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Notas sobre Internet

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3.3  Notas sobre calidad y problemas de transmisión

§1  Sinopsis

Podemos figurarnos que Internet incluye un conjunto de ordenadores (routers) que se intercambian paquetes de información a lo largo de la vía que esté disponible en un momento determinado.  La mayoría de las veces, las conexiones son proporcionadas por la red telefónica básica (RTB).  En este sentido la red telefónica mundial es meramente un vehículo para establecer una conexión temporal entre dos routers hasta que finaliza la transmisión.

Una de las característica distintivas del sistema de conmutación de paquetes de Internet, es que no puede predecirse con exactitud el camino que recorrerán desde un ordenador a otro, y que el camino de ida del ordenador A al B, no tiene porqué ser una imagen en el espejo del que recorrerán los paquetes del B al A.  De hecho la red se diseñó para que no hubiera que preocuparse del camino realmente seguido por los paquetes (esta es la razón por la que en los esquemas y dibujos Internet es representada generalmente como una nube).  A pesar de esto, recientemente se ha desarrollado un protocolo IP avanzado denominado LSRR ("Loose Source Route") que permite especificar determinado nodo (o nodos) que queremos que nuestros paquetes IP atraviesen en su camino hacia su destino.  Se utiliza principalmente en el análisis de redes, aunque en la actualidad no todos los enrutadores lo soportan (especialmente en Europa).

§2  Esquema de las conexiones Internet

Así pues, aparte de tener que atravesar los sistemas telefónicos de los diversos países hasta alcanzar su objetivo, la información que recorre la gran telaraña mundial, pasa también por distintos enrutadores que encaminan las llamadas hasta su destino, empezando por el de nuestro PSI Proveedor de Servicios de Internet [1].  Con frecuencia, desde que sale de nuestro PC, por la línea telefónica convencional, hasta que llega al de otro usuario, quizás también en su hogar o a un anónimo servidor Web [2] (pensemos en una empresa o departamento, en una institución o universidad en el otro extremo del planeta), debe pasar por sucesivos vericuetos y dispositivos.  Pueden ser lentas conexiones serie; backbones de alta velocidad; conexiones vía satélite; etc. hasta alcanzar su destino. Esto hace que la calidad de la transmisión se degrade en cuanto a velocidad y en cuanto a pérdida de información, debido al ruido de la líneas que no son siempre de óptima calidad en todas partes [3].

Prescindiendo de los medios físicos para transmitir la señal, la información da una sucesión de saltos ("Hops") de un ordenador a otro hasta alcanzar su destino.  Los diseñadores del protocolo TCP lo proyectaron de forma que un paquete no pudiera estar dando tumbos indefinidamente por la red, sino que al cabo de un número máximo de saltos fuera descartado.  Esta información está contenida en un campo en la cabecera que viaja en cada paquete, lo que se denomina TTL ("Time To Live");  Windows establece en principio un valor de 32, aunque con el crecimiento desmesurado de Internet a veces, este valor puede quedar un poco corto (más detalles sobre el parámetro TTL en el apéndice B Ap.B).

Incluso a la velocidad de la luz, a 300.000 Km/s, la señal tarda un cierto tiempo en recorrer el camino; aparte de este retardo mínimo, la señal debe recorrer y ser procesada por un sinnúmero de dispositivos digitales (empezando por el propio modem [4] de nuestro ordenador que no es precisamente instantáneo), debe compartir líneas telefónicas que muchas veces están saturadas, en las que la multiplexación hace que a nuestros paquetes les toque de tarde en tarde; el ordenador de nuestro proveedor quizás también ande lento en responder debido a que no está bien dimensionado para la cantidad de clientes que quieren servicio en ese momento o quizás, por motivos económicos, no ha contratado con la Compañía Telefónica ("Carrier") las conexiones de capacidad y velocidad adecuadas, etc.

Como consecuencia de todo esto, a veces notamos que  "La red está lenta".  En ocasiones se producen grandes retrasos entre la llegada de dos paquetes sucesivos, lo que se denomina latencia ("Net lag") o temblor ("Jitter"), que depende de las condiciones de trafico de la red, pero que puede llegar a ser de 1.5 segundos.  La tasa de perdida de paquetes [5] oscila entre el 15 y el 40% (aunque nosotros no seamos conscientes porque TCP se encarga de volver a pedirlos, solo notamos que se alarga el tiempo de espera).  En ocasiones el retardo se hace más largo, la red parece "muerta" algunos segundos, puede que uno de los enrutadores o el propio servidor de destino se haya colapsado momentáneamente.

