El documento describe la topología jerárquica de Internet. Explica que los proveedores de servicios de Internet (ISP) se clasifican por su alcance y conectividad, y que los puntos neutros de intercambio permiten a los ISP interconectarse y optimizar el tráfico local sin salir al extranjero. También presenta herramientas como ping y tracert para descubrir rutas de red, e incluye ejercicios propuestos relacionados con puntos neutros e infraestructuras de ISP.

1. Práctica de Gestión de Redes y Redes y Servicios
PRÁCTICA 1. GESTIÓN DE REDES Y REDES Y SERVICIOS
TOPOLOGÍA DE INTERNET
Introducción.
La estructura de Internet en cuanto a topología parece un caos de redes y enlaces que crecen
de forma contínua en todas partes y sin ningún control. Sin embargo, es facil encontrar una
estructura bien definida en forma jerárquica.
Las empresas que se encargan de dar conexión a los usuarios a la red Internet son los
proveedores de servicios de Internet (ISP, Internet Service Providers). Estas empresas pueden
clasificarse de acuerdo a los servicios que pueden ofrecer a sus clientes. De esta forma, hay
ISP pequeños, de caracter regional que no cuentan con una red propia y que básicamente
ofrecen el servicio de acceso a la red, contratando las líneas físicas a algún otro ISP con
mayor infraestructura. Hay otros ISP que tienen en propiedad una red de alcance local o
regional (por ejemplo, Retecal en Castilla y León), pero que siguen teniendo la necesidad de
contratar líneas a otras empresas para poder ofrecer el servicio de acceso a Internet. Luego
pueden encontrarse los ISP de nivel nacional, que cuentan con una infraestructura de red a
nivel del país en que se desarrolla su actividad. Estos ISPs de nivel nacional tendrán que
contratar líneas o servicios a terceras empresas cuando quieran ofrecer una “salida”
internacional a sus clientes, mientras que el tráfico nacional puede ir por su red. Finalmente
estarían los ISP que cuentan con líneas propias que conectan sus infraestructuras en diversos
países. También se podría citar a las empresas que cuentan con las líneas continentales sobre
las que pasa la mayoría del tráfico Internet (los backbones de Internet).
Como se ha visto, la red Internet es una red de conmutación de paquetes basada en
datagramas, por lo que, cuando la información vaya de un punto a otro en forma de paquetes,
cada uno de estos paquetes puede seguir un camino totalmente diferente del seguido por los
otros. Esto es así en teoría y ocurriría así si todas las redes existentes estuviesen más o menos
conectadas entre sí. Sin embargo, el funcionamiento de la red Internet se rige por patrones
estrictamente económicos: las redes son propiedad de las empresas y cada una de esas
empresas puede decidir si permite o no a las otras empresas que el tráfico pase por sus líneas.
De este modo, para que una empresa pueda usar las infraestructuras de otras se debe
establecer una relación comercial previa, de forma que la empresa propietaria de las líneas
reciba una compensación por el tráfico que “deja pasar”. A esta relación comercial se la
denomina “acuerdo de tránsito”. Exite otro tipo de relación entre empresas que se produce
cuando las dos empresas son más o menos de igual tamaño y los tráficos que una originará en
la otra son semejantes. En estos casos, se crean acuerdos de intercambio de datos sin que
exista contraprestación económica, a estos acuerdos se los denomina “acuerdos de peering”,
ya que se establecen entre empresas que se reconocen como “peer” o iguales.
De esta manera, el camino seguido por un paquete desde su origen hasta su destino es más
predecible de lo que pudiese pensarse en un principio y no cambia prácticamente de un
paquete a otro a no ser que uno de los router esté muy congestionado o esté fuera de servicio.
Esta forma de conexión entre los ISP dio lugar a un problema grave de tiempos de
transmisión y de saturación de los enlaces, ya que se daban situaciones en las que, para que
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2. Práctica de Gestión de Redes y Redes y Servicios
dos usuarios conectados con dos ISP diferentes de la misma región pudiesen intercambiar
datos, el flujo de información llegaba a salir por enlaces internacionales antes de llegar a su
destino. Por ejemplo, podía darse el siguiente flujo de datos para comunicar a dos usuarios
leoneses que usasen los ISP locales Nora y Lesein:
Usuario A --> Nora Internet (León, España) --> Retevisión (España) --> BT Ignite (España) --
> BT Ignite (Reino Unido) --> BT Ignite (USA) --> Cable & Wireless (USA) --> Cable &
Wireless (Amsterdam, Holanda) --> Cable & Wireless (España) --> Telefónica Data (España)
--> Lesein (León, España) --> Usuario B
Como puede observarse, los datos se intercambian en Estados Unidos, donde existe un
acuerdo de tránsito (o de peering) entre BT Ignite y Cable & Wireless, por lo que, para
conectar a dos usuarios locales, los datos viajan hasta Estados Unidos a través de las redes de
6 ISPs diferentes.
Esta situación, además de originar un mayor retardo en las comunicaciones, originaba una
sobresaturación de los enlaces transoceánicos (que son menos numerosos que los
continentales), por lo que los ISP buscaron una forma de evitar el problema. La solución fue
crear los llamados puntos neutros de intercambio, normalmente a nivel nacional, de forma que
el intercambio de datos entre proveedores del mismo país no salga de las redes existentes en
el mismo. En España, el punto neutro se denomina Espanix y está en Madrid. El punto neutro
es un lugar físico donde exite un dispositivo que permite intercambiar los datos entre los ISP
que así lo desean. Este dispositivo puede ser un switch, un hub, un router o una red más
complicada.
