Internet: evolución y futuro

Internet: evolución y futuro
Juan Quemada
Tribuna
1. El nacimiento y desarrollo de Internet En 1968 entra en funcionamiento ARPAnet, la primera red de datos. DARPA (Defense Advanced Research Project Agency
de EEUU) ha financiado su desarrollo en la búsqueda de nuevas redes capaces de sobrevivir a un ataque nuclear. ARPAnet utiliza una tecnología nueva, denominada
conmutación de paquetes, que permite construir redes capaces de reconfigurarse si algún nodo deja de operar. Enseguida aparecen otras redes basadas en la conmutación
de paquetes, tales como USENET (denominada EUNET en Europa), SNA, BITNET o RSAN e IBERPAC en España, surgiendo la necesidad de interconectar redes entre
sí. En 1974 un grupo de investigadores liderados por Vinton Cerf y Robert Kahn comienza el desarrollo de un protocolo capaz unir redes heterogéneas, en una única red
operativa. El nuevo protocolo recibe el nombre de "Internet Protocol" (abreviadamente protocolo IP), es decir protocolo "entre redes". La nueva red formada por la unión
de redes ya existentes, se denomina Internet porque hereda el nombre del protocolo que permite unirlas entre si, para formar una red de redes. Al protocolo IP se
complementa con los protocolos TCP (Transmisión Control Protocol) y UDP (Unified Datagram Protocol) que gestionan el transporte de información "extremo a
extremo" y unifican el interfaz de programación de aplicaciones. Este interfaz se denomina interfaz de "socket" y facilita mucho el desarrollo de aplicaciones debido a su
similitud con el interfaz de "pipes" que utilizan las aplicaciones del sistema operativo UNIX. Las primeras aplicaciones de Internet son simplemente generalizaciones de
aplicaciones de este sistema operativo, que al estar en código fuente son modificadas con facilidad. Por ejemplo el correo local entre usuarios da lugar al correo
electrónico, la utilidad "copy", que permite copiar ficheros de un directorio a otro, da lugar a los protocolos de transferencia de ficheros (FTP) o los gestores de acceso
compartido dan lugar a los protocolos de terminal virtual. La arquitectura TCP/IP (Figura 1) es el núcleo de Internet y su función es desacoplar las aplicaciones de las
tecnologías de red, permitiendo que Internet incorpore, sin que la red tenga que parar su funcionamiento, nuevas tecnologías de red a medida que aparecen, tales como
módems telefónicos, redes locales Ethernet, ATM, redes inalámbricas WIFI, MPLS o conexiones ADSL de banda ancha. Internet nace oficialmente el 1 de Enero de
1983 cuando varias redes del entorno de ARPAnet se unen en una única red utilizando la arquitectura TCP/IP. Internet crece imparablemente a partir de este momento,
expandiéndose durante los 80 en el mundo académico e investigador y transformándose durante los 90 en un servicio comercial que penetra en empresas y hogares. El
gran éxito de Internet hace que la red de redes crezca muy por encima del tamaño que sus diseñadores habían previsto y desplace a las demás redes de datos a nichos
marginales.
Figura 1. Arquitectura TCP/IP El crecimiento de Internet se debe al gran valor añadido que
aplicaciones como correo electrónico, transferencia de ficheros, foros, comunidades o la publicación de
documentos Web, dan a los usuarios. Aunque la aplicación más usada ha sido y es el correo electrónico,
la estrella indiscutible es el "World Wide Web", propuesto en 1989 por el investigador británico Tim
Berners-Lee. El Web permite publicar en la red documentos que incluyen referencias de unos a otros. El
Web también permite crear servicios interactivos, tales como el comercio electrónico, la administración
electrónica o los buscadores de información. Desde el punto de vista técnico el Web tiene 3 componentes:
el URL (Uniform Resource Locator) que identifica un documento o servicio en la red, el lenguaje HTML
(HyperText Markup Language) con el que se crean los documentos electrónicos y el protocolo HTTP
(HyperText Transfer Protocol) que permite acceder a documentos y servicios accesibles a través de Web.
