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A un salto de todas partes - Enlaces de largo recorrido en la Internet actual

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Las comunicaciones intercontinentales de Internet se asientan sobre una compleja red de cables submarinos que forman su columna vertebral de comunicación global. Como parte de un trabajo en curso centrado en la criticidad de la red de cables submarinos, compañeros investigadores de la Universidad Northwestern y de la Universidad de Wisconsin-Madison y yo trazamos mediciones de traceroute a los cables submarinos como un primer paso hacia la comprensión de sus vulnerabilidades potenciales. 

Inicialmente nos propusimos seguir un enfoque presentado por primera vez en un documento de posición, partiendo de la suposición de que, dado un traceroute, se podría identificar el salto o enlace con la latencia más significativa y, si los routers asociados se encontraban cerca de desembarcos submarinos, que este enlace podría asignarse a uno o un puñado de cables. Por desgracia, un análisis preliminar de los conjuntos de datos de traceroute cambió esta suposición.

Aunque encontramos trazadores que se ajustaban a estas expectativas, también encontramos muchos otros en los que los enrutadores asociados a un enlace que atraviesa un submarino se encontraban muy al interior de los puntos de aterrizaje más cercanos, algunos hasta a 700 km. Un análisis más detallado reveló que muchos de estos enlaces de largo recorrido cubren distancias superiores a los 10.000 km y conectan todos los países del mundo.

Un mapa que muestra un enlace de larga distancia que conecta Seattle (EE.UU.) con Singapur y un enlace actual entre las dos ciudades, vía Japón
Figura 1 - Un enlace de larga distancia que conecta Seattle (EE UU) con Singapur. Los enlaces de larga distancia pueden ser una concatenación de varios segmentos de cable submarino, como PC-1, JIH y ASE en este caso.

Motivados por estas primeras observaciones, realizamos un estudio longitudinal de los enlaces intercontinentales de larga distancia y sus destinos preferidos. En un artículo que apareció en SIGMETRICS 2024, informamos sobre el primer estudio de esta infraestructura de larga distancia utilizando un gran corpus de datos traceroute recogidos en el borde de la red y que abarcan más de siete años. 

Nuestro estudio reveló una vasta red con enlaces que abarcan miles de kilómetros y nodos centrales que conectan hasta 45 países.

Aunque los enlaces de larga distancia pueden considerarse como la manifestación en la capa de red de los cables transoceánicos críticos, comprobamos que son sustancialmente más largos que cualquier segmento de cable submarino intercontinental, con un tiempo medio de ida y vuelta (RTT) de 130 ms, casi un 84% mayor que el RTT medio de los segmentos de cable submarino (70,76 ms).

Gráfico de frecuencia de distribución acumulativa que compara la latencia entre los enlaces de larga distancia y los segmentos de cable submarino
Figura 2 - Las distribuciones de latencia acumulada (en milisegundos) para los enlaces de larga distancia y la latencia calculada de los segmentos de cable submarino. El equivalente de latencia para los segmentos de cable submarino presenta una distribución más suave que la de los enlaces de larga distancia, con un RTT medio de 70,76 ms, frente al RTT medio de 130 ms de los enlaces de larga distancia.

Los puntos de terminación de estos enlaces están bastante alejados de los puntos de aterrizaje en ruta más cercanos. Concretamente, el 64% de ellos están a 500 km del punto de aterrizaje más cercano y, en el 10% de los casos, esa distancia supera los 3.513 km. Chicago, un "destino" popular, está a más de 1.000 km del punto de aterrizaje más cercano y, sin embargo, conecta más de 60 países en un solo salto.

Mapa mundial que muestra los destinos de aterrizaje por cable de los que Chicago (EE UU) está a un salto a través de cables submarinos.
Figura 3 - Chicago, EE.UU., está a un salto de 60 países.

Nuestro estudio contribuye al esfuerzo de la comunidad por crear mapas coherentes en todas las capas de Internet, desde el nivel de AS hasta la conectividad lógica y física, fundamentales para una serie de análisis importantes, desde el rendimiento y la solidez hasta la seguridad.

Esta nueva perspectiva abre un amplio abanico de direcciones prometedoras para futuras investigaciones, desde visiones alternativas de las infraestructuras de larga distancia hasta la exploración de sus propiedades clave y su estabilidad temporal.

Para saber más sobre nuestro estudio, lea nuestra ponencia 'A un salto de todas partes: Una visión de la infraestructura intercontinental de larga distancia', que presentamos en la Conferencia ACM SIGMETRICS 2024.

Colaboradores: Fabián E. Bustamante (Universidad Northwestern), Caleb J. Wang (Universidad Northwestern), Mia Weaver (U. de Wisconsin-Madison) y Paul Barford (U. de Wisconsin-Madison).

Esteban Carisimo es investigador postdoctoral en AquaLab, un grupo del Departamento de Informática de la Universidad Northwestern, cuya investigación adopta un enfoque interdisciplinar de la topología de Internet, incluidos los IXP, las CDN, la diversidad de tránsito y la congestión de la red.

Adaptado del post original que apareció por primera vez en el blog de APNIC.


Foto de Julia P VIA Flickr