Redes

Las redes se han convertido en una parte fundamental de los actuales sistemas de información. Constituyen el pilar en el uso compartido de la información en empresas así como en grupos gubernamentales y científicos

Esta información puede adoptar distintas formas, sea como documentos, datos a ser procesados por otro ordenador, ficheros enviados a colegas, e incluso formas más exóticas de datos

Historia

La mayoría de estas redes se instalaron a finales de los años 60 y 70, cuando el diseño de redes se consideraba como la piedra filosofal de la investigación informática y la tecnología punta. Dio lugar a numerosos modelos de redes como la tecnología de conmutación de paquetes, redes de área local con detección de colisión (LAN), redes jerárquicas en empresas, y muchas otras de elevada calidad

Desde comienzos de los años 70, otro aspecto de la tecnología de redes cobró importancia: el modelo de pila de protocolo, que permite la interoperabilidad entre aplicaciones. Toda una gama de arquitecturas fue propuesta e implementada por diversos equipos de investigación y fabricantes de ordenadores

El resultado de todos estos conocimientos tan prácticos es que hoy en día cualquier grupo de usuarios puede hallar una red física y una arquitectura adecuada a sus necesidades específicas, desde líneas asíncronas de bajo coste, sin otro método de recuperación de errores que una función de paridad bit a bit, pasando por funciones completas de redes de área extensa (WAN, pública o privada) con protocolos fiables como redes públicas de conmutación de paquetes o redes privadas SNA, hasta las redes de área local, de alta velocidad pero distancia limitada

El lado negativo de esta explosión de la información es la penosa situación que se produce cuando un grupo de usuarios desea extender su sistema informático a otro grupo de usuarios, que resulta que tiene una tecnología y unos protocolos de red diferentes. En consecuencia, aunque pudieran ponerse de acuerdo en el tipo de tecnología de red para conectar físicamente sus instalaciones, las aplicaciones (como por ejemplo sistemas de correo) serían aún incapaces de comunicarse entre sí debido a los diferentes protocolos

Se tomó conciencia de esta situación bastante temprano (a comienzo de los años 70), gracias a un grupo de investigadores en los Estados Unidos, que fueron artífices de un nuevo paradigma: la interconexión de redes. Otras organizaciones oficiales se implicaron en la interconexión de redes, tales como ITU-T e ISO. Todas trataban de definir un conjunto de protocolos, distribuidos en un conjunto bien definido de capas, de modo que las aplicaciones pudieran comunicarse entre sí, con independencia de la tecnología de red subyacente y del sistema operativo sobre el que se ejecutaba cada aplicación

Interred

Los diseñadores originales de la pila de protocolos ARPANET, subvencionados por DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) introdujeron conceptos fundamentales tales como la estructura de capas y el de virtualidad en el mundo de las redes, bastante antes de que se interesase ISO

El organismo oficial de esos investigadores fue el grupo de trabajo en red (Network Working Group) llamado ARPANET, que tuvo su última reunión general en octubre de 1971. DARPA ha continuado su investigación en busca de una pila de protocolos de red, desde el protocolo host-a-host NCP (Network Control Program) a la pila de protocolos TCP-IP, que adoptó la forma que tiene en la actualidad a partir de 1978

En esa época, DARPA era un organismo famoso por ser pionero en la conmutación de paquetes a través de redes de radio y canales de satélite. La primera implementación real de Internet se produjo en 1980, cuando DARPA comenzó a convertir las máquinas de su red de trabajo (ARPANET) a los nuevos protocolos de TCP-IP. En 1983 la transición fue completa y DARPA exigió que todos los ordenadores que quisieran conectarse a ARPANET usaran TCP-IP

DARPA contrató además a Bolt, Beranek, y Newman (BNN) para desarrollar una implementación de los protocolos TCP-IP para el UNIX de Berkeley sobre el VAX y dotaron a la Universidad de California en Berkeley para que distribuyese ese código de modo gratuito con su sistema operativo UNIX. El primer lanzamiento de la distribución del sistema de Berkeley que incluyó el protocolo TCP-IP estuvo disponible en 1983 (BSD 4.2)

