Conexiones en Internet : Peering y transit

Para conseguir establecer estas conexiones, existen dos mecanismos que vamos a tratar a continuación. Dependiendo del coste económico que incluyan estos mecanismos, entre otras características, los conoceremos como peering o transit.

Peering implica la conexión entre dos redes, con el propósito de intercambiar información entre usuarios de cada una de ellas. Este mecanismo implica un libre acuerdo entre las redes, es decir, ninguna de las redes paga a la otra por el intercambio de datos, haciéndose cargo únicamente de los gastos de infraestructura, cables, dispositivos, etc.

Transit es un mecanismo por el cual un Sistema Autónomo permite el intercambio de información entre la red que lo contrata y las redes a las que este Sistema Autónomo está conectado. Al contrario que el peering, la red que quiere conectarse al Sistema Autónomo tiene que contratar un servicio que le permite enviar y recibir una cantidad determinada de información, comúnmente medida en Mbps . Si el contratante excede los límites de la cantidad establecida, habrá un cargo adicional dependiendo de la cantidad de información excedida.

Internet Service Providers (ISPs) son compañías que ofrecen a sus usuarios acceso a Internet. Estas empresas no solo proporcionan acceso a Internet, sino también aplicaciones relacionadas con éste, como correo electrónico, alojamiento web, etc. Un ISP Se conecta a sus usuarios a través de tecnologías como ADSL o cable módem, entre otras.

Internet Exchange Points (IXPs) son infraestructuras en las que los Proveedores de Servicios de Internet (ISPs) intercambian información a través de Internet entre sus redes. El uso de estos puntos mejora la transferencia de información y reduce el gasto que implica el envío y la recepción, evitando tener que establecer conexiones directas entre las distintas redes.

En estas imágenes podemos observar las distintas conexiones disponibles entre redes. La primera imagen muestra peering entre dos redes. La segunda indica transit entre dos redes a través de una tercera intermedia. El tercer esquema muestra transit entre dos redes a través de otras dos reces conectadas entre sí mediante peering. Por último se muestra la conexión de dos redes, a través de otras dos, todas ellas conectadas mediante transit.

Peering

Como ya se ha explicado en el apartado anterior, el peering es un acuerdo entre dos redes para intercambiar información entre sí de forma gratuita, y para un beneficio común. Esta es la principal motivación por la que las redes prefieren peering frente a transit.
Podemos dividir el peering en dos tipos, dependiendo de la forma en la que las redes establecen sus conexiones y de la infraestructura utilizada, podemos distinguir el peering privado del peering público.

El peering público se caracteriza por el uso de un switch múltiple y compartido, como por ejemplo un switch Ethernet. En estos switches, varios sistemas se conectan entre sí mediante un único puerto, situado en lo que se conoce como Internet Exchange point (IXPs) y que explicaremos más adelante.

A pesar de que el peering público permite la conexión de varias redes en un único punto, esto conlleva que la capacidad de información transmitida sea menor. Por este motivo, es un método muy utilizado entre redes pequeñas, o redes grandes que quieren tener acceso a numerosas redes pequeñas.

El peering privado se caracteriza por establecer una conexión punto a punto entre dos redes. En la actualidad, la mayor parte del peering privado se realiza en lo que se conoce como carrier hotels, un tipo de alojamiento web que consiste en alquilar o vender un espacio físico de un centro de datos para que el cliente coloque ahí su propio ordenador, eligiendo el servidor e incluso el hardware.
La mayor parte del tráfico en Internet, especialmente entre grandes redes, se realiza a través de peering privado, ya que, debido a los recursos necesarios para establecer este tipo de conexión, muchas redes no están dispuestas a conectarse mediante este método con redes pequeñas.

La conexión mediante peering se establecerá en el lugar que más convenga a ambas redes. En el momento en el que se establece la conexión, ese lugar se convierte en un punto muy valioso para conectar otras redes mediante peering. Esto implica que cada vez más redes se conecten en este punto, provocando que los IXPs sean trasladados aquí para soportar la cantidad de redes conectadas entre sí.

La gran cantidad de redes conectadas entre sí en estos lugares, no solo atrae a más redes que quieren conectarse mediante peering, sino a redes que quieren establecer conexiones de tipo transit ya que ven la posibilidad de aumentar su red sin aumentar demasiado el coste.
En el momento en el que dos redes que han establecido una conexión de tipo peering entre sí, creen que ya no obtienen ningún beneficio de ese enlace, pueden decidir acabar con el peering, lo que se conoce como depeering. La mayoría de las veces es debido al abuso por parte de una de las redes respecto a la otra, beneficiándose del acuerdo de pago entre las redes.