La explosión de contenidos accesibles a través de la red ha convertido Internet en una enorme
enciclopedia donde la información y el conocimiento se producen y actualizan de forma descentralizada
por los millones de usuarios de la red. La enorme eficacia de los buscadores de información, como
Google, permite encontrar cualquier información de forma casi instantánea y está creando una auténtica
revolución en la gestión de la información y el conocimiento. El crecimiento de Internet crea en seguida
problemas de seguridad. Los primeros usuarios de Internet se comprometían a seguir un código de buena
conducta ("Internet Code of Conduct"). Eran investigadores interesados en utilizar Internet como un foro
abierto donde experimentar, comunicarse y colaborar, y no solían romper el código. Con el crecimiento
de los 90, Internet se transforma en un entorno hostil donde acechan virus, cyber-delincuentes, hackers,
gusanos, etc. Esto lleva a aislar las redes corporativas o institucionales en Intranets (redes internas)
seguras utilizando unos dispositivos denominados cortafuegos (firewall en ingles). Desde una Intranet es
posible acceder a Internet, pero no en sentido inverso. La aparición del comercio electrónico obliga a
desarrollar el protocolo HTTPS capaz de realizar transacciones seguras. HTTPS es una versión segura del
protocolo HTTP del Web, que cifra y autentica las operaciones, permitiendo un comercio electrónico
razonablemente seguro a través de una Internet pública llena de peligros. Con estos mecanismos se
consigue cierta protección frente a los peligros que acechan en la Internet pública, pero aun está pendiente
el desarrollo de un marco de seguridad integral en Internet. Otro problema de Internet es el agotamiento
de las direcciones. El protocolo IP se diseño en los años 70 para un máximo de aproximadamente 4000
millones de ordenadores conectados a la red. Esta cifra parecía inalcanzable porque dominaban los
grandes ordenadores. El microprocesador y los primeros PCs ya existían, pero los diseñadores de Internet
no fueron conscientes del impacto que iba a tener. A principios de los 90 se detecta escasez de direcciones
y se introducen soluciones (CIDR, NAT, DHCP, PPP, etc.) que palían el problema y permiten satisfacer
la enorme demanda de conectividad. Las soluciones que permiten mayor ahorro de direcciones, NAT y
PPP, rompen un principio básico de Internet "la conectividad extremo a extremo de las aplicaciones",
cambiando significativamente la arquitectura de la primera Internet. En paralelo se forman grupos de
trabajo en IETF para buscar soluciones sólidas a la escasez de direcciones. Estos grupos convergen en
1998 con la propuesta de una nueva versión del protocolo IP, que se conoce como IPv6 (IP versión 6),
para diferenciarla de la versión de IP actual, conocida como IPv4 (IP versión 4). IPv6 esta actualmente en
fase de despliegue. Internet también ha creado problemas a los proveedores de servicios de
telecomunicación, porque ha cambiado radicalmente los modelos de negocio. Muy pocos fueron capaces
de predecir el enorme impacto de Internet y su evolución ha estado controlada en muchos casos por
pequeñas empresas que apostaron en el momento adecuado y crecieron vertiginosamente hasta
convertirse en pocos años en enormes multinacionales. El mejor ejemplo es la empresa CISCO Systems
que fue pionera en la fabricación de routers y se convirtió en una década en una de las mayores
multinacionales del mundo. Internet ha generado grandes volúmenes de negocio para los productores de
equipos y los proveedores de aplicaciones y de servicios de usuario final. En cambio, Internet ha generado
menor volumen de negocio para las operadoras que dan servicio de acceso a Internet, denominadas ISPs
(Internet Service Providers). Internet se gestiona por ISOC (Internet Society) desde su creación en 1986.