Todo ello hace que en las condiciones actuales (1998) la red no sea instrumento muy adecuado para trasmisiones del tipo audio o video en "tiempo real" [6], que requieren envío masivo y casi instantáneo de la información, por lo que, además de la nueva Internet [7], se están proponiendo protocolos mejorados (RSVP y RTP).

Aunque es de suponer que, en lo que respecta a estas dificultades, el tiempo corre a nuestro favor (la velocidad y calidad de las transmisiones deben mejorar con el tiempo), en la actualidad, hay veces que la navegación, la descarga de ficheros, etc. resultan frustrantes.  La situación es mas o menos comparable a la de aquellos pioneros del automovilismo que recorrían con sus locos cacharros aquellas polvorientas carreteras pinchando en cada recodo...

A este respecto, es muy importante tener en cuenta el conocido aforismo: "La resistencia de una cadena es la del eslabón más débil". En nuestro caso, la velocidad de una conexión concreta de Internet entre dos puntos en un momento dado, es la del eslabón mas lento, solo que en este símil, la velocidad de algunos eslabones varía con el tiempo, a lo largo del día.  Por ejemplo, nuestro ISP puede estar congestionado a una horas y "descansado" a otras de menor tráfico, un servidor de una Universidad puede estar sobrecargado cuando todo el personal está en los despachos y puede estar desahogado en cuanto termina la jornada laboral en sus centros.  Para complicar mas las cosas, la percepción global de la velocidad de transmisión que podemos tener en un momento dado es la suma de la velocidad con que ha llegado un conjunto de paquetes que, en teoría, podrían haber seguido caminos distintos.

§3  Comprobar el estado de la Red

Existen multitud de recursos (programas) para verificar tanto la calidad como la longitud (camino que recorre) una conexión cualquiera de Internet.  Si nos referiremos al Sistema Operativo Windows de MS, existen dos herramientas específicas a tal efecto:  Ping y Tracert.

§3.1  PING

PING acrónimo de "Packet Internetwork Goper") es un programa que se puede ejecutar directamente desde la ventana MS-DOS de Windows. Se basa en una serie de protocolos Internet conocidos como  ICMP ("Internet Control Message Protocol").  Es la forma más fácil de verificar la rapidez de respuesta de una conexión Internet.  El funcionamiento es muy sencillo: El programa envía una señal de 32 bits a un servidor y mide el tiempo que tarda en llegar la respuesta -si es que hay alguna-  (más sobre Ping en el apéndice C  Ap.C).

En el caso del programa Ping de Windows 95, realiza 4 intentos consecutivos (una sola medición no se considera representativa) y muestra el resultado de todos ellos en milisegundos.  La forma de utilizarlo es muy sencilla; desde la ventana MS-DOS se teclea [9]:

Ping <dirección IP del servidor a verificar>

Por ejemplo:

Ping 204.123.2.75

El programa contesta:

Pinging 204.123.2.75 with 32 bites of data:

 

Reply from 204.123.2.75: bytes=32 time 374ms ttl=47
Reply from 204.123.2.75: bytes=32 time 461ms ttl=47
Request timed out.
Reply from 204.123.2.75: bytes=32 time 418ms ttl=47


La dirección IP del servidor interrogado puede escribirse directamente en forma numérica decimal o bien en formato DN ("Domain Name") [10], por lo que el resultado habría sido el mismo si en vez de:

Ping 204.123.2.75

Se hubiera puesto:

Ping altavista.digital.com


En el estado del asunto en 1998 (España), cualquier tiempo menor de 300 ms. es normal, mientras que por encima de  400 ms. se considera una respuesta lenta.  Como hemos señalado, la distancia también influye en el tiempo de respuesta, lo que puede suponer que tiempos de respuesta de 400 ms. no signifiquen necesariamente que el servidor vaya lento, sobre todo, porque  también influyen los obstáculos, encaminadores (routers) que haya en el camino que puedan ralentizar la transmisión.