Transit

Como vimos en la introducción, el transit es un tipo de conexión que consiste en contratar los servicios de a otra red para que te de acceso a ésta, permitiendo el envío y recepción de información por un coste determinado, dependiendo de los Mbps contratados

Este tipo de conexión se compone de dos servicios básicos. Mostrar la red del consumidor a otros ISPs a los que esté conectada la red con la que se ha establecido el transit. Mostrar al consumidor las redes a las que el ISP está conectado, para permitir el intercambio de información.

Este servicio normalmente se cobra según los megabits por segundo (Mbps) y a los consumidores normalmente se les obliga a consumir un mínimo de ancho de banda y por lo general a un plazo mínimo de servicio.

El problema que le surge a un proveedor de servicios conectados mediante transit es que los usuarios siempre están buscando formas de reducir los costes de la conexión, ya sea cambiando de proveedor o incluso eliminando las conexiones.

La solución para que los consumidores no cambien de proveedores es mantener los precios bajos. Otra solución puede ser evitar que otros proveedores ofrezcan sus servicios, de forma que los consumidores no puedan acceder a ellos, esto se consigue minimizando los costes al máximo para que los precios de la conexión sean bajos y no sea rentable para otros proveedores establecerse en esa zona.

Otro problema puede surgir cuando se unen varios proveedores para hacer competencia a un único proveedor. En consecuencia, un proveedor de servicios transit tiene que estar atento a numerosos factores para evitar perder clientes.

ISP : Internet Service Provider

Un Proveedor de Servicios de Internet (ISP) es una empresa que proporciona conexión a Internet a sus clientes. Aparte de permitir el acceso a Internet, también pueden ofrecer servicios relacionados con éste como correo electrónico, alojamiento web, registro de dominios, etc.

Los ISPs utilizan distintas tecnologías para permitir que los consumidores puedan conectarse a su red. Para pequeños consumidores, las tecnologías más utilizadas son ADSL, cable módem, Wi-fi. Para consumidores que necesitan mejores prestaciones, tecnologías como Ethernet o acceso a Internet por satélite.

Para proporcionar los servicios a los consumidores, los ISPs necesitan su propia red a la que conectar dichos consumidores. Los costes de la red pueden considerarse fijos, no se incrementarán dependiendo de la cantidad de información transferida.
En cuanto a los gastos a los que debe hacer frente un ISP, el gasto al transportar información dentro de la red del proveedor puede considerarse nulo, el coste de las conexiones mediante peering serán los del puerto y la línea para conectarse a otro dispositivo, aunque no habrá costes adicionales por transmisión de información. La conexión mediante transit es la más cara, ya que tiene que calcular cuánta cantidad de información se va a transmitir y cualquier extra tendrá un coste adicional.

Cada ISP necesitará comprar una cantidad determinada de Mbps para poder conectar redes de todo el mundo, por lo que deberá tener varias conexiones de tipo transit. Esto conlleva a que, a medida que la red vaya creciendo, el coste será mayor. Para reducir este gasto, el ISP intentará buscar conexiones de tipo peering, ya que le permite enviar información sin necesidad de controlar la cantidad, dejando el transit como último recurso para establecer conexiones, es decir, cuando el peering no sea posible.

Una limitación importante de la red conectada mediante peering es que solo permite compartir información con otra red con la que se ha establecido el peering o con las redes con las que se ha conectado mediante transit. Si una red establecida con transit mostrase sus conexiones, estaría permitiendo el acceso gratuito a sus conexiones.

Como podemos observar en la figura 3, tal como hemos explicado anteriormente, la Red A puede ver la Red F y sus consumidores, pero no puede ver la Red B a través de la Red F. La Red C puede ver la Red B a través de la Red D, pero no a través de la Red F. Esto se debe a que una red solo puede conocer las redes a las que está conectada directamente mediante peering y sus redes consumidoras directas.
Un caso especial es el que vemos en la Red G, que tiene acceso a todas las redes sin ningún coste, ya que todas las redes acceden a ella a través de transit, permitiendo ver todas las conexiones. Esta red se conoce como ISP de Nivel 1, ya que no compra servicios a nadie y puede tener acceso a todas las redes.