ISOC encomienda a IETF (Internet Engineering Task Force) la realización de las normas técnicas y a
ICANN la asignación de direcciones. La estructura de ISOC es muy participativa, poseyendo mayor
capacidad de innovación y de reacción frente a problemas que otras organizaciones de normalización
donde la burocracia ralentiza mucho los procesos. La importancia del Web lleva a la creación del W3C
(World Wide Web Consortium) en 1994 para la definición de las normas técnicas que definen su
arquitectura. ISOC y W3C son los dos organismos que más influencia tienen actualmente sobre la
evolución de Internet. 2. Hacia una Internet de Nueva Generación Internet se ha convertido hoy en una
herramienta indispensable en múltiples procesos económicos, sociales, etc. Esto hace que Internet sea un
componente necesario para el crecimiento y la competitividad de la economía, por lo que es importante
dotar a la red de una arquitectura capaz de soportar los ritmos de crecimiento e innovación que la
economía pueda demandar en el futuro. Las soluciones transitorias dadas a los retos y problemas surgidos
durante la gran expansión de los 90 fueron parches para sobrevivir a la situación, por lo que la red se
encuentra actualmente en un proceso de renovación de su arquitectura, que utilizando la experiencia de
las casi 3 décadas de existencia de Internet, debe proveer soluciones sólidas y duraderas a los problemas
planteados. Internet ha estado siempre evolucionando y aunque esta renovación es sólo un paso más en la
evolución de la red, se denomina la Internet de Nueva Generación porque es la primera redefinición
significativa de la arquitectura de Internet, que debe sustituir algunos de sus componentes más
importantes, tales como el protocolo IP o la arquitectura del Web. La nueva arquitectura está en vías de
despliegue y debe permitir un fuerte crecimiento, tanto del número de usuarios y terminales, como del
número de aplicaciones y servicios. Además debe hacer la red más accesible y fácil de usar. Los
principales retos abordados en esta redefinición de la red son:
Acceso ubicuo: dar acceso a Internet desde cualquier lugar, en cualquier momento y desde
cualquier terminal.
Cooperación entre aplicaciones: permitir que los servicios de Internet puedan cooperar y
utilizarse entre si, invocándose unos a otros.
Gestión del conocimiento: clasificar y gestionar de forma eficaz toda la información y el
conocimiento que existe en la red.
Comunicación multimedia: integración masiva del uso de voz, video y datos en los servicios de
Internet.
Crecimiento sostenible: definir una nueva arquitectura TCP/IP capaz de soportar en el futuro
crecimientos similares a los de los 90.
Nuevo marco de seguridad: que permita controlar eficazmente los delitos en la red.
Consolidación de los nuevos paradigmas de aplicación: P2P, GRID, sindicación de blogs, etc.
Esta renovación está afectando, tanto a los terminales, como a las conexiones de acceso a Internet, debido
a la fuerte demanda de mayor ancho de banda y de movilidad. Aunque el PC ha sido el terminal de acceso
tradicional, están apareciendo nuevos tipos de terminales que incorporan también acceso a Internet. Por
ejemplo: teléfonos móviles, agendas electrónicas (PDAs), consolas de videojuegos, el tablet PC o el
televisor. También están los nuevos modos de acceso que utilizan voz, interfaces tridimensionales o
sensores especiales. El enorme éxito de la telefonía móvil parece indicar que el PC irá cediendo su
hegemonía como terminal de acceso a los nuevos dispositivos móviles, especialmente a los teléfonos
móviles con acceso a Internet, que serán el motor del crecimiento de Internet en los próximos años. El
terminal fijo se conectará a través de enlaces fijos de mayor ancho de banda y quizá se comience a utilizar
el televisor como terminal de acceso a Internet. En una fase posterior serán los dispositivos empotrados en
sensores, vehículos, electrodomésticos y otros sistemas los que con alta probabilidad tomen el relevo y
pasen a ser el motor del crecimiento de la red, tal y como se muestra en la Figura 2.