El resultado "Request timed out" significa que, en ese momento, el servidor está fuera de servicio, muy saturado (no contestó dentro del tiempo máximo establecido), está programado para no responder pings, o no está bien configurado.

§3.2  Tracert

Tracert es una utilidad Windows que permite inspeccionar la ruta de la llamada desde nuestro ordenador al destino final.   Para ejecutarlo, desde la ventana del DOS, marcar (como en el caso del Ping) cualquiera de las dos formas siguientes:

Tracert  204.123.2.75

Tracert  altavista.digital.com

En ambos casos, el programa contesta con un detalle de los saltos ("Hops") que sufre la transmisión a lo largo de su ruta (hasta un máximo de 30), por tanto muy útil para comprobar en que zona se producen retrasos. La respuesta puede tener el siguiente aspecto:

Tracing route to altavista.digital.com [204.74.103.37]

over a maximum of 30 hops:

1 195 ms 180 ms 179 ms 172.16.1.21
2 171 ms 178 ms 183 ms 172.16.100.4
3 * * * Request timed out.
4 1532 ms 210 ms 235 ms 10.53.252.4
5 229 ms 222 ms 240 ms 194.179.16.193
6 376 ms 308 ms 272 ms 194.179.3.129
7 237 ms 219 ms 205 ms 194.69.226.5
8 237 ms 267 ms 216 ms 194.69.227.33
9 693 ms 435 ms 488 ms borderx2?hssi3?0.PompanoBeach.mci.net [204.70.92.121]
10 * * 582 ms core1?fddi?1.PompanoBeach.mci.net [204.70.92.33]
11 593 ms * 329 ms core1?hssi?2.Atlanta.mci.net [204.70.1.133]
12 418 ms 368 ms 415 ms core3.WestOrange.mci.net [204.70.4.1]
13 456 ms * 388 ms sprint?nap.WestOrange.mci.net [204.70.1.210]
14 452 ms 415 ms 422 ms f2.peer1.nyc1.genuity.net [192.157.69.49]
15 449 ms 422 ms 433 ms f11?0.core1.sjc1.genuity.net [207.240.24.177]
16 443 ms 409 ms 441 ms fe?11?0.border1.sjc1.genuity.net [207.240.1.147]
17 437 ms 486 ms 439 ms altavista.digital.com [204.74.103.37]

Trace complete.


Como puede verse, el resultado incluye una relación numerada de los saltos sucesivos que realizan los paquetes hasta su objetivo, junto con el nombre de la máquina y su dirección IP, y los tiempos utilizados.  Para cada nodo se dan tres valores de tiempo, en milisegundos, ya que por defecto se envían tres paquetes sucesivos a fin de obtener resultados más significativos.  Más sobre Tracert en el apéndice D ( Ap. D). 

§3.3  Otras herramientas

Existen otros programas para controlar la calidad de la llamada y la ruta; algunos son incluso capaces de representar gráficamente, sobre un mapamundi, el itinerario de los saltos.  Existen también servicios (de pago) en Internet que ofrecen una especie de versión cibernética del estado del "tiempo" en los diversos puntos de la red, dando estadísticas y mapas de todo tipo, incluso de la intensidad del tráfico en cada momento en cada zona.

Muchos de estos programas son shareware [11] y pueden descargarse, "bajarse" desde la misma Web.  Entre ellos tenemos:

Este programa es capaz de monitorizar prácticamente todos los aspectos de una conexión a Internet. e incluso tomar medidas correctoras en algunos casos.

Análogo a Tracert, pero mostrando de una forma gráfica el camino que siguen los datos en un mapa.

Matrix Information and Directory Service MIDS.  Este servicio cuenta con robots que monitorizan constantemente una gran cantidad de servidores en todo el mundo, confeccionando estadísticas que son trasladadas a mapas (que recuerdan a los mapas meteorológicos tomados por satélite) en los que puede seguirse la densidad de tráfico en la Red, bien desde un punto de vista global o por zonas.  Aunque el servicio es de pago, es un sitio interesante de visitar porque incluye algunos ejemplos de demostración del servicio para el visitante.  En cualquier caso es un buen ejemplo de los imaginativos negocios que florecen a la sombra del fenómeno Web.