ISP de nivel 1

Un ISP de Nivel 1 (Tier 1 Network) es aquel que puede acceder a cualquier otra red en Internet sin necesidad de pagar por ninguna conexión. Según esta definición, un ISP de Nivel 1 se conecta con el resto de ISPs de Nivel 1 mediante peering.

Debido a que este tipo de ISPs no tienen caminos alternativos de transit, el tráfico entre estas redes depende únicamente de la relación de los ISPs y de las conexiones mediante peering entre ellas. Si dos ISPs de Nivel 1 llegasen a un punto en el que rompiesen su relación, los usuarios de cada una de las redes no podrían acceder a la otra, lo que divide Internet en partes. Esta situación puede suceder hasta el momento en el que uno de los ISPs quiera establecer transit con el otro, o que los daños causados por la división de la red les obliguen a restablecer el peering entre ellos.

Aquí podemos ver una tabla con los ISPs que pueden ser considerados como ISP de Nivel 1, no se puede asegurar en todas las ocasiones ya que normalmente los ISPs no proporcionan toda la información sobre sus gastos y conexiones:

Debido a esta posibilidad de acceder a todas las redes, poder establecer una conexión con un ISP de Nivel 1 es una ventaja a la hora de reducir gastos. Algunas tácticas que se  han utilizado para obtener una conexión con algún ISP de Nivel 1 son las siguientes :

1. Acercamiento directo: La forma más sencilla de acercamiento es preguntar. Esto conlleva una serie de prerrequisitos que si se cumplen, se negociará el peering.
2. Migración de transit a peering: Un acuerdo en el que se modifica una conexión de tipo transit a una de tipo peering, siempre que se cumplan los prerrequisitos. Los problemas de esta táctica son los estrictos requisitos previos.
3. Táctica End Run: Consiste en reducir la necesidad de establecer una conexión peering con un ISP, estableciendo conexiones con un coste bajo a los consumidores de ese ISP. El problema de esta táctica es que no se suele conseguir un coste tan bajo como para que los consumidores prefieran cambiar el ISP.
4. Dualidad transit/peering: Técnica que combina características de ambos tipos. La dificultad para llevar a cabo esta técnica viene dada porque algunos ISPs no tienen los mecanismos internos para soportar esta doble conexión.
5. Establecer peering con  ISPs de Nivel 2: Para poder aumentar la red, puede ser más efectivo conseguir peering con algún ISP de Nivel 2 y, una vez establecido, pedir transit con ISPs de Nivel 1.
6. Peering pagado: Como el mismo nombre indica, es una conexión por la cual los ISPs permiten el acceso a sus redes mediante peering, aunque a cambio de una compensación económica, sin establecer un tamaño máximo de información, lo que lo diferencia del transit. Un ejemplo sería cuando uno de los ISPs cubre con los gastos de conexión entre las dos redes.
7. Transit parcial: Esta táctica consiste en establecer una conexión mediante transit, con un precio de tráfico de información muy bajo, con todas las redes de un IXP. Es similar al peering en un IXP, pero sin necesidad de comprar hardware adicional y sin tener que establecer y mantener muchas conexiones en el IXP.
8. Táctica del “gallina”: Esta táctica se da cuando una de las redes conectadas entre sí no está de acuerdo con el contrato establecido entre ambos. Amenaza con el cese de la conexión y, temiendo las pérdidas, se negocia un nuevo contrato, más equitativo para ambas partes.
9. Manipulación del tráfico: Consiste en aumentar la información requerida en una red conectada mediante transit, para elevar sus gastos, y que sea más rentable establecer una conexión mediante peering directa entre ambas redes.

Punto Neutro : Internet Exchange Point

Un Punto Neutro (IXP) es una infraestructura a través de la cual los ISPs establecen conexiones entre sus redes. Los IXPs reducen la cantidad de información que debe ser enviada a través de los proveedores conectados mediante transit, reduciendo notablemente la tasa de Mbps transmitida y, por tanto, el gasto en estas conexiones.

El propósito de un IXP es permitir la conexión directa entre dos redes, en vez de utilizar redes intermedias para poder conectarse entre sí. Las ventajas principales del uso de un IXP son el coste y el ancho de banda. El coste, ya que la información que pasa a través del IXP no tiene coste alguno, a diferencia del paso por otras redes. En cuanto a la velocidad, se nota más en lugares con conexiones a larga distancia menos desarrolladas, conectarse a un IXP le permite enviar información sin límite y sin coste, mejorando el ancho de banda entre ISPs.