Desde ese momento, TCP-IP se ha difundido rápidamente entre universidades y centros de investigación y se ha convertido en el estándar de subsistemas de comunicación basados en UNIX. El segundo lanzamiento(BSD 4.3) se distribuyó en 1986, que es actualizado en 1988 (BSD 4.3 Tahoe) y en 1990 (BSD 4.3 Reno). BSD 4.4 fue distribuido en 1993. Debido a limitaciones de fondos, el BSD 4.4 será la última distribución que hará el grupo de investigación de sistemas informáticos (Computer Systems Research Group) de la Universidad de California en Berkeley

A medida que TCP-IP se extendía rápidamente, nuevas WANs se fueron creando y uniendo a ARPANET en los Estados Unidos. Por otro lado, redes de otros tipos, no necesariamente basadas en TCP-IP, se añadieron al conjunto de redes interconectadas. El resultado fue lo que hoy se conoce como Internet

Internet

La palabra Internet es simplemente una contracción de la frase red interconectada. Sin embargo, escrita con mayúscula hace referencia a un conjunto mundial de redes interconectadas, de tal forma que Internet es una red interconectada, aunque no a la inversa. A Internet se le llama a veces Interred conectada (connected Internet)

Internet está constituida por los siguientes grupos de redes:

• Troncales
  Grandes redes que existen principalmente para interconectar otras redes. Actualmente las redes troncales son NSFNET en US, EBONE en Europa y las grandes redes troncales comerciales
  Redes regionales que conectan, por ejemplo, universidades y colegios
• Redes comerciales
  Suministran acceso a troncales y suscriptores, y redes en propiedad de organizaciones comerciales para uso interno que también tienen conexión con Internet
• Redes locales
  Como por ejemplo, redes a nivel de campus universitario

En muchos casos, particularmente en redes de tipo comercial, militar y gubernamental, el tráfico entre estas y el resto de Internet está restringido (mediante el uso de firewalls)

Para saber si estamos conectados a Internet se comprueba haciendo un ping al host destino. Ping es un programa usado para determinar si un host de una red es alcanzable; está implementado en cualquier plataforma TCP-IP. Si la respuesta es no, entonces no estás conectado. Esta definición no implica necesariamente que uno esté totalmente aislado de Internet: muchos sistemas que fallarían en este test tienen, por ejemplo, pasarelas de correo electrónico a Internet

En años recientes Internet ha crecido en tamaño y extensión a una ritmo mayor de lo que nadie podría haber previsto. En particular, más de la mitad de los hosts conectados hoy a Internet son de carácter comercial. Esta es un área conflictiva, potencial y realmente, con los objetivos iniciales de Internet, que eran favorecer y cuidar del desarrollo de las comunicaciones abiertas entre instituciones académicas y de investigación. Sin embargo, el crecimiento continuado en el uso comercial de Internet es inevitable por lo que será útil explicar como está teniendo lugar esta evolución

Una iniciativa importante a tener en cuenta es la de AUP (Acceptable Use Policy). La primera de estas políticas se introdujo en 1992 y se aplica al uso de NSFNET. En el fondo AUP es un compromiso «para apoyar la investigación y la educación abierta». Bajo «usos inaceptables» está la prohibición de «uso para actividades lucrativas», a menos que se hallen incluidas en el Principio General o como un uso específico aceptable. Sin embargo, a pesar de estas instancias aparentemente restrictivas, NSFNET se ha ido usando cada vez más para un amplio abanico de actividades, incluyendo muchas de naturaleza comercial

Aparte del AUP de NSFNET, muchas de las redes conectadas a NSFNET mantienen sus propios AUPs. Algunos de ellos son relativamente restrictivos en su tratamiento de las actividades comerciales mientras que otros son relativamente liberales. Lo importante es que los AUP tendrán que evolucionar mientras continúe el inevitable crecimiento comercial en Internet

Concentrémonos ahora en los proveedores de servicios en Internet que han desarrollado mayor actividad en la introducción de usos comerciales de Internet. Dos dignos de mencionar son PSINet y UUNET, que a finales de los años 80 comenzaron a ofrecer acceso a Internet tanto a negocios como a individuos

CERFnet, establecida en California, ofrece servicios libres de cualquier AUP. Poco después se formó una organización para unir PSINet, UUNet y CERFNet, llamada CIX (Commercial Internet Exchange). Hasta la fecha CIX tiene más de 20 miembros que conectan las redes constituyentes en un entorno libre de AUPs. Sobre el mismo momento en que surgió CIX, una compañía sin ánimo de lucro, ANS (Advance Network and Services), fue formada por IBM, MCI y Merit, Inc. Con el fin de operar conexiones troncales T1 para NSFNT. Este grupo ha permanecido activo e incrementando su presencia comercial en Internet