La dirección del punto neutro español es http://www.espanix.net
El funcionamiento del punto neutro es el siguiente:
• Para poder conectarse al punto neutro, el ISP debe cumplir una serie de normas. En
el caso de Espanix, se exige que el ISP tenga medios suficientes para dirigir el
tráfico internacional por sí mismo, sin que intervengan ninguna de las redes de los
otros ISP conectados.
• Una vez conectados los ISP, el intercambio de datos efectivo se debe consensuar
entre cada par de ISP, mediante acuerdos de peering.
Además del punto neutro español, que tiene nivel nacional, exite otro punto neutro de nivel
local, denominado Catnix, que se encarga de optimizar el tráfico local dentro de la comunidad
catalana.
Por toda Europa existen puntos neutros en cada uno de los paises. Hay una organización que
recoge todos los puntos neutros que existen en Europa, se accede desde la dirección
http://www.euro-ix.net.
Herramientas para descubrir rutas
Existen dos herramientas principales para comprobar la conectividad y descubrir el camino
que siguen los paquetes hacia un host determinado.
La herramienta ping tiene como finalidad el comprobar si determinado host se puede alcanzar
desde el equipo donde se la invoca. Ejemplo:
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C:>ping www.google.com
Haciendo ping a www.google.com [216.239.39.101] con 32 bytes de datos:
Respuesta desde 216.239.39.101: bytes=32 tiempo=341ms TTL=46
Tiempo de espera agotado para esta solicitud.
Respuesta desde 216.239.39.101: bytes=32 tiempo=331ms TTL=45
Respuesta desde 216.239.39.101: bytes=32 tiempo=360ms TTL=45
Estadísticas de ping para 216.239.39.101:
Paquetes: enviados = 4, recibidos = 3, perdidos = 1 (25% perdidos),
Tiempos aproximados de recorrido redondo en milisegundos:
mínimo = 331ms, máximo = 360ms, promedio = 258ms
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La herramienta tracert (traceroute en UNIX y linux) sirve para descubrir el camino que los
paquetes siguen desde su origen hasta su destino. Ejemplo:
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C:>tracert www.google.com
Traza a la dirección www.google.com [216.239.39.101]
sobre un máximo de 30 saltos:
1 <10 ms <10 ms 10 ms riris.unileon.es [193.146.96.1]
2 40 ms 40 ms 10 ms n111001.unileon.es [193.146.111.1]
3 191 ms 280 ms 210 ms A3-0-0-2.EB-Valladolid1.red.rediris.es [130.206.201.21]
4 130 ms 80 ms 110 ms FE2-2-0.EB-Valladolid0.red.rediris.es [130.206.201.37]
5 181 ms 80 ms 80 ms AT1-2-0-0.EB-IRIS2.red.rediris.es [130.206.224.141]
6 * 90 ms 90 ms GE1-1-0.EB-IRIS1.red.rediris.es [130.206.220.1]
7 80 ms 80 ms 90 ms POS2-2.EB-Madrid00.red.rediris.es [130.206.224.94]
8 191 ms 250 ms * So1-2-0-0-grtmadrr2.ri.telefonica-data.net [213.140.39.101]
9 290 ms 301 ms 310 ms So7-1-0-grtlontl3.ri.telefonica-data.net [213.140.36.250]
10 300 ms 261 ms 230 ms So1-2-0-grtnyccc2.ri.telefonica-data.net [213.140.36.94]
11 * 270 ms 261 ms ibr01-p1-0.nycm01.exodus.net [206.79.9.209]
12 320 ms * 340 ms 64.15.224.1
13 260 ms 281 ms 260 ms bbr01-p0-0.stng01.exodus.net [206.79.9.102]
14 290 ms 290 ms 261 ms bbr01-p4-0.stng02.exodus.net [209.1.169.198]
15 240 ms 260 ms 301 ms dcr01-g6-0.stng02.exodus.net [216.109.66.17]
16 261 ms 240 ms 250 ms csr11-ve241.stng02.exodus.net [216.109.66.90]
17 301 ms * 350 ms 216.109.88.218
18 251 ms * * dcbi1-gige-1-1.net.google.com [216.239.47.46]
19 300 ms 351 ms 310 ms www.google.com [216.239.39.101]
Traza completa.