Un Punto Neutro se compone de uno o varios switches a los que los ISPs se conectan. La tecnología más utilizada en la actualidad es Ethernet, que representa más del 95% de todos los switches de los diferentes IXPs.

La forma de conexión entre ISPs en los Puntos Neutros es mediante peering. Esto implica que no existe compensación económica alguna por establecer la conexión. Los costes del IXP se reparten entre todos los usuarios. En los puntos más caros, los usuarios pagan una cuota anual, generalmente determinada por la velocidad de los puertos que se utilizan.

Como curiosidad, a continuación vemos una lista de los Puntos Neutros ubicados en España:

1. Catalunya Neutral Internet Exchange (CATNIX), Barcelona
2. Nap de las Americas (TERREMARK), Madrid
3. España Internet Exchange (ESPANIX), Madrid
4. Galicia Neutral Internet Exchange (GALNIX), Santiago de Compostela
5. Punto Neutro Vasco (EuskoNIX), San Sebastián

Alternativas

Cuando hablamos de este tipo de conexiones, Peering y Transit son las más conocidas y utilizadas. Pero existen otras alternativas que ofrecen otros enfoques y beneficios. Algunas de ellas son:

• IP Transit gratuito: En algunos casos, los proveedores de contenido o redes a nivel académico pueden ofrecer esta opción a sistemas autónomos. Esto da la posibilidad a algunas organizaciones de acceder a Internet y otros recursos. Y para ello utilizan esta conexión gratuita. En cambio, su disponibilidad puede tener variaciones en determinadas ubicaciones o políticas de los diferentes proveedores.
• Acuerdos de Intercambio bilateral: En sustitución de un peering completo, algunas redes pueden disponer de acuerdos bilaterales para poder intercambiar tráfico sobre socios específicos. Esto es algo que, por lo general, resulta beneficioso para las redes de poco tamaño, las cuales no tienen la capacidad de establecer peering completo con diferentes sistemas autónomos.
• Acuerdos de Intercambio IXPs: Se trata de puntos de intercambio de tráfico, donde múltiples redes pueden establecer conexión para intercambiar los datos. Para poder participar en un IXPs, se hace a través de una conexión física. Lo cual resulta más económico y práctico en comparación con el sistema de conexión por peering directo tradicional.
• Cloud: Muchos proveedores ya ofrecen servicios de conectividad, los cuales permiten el acceso a recursos utilizando conexiones dedicadas o incluso VPNs. Estas son una buena alternativa al peering directo y al IP Transit, ya que se puede disponer de un acceso seguro y muy eficiente.
• Content Delivery Networks: Se trata de redes distribuidas, las cuales almacenan y entregan el contenido web por servidores ubicados en diferentes lugares geográficos. Con esta conexión, las organizaciones pueden disponer de un mejor rendimiento, y una alta disponibilidad de todo el contenido.
• Uso de proveedores de tránsito múltiple: Para no depender de un solo proveedor, algunas organizaciones optan por utilizar diferentes servicios de ISP para poder mejorar la redundancia. Lo cual hace que la disponibilidad sea mejor, y la latencia se reduce en buena parte.

Conclusiones

Las conexiones entre las distintas redes que componen Internet, tal y como hemos visto anteriormente, pueden ser de distinta forma, según la tecnología, la infraestructura y el coste que conlleven.

Aunque hemos podido comprobar que establecer conexiones mediante peering puede ser la mejor opción a la hora de comunicar varias redes entre sí, también hemos visto que no siempre esto es posible, con lo que se tiene que establecer conexión de tipo transit, cuya principal desventaja es el precio de transferencia de información.

Por otro lado, hemos visto cómo los proveedores de Internet (ISPs) establecen las conexiones entre los usuarios y las distintas redes, así como las estrategias a seguir para poder obtener el mejor servicio a cambio del menor coste, consiguiendo en algún caso llegar a convertirse en proveedores con acceso total y coste casi nulo (Tier 1 ISPs).

Por último, se ha tratado el tema de los Puntos Muertos, lugares en los que se establecen las conexiones de las distintas redes con el fin de unificar conexiones y reducir gastos.