Es un servicio de la compañía Clear Ink (Walnut Creek, California), del que se pueden obtener extractos del estado de las conexiones (y posibles problemas) de los servidores primarios de los ISP más importantes de USA, información que es actualizada constantemente de forma automática.  Entre otra información incluye: Nombre del proveedor, dirección IP (numérica) del servidor primario, % de paquetes perdidos desde estas conexiones, así como los valores mínimo, medio y máximo (en milisegundos) que tardan en mandarse y ser recibidos de vuelta una serie de 45 paquetes (lo que da idea de la velocidad de los servidores y del estado de las conexiones).

Se trata de la versión española de un servicio como el anterior (si no de la misma calidad técnica, si más cuidado), Entre muchas secciones, incluye comentarios y comparativas de calidad de servicio de los principales (si no todos) ISP españoles.  Las comparativas no solo incluyen datos recopilados de forma automática con "motores" de verificación y chequeo, también encuestas de opiniones de los usuarios a las que se da gran importancia.  Entre los datos que ofrece para cada ISP incluye: Puntuación de los usuarios, precio del servicio, velocidad y calificación global.  Toda la información se da a título gratuito.

El programa puede abrir una ventana que monitoriza en tiempo real la velocidad de la conexión (de Internet) que tengamos establecida.  Incluso permite establecer una alarma que nos avise si la velocidad de transmisión baja de un valor determinado de antemano, así como darnos el valor medio de la velocidad al final de una conexión.

  Inicio.


[1]  Denominados abreviadamente ISP ("Internet Service Provider");  nos referimos mas extensamente a ellos en ( 7.1).

[2]  En [1.g] se amplía este concepto.

[3]  Una conexión cualquiera de nuestra casa al otro extremo del mundo (o a la ciudad vecina), puede recorrer caminos que incluyan desde redes troncales "Backbones" OC-12 capaces de transportar 622 millones de bits por segundo, a la línea de un modesto modem a 14.400 bits por segundo. En el apéndice D ( Ap.D) se ha documentado un ejemplo detallado del camino seguido por los paquetes en un caso concreto.

[4]  MODEM: Acrónimo de Modulador-Demodulador. Es un dispositivo cuya misión básica es servir de conexión (puente) entre nuestro ordenador y la red telefónica convencional. Se comenta con mas detalle en el apartado 2.b

[5]  La pérdida de paquetes, que en teoría no debería producirse, es responsable de una parte del retraso ocasional de las conexiones de Internet. El porcentaje de paquetes que se pierden en una conexión se denomina "Chew" en la jerga de la Red.

[6]  Tiempo Real es una expresión muy comúnmente usada en informática para representar la respuesta o actuación de un sistema cuando está ocurriendo el suceso, en el mismo momento que se necesita dicha respuesta. Un símil comparativo en el mundo de la TV sería la transmisión en "Directo" versus "Diferido".

[7]  Denominada Internet II, engloba una serie de iniciativas que ayuden a desarrollar la Internet del próximo milenio*. Nos referimos a ella en el capítulo 11 (* esta nota data de 1998).

[9]  Tanto en este caso como en el siguiente (Tracert) se requiere que en el momento de la ejecución estemos conectados a Internet (a nuestro PSI) lo cual, en Windows 95/98 puede hacerse desde:  Mi PC    Acceso telefónico a Redes.

[10]  Explicaremos este concepto mas adelante al tratar del DNS ("Domain Name Service").  De momento nos basta saber que DN es una dirección IP traducida "al cristiano", para que la entiendan mejor los terrícolas.  Direcciones del tipo 204.123.2.75 están muy bien para los ordenadores pero "digital.altavista.com" es mucho mejor para un humano.

[11]  Un método de venta de programas bajo el lema: "Probar antes de pagar".  Puesto de moda en Internet especialmente.  En esta modalidad de venta, los programas pueden ser probados un cierto tiempo, generalmente de una semana a un mes, antes de decidir su compra . Por otra parte, los programas se descargan "Bajan" (en el argot de la Web) directamente desde el "Sitio" del autor hasta nuestro ordenador.

No confundir esta modalidad con Freeware, que son programas de dominio público, aquellos que su autor pone en la Web a libre disposición de quienes quieran utilizarlo.  Mas información sobre estas cuestiones en el Artículo 4.