ANS formó también una subsidiaria orientada comercialmente denominada ANS CO+RE para proporcionar enlaces entre clientes comerciales y dominios educacionales y de investigación. ANS CO+RE suministra además acceso libre de AUPs a NSFNET al estar conectada a CIX

ARPANET

ARPANET fue construido por DARPA (llamado ARPA en esa época) a finales de los años 60 para facilitar la instalación de equipo de investigación de la tecnología de conmutación de paquetes y para permitir compartir recursos a los contratistas del Departamento de Defensa. La red interconectaba centros de investigación, algunas bases militares y emplazamientos gubernamentales. Pronto se popularizó entre los investigadores mediante la colaboración a través del correo electrónico y de otros servicios. Se desarrolló orientada a una utilidad para la investigación, usada por el DCA (Defense Communications Agency) a finales de 1975 se dividió en 1983 en MILNET, para la interconexión de localizaciones militares, y ARPANET, para la interconexión de centros de investigación. Esto fue el primer paso hacia la I mayúscula de Internet

En 1974, ARPANET estaba basada en líneas arrendadas de 56 kbps que interconectaban nodos de conmutación de paquetes (PSN) dispersados por todo US y el oeste de Europa. Eran minicomputadores que ejecutaban un protocolo conocido como 1822 (por el número del informe que lo describía) y dedicados a la tarea de conmutación de paquetes. Cada PSN tenía al menos dos conexiones con otros PSNs (para permitir encaminamiento alternativo en caso de fallo de algún circuito) y hasta 22 puertos para conexiones de ordenadores de usuarios (hosts)

Los sistemas 1822 permitían la entrega fiable y con control de flujo de un paquete al nodo de destino. Esta es la razón por la que el protocolo NCP original fue un protocolo bastante simple. Fue sustituido por los protocolos de TCP-IP, que no asumen la fiabilidad del hardware de red subyacente y pueden ser usados en redes distintas de las basadas en 1822. El 1822 no se convirtió en un estándar de la industria, por lo que posteriormente DARPA decidió reemplazar la tecnología de conmutación de paquetes del 1822 por el estándar CCITT X.25

El tráfico de datos excedió pronto la capacidad de las líneas de 56 Kbps que constituían la red, que ya no eran capaces de soportar el flujo requerido. Hoy en día ARPANET ha sido sustituido por las nuevas tecnologías troncales en el área de la investigación de Internet (NSFNET), mientras que MILNET sigue siendo la red troncal en el área militar

NSFNET

NSFNET (National Science Foundation Network), es una red de tres niveles situada en los Estados Unidos y consistente en:

• Una troncal
  Una red que conecta redes de nivel medio administradas y operadas por separado y centros de superordenadores fundados por el NSF. Esta troncal tiene además enlaces transcontinentales con otras redes como por ejemplo EBONE, la red troncal europea de IP
• Redes de nivel medio
  • Regionales
  • Basadas en una disciplina
  • Redes formadas por un consorcio de superordenadores
• Redes de campus
  Tanto académicas como comerciales, conectadas a las de nivel medio

La primera troncal

Establecida originalmente por el NSF (National Science Foundation) como una red de comunicaciones para investigadores y científicos para acceder a los superordenadores del NSF, la primera troncal de NSFNET usaba seis microordenadores DEC LSI / 11 como conmutadores de paquetes, interconectados por líneas arrendadas de 56 Kbps. Existía una interconexión primaria entre la troncal de NSFNET y ARPANET en el Carnegie Mellon, que permitía el encaminamiento de datagramas entre usuarios conectados a esas redes

La segunda troncal

La necesidad de una nueva troncal se manifestó en 1987, cuando la primera quedó sobrecargada en pocos meses (el crecimiento estimado en ese momento fue de un 100% anual). El NSF y MERIT, Inc., un consorcio de redes de ordenadores de ocho universidades estatales de Michigan, acordaron desarrollar y gestionar una nueva troncal de alta velocidad con mayores capacidades de transmisión y de conmutación