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El número en la primera columna es el número de salto, los tres tiempos siguientes son el
tiempo de respuesta para los paquetes enviados (un asterisco indica que no se obtuvo
respuesta), posteriormente viene el nombre y la dirección IP del nodo por el que se pasa.
Ambos comandos son accesibles desde una ventana de línea de comandos.
tracert utiliza el campo Time To Live (TTL) de la cabecera IP. Este campo sirve para que un
paquete no permanezca en la red de forma indefinida (por ejemplo, debido a la existencia en
la red de un bucle cerrado en la ruta). El campo TTL es un número entero que es
decrementado por cada nodo por el que pasa el paquete. De esta forma, cuando el campo TTL
llega al valor 0 ya no se reenviará más, sino que el nodo que lo esté manejando en ese
momento lo descartará. Lo que hace tracert es mandar paquetes a la red de forma que el
primer paquete lleve un valor TTL=1, el segundo un TTL=2, etc. De esta forma, el primer
paquete será eliminado por el primer nodo al que llegue (ya que éste nodo decrementará el
valor TTL, llegando a 0). Cuando un nodo elimina un paquete, envía al emisor un mensaje de
control especial indicando esta incidencia. tracert usa esta respuesta para averiguar la
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4. Práctica de Gestión de Redes y Redes y Servicios
dirección IP del nodo que desechó el paquete, que será el primer nodo de la red. La segunda
vez que se manda un paquete, el TTL vale 2, por lo que pasará el primer nodo y llegará al
segundo, donde será descartado, devolviendo de nuevo un mensaje de control. Esto se hace de
forma sucesiva hasta que el paquete llega a su destino.
Programa Visual Route
El programa Visual Route es una herramienta que se utiliza para obtener una información
gráfica de la ruta que siguen los paquetes desde el origen hasta su destino. Se usa la
información generada por el comando tracert junto con la información obtenida de la base de
datos de RIPE para cada uno de estos nodos.
Servidores de traceroute
Existen en Internet una serie de lugares que proporcionan servidores de traceroute
“especular”, es decir, nos informan de los resultados de la ejecución de un comando
traceroute desde ese host hasta el nuestro. A estos servidores se les suele llamar Looking
Glass. La mayoría de los ISP con redes permiten la realización de estas operaciones.
También hay servidores (muchas veces los mismos looking glass) que proporcionan la
posibilidad de ver el resultado de un traceroute desde su host hacia cualquier otro punto. Esto
es de gran ayuda a la hora de realizar mapas de caminos para los paquetes. En el sitio web
www.traceroute.org se encuentran recogidos algunos de los sitios web que ofrecen la
posibilidad de realizar trazas al sitio que se les indique.
Ejercicios propuestos para la práctica
Conectarse al punto neutro español, ver los ISP que hay conectados. Visitar los sitios web de
alguno de estos proveedores y observar la infraestructura de red con que cuentan, tanto a nivel
nacional, europeo e internacional. Los mapas de la red de cada uno de estos proveedores
suelen aparecer en su sitio web (que normalmente es un dominio .net) bajo el epígrafe “our
network” o “mapa de la red”.
¿Cuál es la compañía que más acuerdos de peering tiene de las que están conectadas al punto
neutro español?
Conectarse a la organización Euro-IX y ver los puntos neutros existentes en Europa. Visitar el
sitio web de alguno de los puntos neutros europeos, comparando la cantidad de tráfico
intercambiado en cada punto neutro.
¿Cómo es la infraestructura del punto neutro de Ámsterdam?
¿Cuál es el dispositivo para interconectar los router de los ISP en un punto neutro que más se
usa? ¿Qué fabricantes y modelos se usan más?
¿Qué diferencias hay entre el punto neutro catalán y el español?
Además de los puntos neutros Espanix y Catnix, se está ultimando la puesta en
funcionamiento de un nuevo punto neutro a nivel de comunidad autónoma. ¿Cual es?
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5. Práctica de Gestión de Redes y Redes y Servicios
Encontrar proveedores cuyas redes crucen el atlántico. Usar servidores de tracert y looking
glass para dirigirse a un mismo sitio en Estados Unidos desde varios origenes en el continente
europeo. ¿Con qué proveedor se cruza el océano?
Construir un esquema de los nodos por los que pasa la información (nodo, compañía) desde la
Universidad de León hasta:
• Un sitio web comercial en España.
• Un sitio web comercial en Europa.
• Un sitio web comercial en Estados Unidos.
• Un sitio web comercial en Latinoamérica.
• Una sitio web de una universidad española.
• Una sitio web de una universidad europea.
• Una sitio web de una universidad en Estados Unidos.
• Una sitio web de una universidad latinoamericana.
Descubrir la estructura de la red dedicada a la educación e investigación española y europea
(nombres de las redes, organismos, backbone, conectividad, etc). ¿A qué velocidad se ha
conectado la red de las universidades españolas al backbone europeo?
Herramientas a utilizar:
Usar los comandos ping y traceroute así como el programa Visual Route y el buscador
Google (www.google.com) para buscar datos de las compañías.
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