Figura 2. El Crecimiento de Internet La renovación de la arquitectura es quizá la parte menos visible,
pero la de mayor dificultad y trascendencia para el futuro de la red. Las mejoras arquitecturales se gestan
normalmente en IETF o W3C, pasando por fases de definición, validación y mejora. Sólo se despliegan
de forma masiva, si después de superar estas fases, son aceptadas ampliamente. Las propuestas y
desarrollos más importantes que ya han comenzado el despliegue, son:
La nueva arquitectura del Web: redefinición de la arquitectura del Web realizada por el W3C que
permite tanto un marco de publicación de documentos de mayor calidad y eficacia, como la
cooperación entre servicios. La nueva arquitectura se basa en el uso del lenguaje XML, como
sustituto del lenguaje actual del Web (HTML), para definir documentos y datos en formato
electrónico. Además incluye el conjunto de normas conocidas como "Web Services" para soportar
la cooperación entre servicios interactivos de Internet. La nueva arquitectura del Web soporta
además internacionalización de contenidos, accesibilidad, interfaces multi-modales e independencia
de terminal, para que las nuevas aplicaciones soporten los requisitos de la nueva Internet.
Gestión del conocimiento: la creación de un marco que permita clasificar y gestionar la
información y el conocimiento que existe en la red es un reto importante, aunque todavía sin
resolver. El W3C ha propuesto un conjunto de normas que se conocen como "Web Semántico" y
aunque existen demostradores de gran interés, su implantación masiva parece mas difícil de lo
previsto. También han surgido los blogs sindicados como una vía sencilla de generar grandes
comunidades de conocimiento, que algunos denominan la Web semántica de los pobres. La
herramienta más efectiva para encontrar información en la red son los buscadores de información,
pero es necesario encontrar métodos mas sistemáticos de creación y clasificación de conocimiento.
La evolución de estas tecnologías es difícil de predecir.
La arquitectura de servicios multimedia: arquitectura de servicios multimedia definida por IETF,
permite integrar los servicios tradicionales del Web con servicios interactivos de voz, video, etc.
Utiliza los protocolos que permiten definir y establecer sesiones de voz, video y otros componentes
multimedia sobre IP desde páginas y servicios Web.
El protocolo IPv6: actualización del protocolo IP actual que permite un crecimiento sostenible de
la red en el futuro. Posee una cantidad enorme de direcciones, pero además es extensible, permite
conexión automática de ordenadores a la red, incorpora el protocolo IPsec de seguridad y mejora el
soporte a movilidad, calidad de servicio y comunicación de grupo. La transición a IPv6 será larga y
compleja, pero ha empezado ya en las redes académicas, el sudeste asiático, el DoD de EEUU, etc.
El nuevo marco de seguridad: El nuevo marco de seguridad incorpora los elementos de seguridad
ya mencionados como cortafuegos, HTTPS o el nuevo protocolo de seguridad IPsec, pero sobre
todo debe dotar de una identidad digital a los usuarios y recursos de Internet. La identidad digital
sirve para identificar a los autores de delitos de forma eficaz. Se necesitan además nuevas leyes y
servicios en la administración y en la policía, que están en desarrollo en la mayoría de los países,
incluida España.
Nuevos paradigmas de aplicación: la mayoría de servicios (Web, correo, FTP, ...) utiliza el
modelo cliente-servidor. La arquitectura de Internet debe incorporar otros paradigmas tales como,
P2P, GRID o la sindicación de blogs, que están demostrando una gran eficacia para crear grandes
comunidades de usuarios que colaboran entre si.
Todo parece indicar que estos van a ser los pilares de la arquitectura de la nueva Internet, aunque como
todo en Internet, su rechazo o sustitución por otras alternativas es posible, pero muy poco probable. El
despliegue de la nueva arquitectura tiene grandes dificultades y llevará tiempo, pero esta renovación es
necesaria para sentar las bases de una nueva Internet capaz de soportar otra vez décadas de crecimiento e
innovación. Por Juan Quemada. Director de la Cátedra Telefónica en la Universidad Politécnica de
Madrid para Internet de Nueva Generación. Este artículo resume el libro "Hacia una Internet de Nueva
Generación" publicado por la Cátedra Telefónica en la Universidad Politécnica de Madrid para Internet de
Nueva Generación. El libro está accesible en formato electrónico en:
http://internetng.dit.upm.es/papers/internetngv3.pdf. Solicitud de ejemplares impresos a través de:
http://internetng.dit.upm.es.