mismo enlace, es posible que todas vean que sus descargas se ralentizan, por lo que buscarán nuevos compañeros. Cuando el ISP decide enrutar el enlace congestionado, es posible que el tráfico de igual a igual se haya trasladado a otra parte: el ISP ha sellado efectivamente una tubería abierta. Peor aún, su nuevo plan de enrutamiento podría terminar enviando tráfico a través de enlaces que desde entonces se han congestionado.

Pero, dice Chiang, supongamos que el operador de red le dice al distribuidor de contenido algo sobre su red: la ruta que estoy usando, la métrica que estoy usando, la forma en que actualizo mis rutas. O al revés: el distribuidor de contenido dice algo sobre la forma en que trata a los servidores o selecciona a los compañeros. Mejora la eficiencia de la red.

Un consorcio de la industria llamado P4P Working Group, dirigido por Verizon y la empresa de igual a igual de Nueva York, Pando, está explorando esa posibilidad. Verizon y Pando han probado un protocolo llamado P4P, creado por Haiyong Xie, un estudiante de doctorado en ciencias de la computación en la Universidad de Yale. Con P4P, tanto los ISP como las redes peer-to-peer suministran información abstracta sobre sus diseños de red a una computadora central, que combina la información para producir un nuevo mapa de red híbrido. Las redes peer-to-peer pueden usar el mapa para evitar cuellos de botella.

En la prueba, el sistema P4P permitió a los clientes de Verizon que usaban el servicio de cable de fibra óptica de Fios y la red de igual a igual de Pando descargar archivos de tres a siete veces más rápido de lo que podrían haberlo hecho de otra manera, dice Laird Popkin, director de tecnología de Pando . Hasta cierto punto, eso se debía a que el protocolo era mejor para encontrar pares que formaban parte de la red de Verizon, en lugar de alguna red remota.

Asustado ¿Heterosexual?
Sin embargo, cada intento técnico de derrotar la congestión eventualmente choca con el principio de neutralidad de la red. Aunque BitTorrent Inc. es un miembro central del Grupo de Trabajo P4P, su director de tecnología, Eric Klinker, sigue receloso de la idea de que las redes peer-to-peer y los ISP compartan información. Le preocupa que un protocolo como P4P pueda permitir a un ISP tergiversar la topología de su red en un intento de mantener el tráfico local, por lo que no tiene que pagar tarifas de acceso para enviar tráfico a través de otras redes.

Incluso la propuesta de David Clark de que los ISP simplemente cobren a sus clientes según el uso podría amenazar la neutralidad. Como señala Mung Chiang, un ISP que también vendiera servicios de televisión podría escalonar sus tarifas de modo que los clientes que veían mucha televisión por Internet de alta definición siempre terminaran pagando más de lo que pagarían por las suscripciones por cable. Entonces, la pregunta que se cierne sobre cada discusión sobre congestión y neutralidad es: ¿El gobierno necesita intervenir para garantizar que todos jueguen limpio?

A pesar de todas las preocupaciones de Klinker sobre P4P, BitTorrent parece haber concluido que no es así. En febrero, Klinker se había unido a representantes de Vuze y varios grupos activistas en un respaldo público a la legislación sobre neutralidad de la red propuesta por el congresista de Massachusetts Ed Markey. Sin embargo, a fines de marzo, después de las audiencias de Harvard, BitTorrent y Comcast emitieron un comunicado de prensa conjunto en el que anunciaban que colaborarían para desarrollar métodos de selección de pares que reduzcan la congestión. Comcast adoptaría un enfoque independiente del protocolo para la gestión de la congestión, dirigido solo a usuarios de gran ancho de banda, no a aplicaciones particulares, y aumentaría la cantidad de ancho de banda disponible para sus clientes para las cargas. BitTorrent, mientras tanto, acordó que estos problemas técnicos se pueden resolver a través de discusiones comerciales privadas sin la necesidad de la intervención del gobierno.

La FCC, dice Clark, hará algo, no hay duda, si la industria no resuelve el estancamiento actual. Pero, agrega, es posible que la respuesta intermedia aquí sea que la vigilancia de los reguladores impondrá una disciplina en el mercado que hará que el mercado encuentre la solución.

Esa sería una buena noticia para Chiang. A menudo, la legislación gubernamental la realizan personas que pueden no conocer la tecnología tan bien, dice, y por lo tanto tienden a ignorar algunas de las realidades y viabilidad de la tecnología.

Pero Timothy Wu cree que las regulaciones de neutralidad de la red podrían redactarse a un nivel de generalidad que no imponga restricciones que destruyan la innovación en el mercado, al tiempo que le da a la FCC libertad para castigar a los transgresores. Hay un amplio precedente, dice, de amplias prohibiciones que las agencias federales interpretan caso por caso. En el derecho laboral, tenemos una regla general que dice que no se debe discriminar, pero en realidad tenemos el hecho de que no se le permite discriminar a menos que tenga una buena razón, dice. Quizás alguien tenga que hablar árabe para ser espía. Pero decir que tienes que ser blanco para servir comida no es lo mismo.

Sin embargo, en última instancia, los problemas de Internet siempre se han resuelto mejor de forma colectiva, a lo largo de su larga historia, dice Wu. Se mantiene unido por personas razonables ... razonables y parte de una comunidad gigante. El hecho de que funcione es ridículo.

Larry Hardesty es un Revisión de tecnología Editor en jefe.

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