Para gestionarla definieron el IS (Information Services) que está compuesto por el Centro de Información y el Grupo de Soporte Técnico. El Centro de Información es responsable de distribuir información, la gestión de recursos informativos y la comunicación electrónica. El grupo de soporte técnico proporciona apoyo técnico directamente sobre el campo de trabajo. El propósito de esto es suministrar un sistema integrado de información con interfaces fáciles de usar y administrar, accesible desde cualquier punto de la red y apoyado por toda una serie de servicios de formación

MERIT y NSF dirigieron este proyecto con IBM y MCI. IBM proporcionó el software, equipo para la conmutación de paquetes y la gestión de redes, mientras que MCI aportó la infraestructura para el transporte a largas distancias

Instalada en 1988, la nueva red usaba inicialmente circuitos arrendados de 448 Kbps para interconectar 13 sistemas nodales de conmutación (NSS) suministrados por IBM. Cada NSS estaba compuesto de nueve sistemas RT de IBM (que usaban una versión IBM del BSD 4.3) conectados a través de dos redes en anillo de IBM (por redundancia). En cada una de las 13 localizaciones se instaló un IDNX (Integrated Digital Network Exchange) de IBM, para permitir:

• Encaminamiento dinámico alternativo
• Reserva dinámica de ancho de banda

La tercera troncal

En 1989, la topología de los circuitos de NSFNET fue reconfigurada después de haber medido el tráfico y la velocidad de las líneas arrendadas se incrementó a T1 (1.544 Mbps) usando principalmente fibra óptica

Debido a la necesidad constantemente creciente de mejoras en la conmutación de paquetes y en la transmisión, se añadieron tres NSSs a la troncal y se actualizó la velocidad de las conexiones. La migración de NFSNET de T1 a T3 (45 Mbps) se completo a finales de 1992. Advanced Network & Services, Inc. (compañía fundada por IBM, MCI, Merit, Inc.) es en la actualidad el organismo proveedor y gestor de NSFNET

EBONE

EBONE (Pan-European Multi-Protocol Backbone) juega en el tráfico de Internet en Europa el mismo papel que NSFNET en US. EBONE tiene conexiones a nivel de kilobit y megabit entre cinco grandes centros

CREN

Completado en octubre de 1989, el organismo fusionador de las dos famosas redes CSNET (Computer Science Network) y BITNET (Because It’s Time Network) formó el CREN (Corporation for Research and Educational Networking). CREN abarca la familia de servicios históricas de CSNET y BITNET para proporcionar una rica variedad de opciones en la conexión de redes:

• PhoneNet
  Es el servicio original de red de CSNET y proporciona servicio de correo electrónico store-and-forward usando líneas telefónicas de marcaje (1200 / 2400 bps). Permite a los usuarios intercambiar mensajes con otros miembros del CREN y de otras grandes redes de correo, incluyendo a NSFNET, MILNET, etc
• X.25 Net
  Es un red de CSNET conectada a Internet que suministra un servicio completo, usa protocolo TCP-IP sobre X.25. Es habitual que los miembros internacionales se conecten a CSNET, ya que pueden usar su red pública de datos (Public Data Network) X.25 para alcanzar a Telnet en US. Aporta transferencia de ficheros, telnet, así como servicio inmediato de correo electrónico entre host de X.25 Net
• IP de marcaje
  Es una implementación de SLIP (Serial Line IP) que permite que los sitios que usan la red telefónica conmutada (9600 bps) envíen paquetes IP, por medio de un servidor central, a Internet. Los usuarios de este método tienen los mismos servicios que en X.25 Net
• Línea IP arrendada
  Usada por muchos miembros del CREN para conectarse a CREN. Soporta una serie de velocidades de enlace hasta tasas T1
• RSCS / NJE sobre BISYNC
  Tradicionalmente funciona sobre líneas arrendadas a 9600 bps y proporciona servicio de mensajes interactivos, transferencias de ficheros no solicitadas y correo electrónico
• RSCS sobre IP
  Permite a los hub del servicio BITNET relajar las líneas dedicadas de RSCS BYSYNC en favor de una ruta IP, si existe

CYPRESS

CYPRESS es una red sobre líneas arrendadas que permite tener un sistema de conmutación de paquetes de bajo coste e independiente del protocolo, usado principalmente para interconectar sitios pequeños a redes de Internet sobre TCP-IP. Establecido en origen como parte de un proyecto de investigación conjunto con CSNET, ahora es independiente de CSNET

