Foto de los servidores de un centro de datos||||

Los hipergigantes sirven cada vez más contenidos a través de redes locales IPv6

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Hoy en día, la mayor parte del tráfico de Internet es servido por Akamai, Google, Meta y Netflix. Estos hipergigantes entregan la mayor parte del contenido a través de servidores distribuidos por todo el mundo. Estos servidores pueden ser on-nets (dentro de la red del hipergigante) u off-nets (alojados en otras redes, normalmente ISP).

Los servidores fuera de la red benefician tanto a los hipergigantes como a los ISP. Para los ISP, reducen la latencia de los usuarios y les permiten recortar costes, ya que ahora menos tráfico cruza los límites de la red. Los hipergigantes generan ingresos y minimizan la demanda de ancho de banda en los servidores on-net. Estudiar las estrategias de despliegue fuera de la red es crucial, ya que alteran los flujos de tráfico tradicionales de Internet y podrían ser vitales para tecnologías de próxima generación como la 5G, que requieren una baja latencia.

Mientras que los despliegues fuera de la red se han estudiado relativamente bien en la Internet IPv4, su huella en IPv6 ha permanecido poco clara hasta hace poco. Con el despliegue de IPv6 ganando tracción, era necesario un estudio similar en la Internet IPv6. Para abordar esta cuestión, yo e investigadores de la TUM, LAAS-CNRS e IPinfo realizamos un estudio, el primero de su clase, de las off-nets IPv6 de 14 hipergigantes, entre los que se encontraban grandes actores como Google, Meta, Netflix y Akamai, y comparamos su despliegue respecto a IPv4.

Encontramos redes IPv6 fuera de la red en 2.000 redes, en comparación con las más de 6.000 redes fuera de la red para IPv4. Google, Facebook y Netflix tienen las mayores huellas fuera de la red, desplegando servidores en nada menos que 1.300 redes IPv6 solamente. Además, la mayoría de los despliegues off-net IPv6 se realizan en redes que ya han desplegado off-nets IPv4.

En conjunto, constatamos que en lugar de optar por desplegar exclusivamente redes externas IPv6 en los ISP donde no existen IPv4, los hipergigantes intentan igualar sus despliegues IPv4.

¿Qué fracción de redes por continente despliega fuera de la red?

Estudiamos el despliegue de IPv6 fuera de la red de los tres principales hipergigantes por continente en función de su huella fuera de la red (véase la figura 1).

Gráficos de tres columnas que muestran el porcentaje de redes que Google, Meta y Netflix tienen offnets en Norteamérica, Europa, Oceanía, Asia, África y Sudamérica.
Figura 1 - Fracción de redes que dan servicio a la región y despliegan fuera de la red para los tres hipergigantes principales.

Nuestros resultados muestran que Norteamérica tiene la mayor fracción de redes cubiertas IPv6 fuera de la red de Google y Netflix, con alrededor del 20% de todas las redes IPv6 que dan servicio a los usuarios de la región. Meta tiene la mayor cobertura de redes IPv6 de Sudamérica, con más del 30% de las redes cubiertas.

Para los tres hipergigantes principales, la peor cobertura IPv6, con un 5%-13%, se da en África. El IPv6 supera al IPv4 con bastante frecuencia, siendo el más destacado en África. Como excepción al dominio de IPv4, Meta tiene una mayor cobertura IPv6 en cuatro continentes, lo que demuestra la determinación de Meta para impulsar la adopción de IPv6.

Curiosamente, encontramos el mayor número de redes, casi 700 para IPv6 y más de 1500 para IPv4, desplegando fuera de red para estos hipergigantes en Sudamérica. Nuestros hallazgos revelan que este agresivo despliegue fuera de la red en Sudamérica tiene su origen en una escasa presencia en la red de estos hipergigantes en el continente. 

¿Qué fracción de los usuarios de Internet tiene "acceso" a redes externas?

Aunque el número de redes cubiertas por las "off-nets" de una región pueda ser pequeño, la base de usuarios de Internet atendidos en la región puede seguir siendo considerable si las "off-nets" se despliegan de forma óptima, es decir, en redes que atienden a una fracción mayor de la población de usuarios. 

En el caso de Google (véase la figura 2), mientras que la cobertura de la población de usuarios IPv6 es ejemplar en Oceanía y Europa y superior a la media en América, pueden mejorarla sustancialmente en Asia y África.

Mapa de calor del mundo que muestra el porcentaje de usuarios de Internet de cada país atendidos por redes IPv4 e IPv6 de Google que alojan fuera de la red.
Figura 2 - Google: Fracción de usuarios de Internet de un país en ASes que alojan off-nets.

La cobertura de Meta es menor que la de Google en la mayoría de las regiones (véase la figura 3). Por ejemplo, Rusia está muy desatendida por las off-nets IPv6 de Meta, que sólo están presentes en dos redes rusas: Vimpelcom, que alberga IPv4 e IPv6, y AS Rostelecom, que sólo alberga off-nets IPv4. Éstas tienen una cuota de mercado colectiva inferior al 1% en IPv6 e IPv4. El despliegue de off-nets IPv6 en redes como Baxet y MTS puede mejorar la cobertura IPv6 en Rusia en más de un 50%.

Mapa de calor del mundo que muestra el porcentaje de usuarios de Internet de cada país atendidos por redes Meta IPv4 e IPv6 que alojan fuera de la red.
Figura 3 - Facebook: Fracción de usuarios de Internet de un país en ASes que alojan off-nets.

En regiones como China e Irán, conocidas por censurar Facebook y Google, encontramos off-nets en menos del 7% de las redes. Por el contrario, países como EE.UU. y los escandinavos tenían off-nets en hasta el 41% de las redes. Curiosamente, también encontramos un 40% de redes chinas con off-nets para el hipergigante chino Alibaba.

¿Cómo se compara el rendimiento de IPv6 fuera de la red con el de IPv4?

También evaluamos y comparamos el rendimiento fuera de la red IPv4 e IPv6 mediante mediciones basadas en la latencia para revelar si los despliegues fuera de la red IPv6 están a la par con los de IPv4, se están poniendo al día o si aún queda un margen de mejora significativo (véase la figura 4).

Gráfico de función de distribución acumulativa que muestra la diferencia de latencia para IPv4 frente a IPv6 para Google, Akamai y Netflix
Figura 4 - Diferencia de latencia (IPv4 - IPv6) para diferentes hipergigantes.

Nuestros resultados revelan que los principales hipergigantes mostraron un rendimiento similar en IPv6 e IPv4 para sus redes externas, siendo la mayoría de las diferencias de latencia inferiores a 5 ms.

Retos y trabajo futuro

Aunque descubrimos despliegues de IPv6 fuera de la red de varios hipergigantes, reconocemos que nuestras cifras para las redes de alojamiento fuera de la red son un límite inferior. Esto se debe al enorme número de direcciones IPv6, que hace inviable un escaneo total del espacio de direcciones.

En el futuro, tenemos la intención de confeccionar una lista más representativa de direcciones IPv6 para probar más direcciones IP en busca de fuera de red, descubriendo potencialmente más redes con fuera de red.

Por último, tenemos la intención de seguir rastreando el crecimiento de la huella IPv6 fuera de la red de los hipergigantes y realizar un estudio longitudinal en el futuro.

Para saber más sobre este trabajo, lea nuestro documento ACM CoNEXT 2024, Una primera mirada a la infraestructura hipergigante IPv6.

Fahad Hilal es doctorando en MPI-INF y se centra en las mediciones de Internet en la Internet IPv6.