No hay restricciones sobre su uso, aparte de las impuestas por otras redes. De este modo el tráfico comercial puede pasar entre dos sitios industriales a través de CYPRESS. Los sitios industriales no pueden pasar tráfico comercial sobre Internet debido a restricciones impuestas por agencias gubernamentales que controlan las redes troncales (por ejemplo, NSFNET)

TWN

TWN (Terrestrial Wideband Network) o Red Terrestre de Banda Ancha es una WAN con el propósito de proporcionar una plataforma para la investigación con protocolos y aplicaciones en redes de alta velocidad (papel representado inicialmente por ARPANET). Este sistema incluye servicios tanto orientados a conexión como no orientados a conexión, broadcast y conferencia en tiempo real

La TWN fue construida y puesta en marcha por BNN Systems y Technologies Corporation durante la primera mitad de 1989 como parte de la fase inicial del DRI (Defense Research Internet). Su principal finalidad era transportar a lo largo y ancho del país el tráfico de datagramas asociado a proyectos subvencionados por DARPA. Estaba compuesto de pasarelas de Internet y conmutadores de paquetes WPSs (Terrestrial Wideband Network packet switches) que se comunicaban entre sí usando el HAP (Host Access Protocol) especificado en RFC 1221

Se usó el WB-MON (Wideband Monitoring Protocol) entre los WPSs y el centro de monitorización. La troncal soportaba también un entorno de investigación para conferencia multimedia y conferencia con voz y vídeo empleando pasarelas que utilizaban un protocolo orientado a conexión en tiempo real (ST-II – Stream Protocol – RFC 1190) sobre un red no orientada a conexión

EARN (European Academic Research Network)

EARN iniciada en 1983, fue la primera y mayor red en dar servicio a instituciones académicas y de investigación en Europa, Oriente Medio y áfrica. EARN comenzó su andadura con la ayuda de IBM. Evolucionó para convertirse en una red sin ánimo de lucro y basada en tráfico no comercial que da servicio a instituciones académicas y de investigación

RARE (Réseaux Associés pour la Recerche)

RARE, fundada en 1986, es la asociación de organizaciones de redes europeas y sus usuarios. La asociación tiene 20 FNM (Full National Members; todos países europeos), numerosos ASN (Associate National Members; algunos países europeos y asiáticos), IM (International Members; por ejemplo EARN) y LM (Liason Members; por ejemplo CREN)

Soporta los principios de los sistemas abiertos tal como se definen en ISO además de un número de grupos principalmente europeos, como el EWOS (European Workshop for Open Systems) y el ETSI (European Telecommunications Standards Institute)

RIPE (Réseaux IP Européens)

RIPE coordina las redes TCP-IP para la comunidad científica en Europa. Opera bajo los auspicios de RARE. RIPE lleva funcionando desde 1989. A comienzos de los años 90 más de 60 organizaciones participaban en este trabajo. El objetivo de RIPE es asegurar la coordinación administrativa y técnica necesaria para permitir el funcionamiento de la red IP pan-Europea. RIPE no gestiona ninguna red de su propiedad. RIPE puede definirse como la actividad IP de RARE

Una de las actividades de RIPE es, mantener una base de datos de redes IP europeas, dominios DNS y sus contactos. El contenido de esta base de datos se considera de dominio público

Internet en Japón

Japón tiene muchas redes distintas. Las siguientes son algunas de las principales:

• La BITNET japonesa comenzó a funcionar en 1985. Fue fundada por la Universidad de la Ciencia de Tokyo y parte de sus miembros. Esta red conecta con CUNY (City University of New York) a través de un enlace a 56 Kbps
• N-1net es gestionada por el NACSIS (National Center for Science and Information Systems), un instituto de investigación fundado por el Ministerio de Educación de Japón. Empezó a funcionar en 1980 usando una red de conmutación de paquetes X.25. N-1net tiene una conexión de 50 Kbps con el NSF en Washington
• TISN (International Science Network) de Todai es usado por físicos y químicos. TISN tiene un enlace de 128 Kbps entre Todai y Hawaii
• WIDE (Widely Integrated Distributed Environment) es la versión japonesa de Internet. Comenzó como un proyecto de investigación en 1986. Hay dos conexiones entre WIDE y el resto de Internet. Uno, de 192 Kbps va de la Universidad de Keio en Fujisawa a la Universidad de Hawaii. El otro es un enlace secundario de 128 Kbps de Todai a Hawaii, previsto para el caso de que falle el principal