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Antiguo 10/12/2004, 17:57   #4
Alfonso 
LÍDER CONCURSOS DEL FORO
 
Fecha de ingreso: 24/nov/2002
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3 Aspectos técnicos de las comunicaciones en Internet

§1 Sinopsis
En este capítulo hacemos una pausa en la historia de Internet, para detenernos en ciertas cuestiones técnicas cuyo conocimiento es imprescindible para entender medianamente el funcionamiento de la Internet y el porqué de algunas de sus características.
En realidad todo este capítulo se dedica a mostrar algunos detalles de como está constituido este gigantesco sistema de mensajería que es Internet.
El epígrafe 3.1 se dedica a exponer los protocolos de comunicación que se utilizan en este tipo de comunicaciones entre ordenadores.
El epígrafe 3.2 trata del sistema de direcciones utilizado; explicamos como es la dirección de cada usuario de la Red y como este sistema permite que cada mensaje llegue a su destino.
En los epígrafes 3.3 y 3.4 exponemos algunos de los problemas de comunicación que se presentan en este tipo de comunicaciones, diferenciando los que son debidos a las propias deficiencias de la Red y los que son debidos a una inadecuada configuración de nuestro propio equipo.
Los epígrafes 3.5 y 3.6 abundan en detalles complementarios acerca del sistema de direcciones de Internet, su estructuración jerárquica y otros detalles técnicos.
3 Aspectos técnicos de las comunicaciones

3.1 Conmutación de Paquetes; protocolos
§3.1.1 Generalidades
Ya hemos visto, que por una serie de razones (estratégicas) la información viaja troceada por la red. De hecho, los trozos o "paquetes" [1], cada uno con su dirección y remitente incluidos, es entregado a este gigantesco servicio de correos que se encarga de hacerlos llegar a su destino, y que el camino seguido por cada uno no es muy significativo. A la tecnología envuelta en el proceso se la denomina de "Conmutación de paquetes"; el hecho de que no haya caminos predefinidos ni lineas específicas para la transmisión es el corazón y la esencia del funcionamiento, de ahí el nombre: Red conmutable de paquetes ("Packet-switched network").
En ocasiones se ha considerado a Internet como un "sistema telefónico para ordenadores", y si bién es cierto que las comunicaciones de Internet se basan muy a menudo en la RTB [2] (la misma que sirve para transportar nuestras conversaciones), existen desde luego diferencias substanciales que conviene enfatizar.
En primer lugar, la RTB es lo que se denomina una red de circuitos conmutables ("Circuit-switched network"). Al establecerse una llamada se establece una conexión directa entre los dos teléfonos que conversan. Una vez que cesa la comunicación, se arreglan las conexiones de otro modo y parte de esos circuitos se utilizan para la comunicación entre otro par de abonados cualquiera. Si en un momento dado no hay un circuito libre para establecer la comunicación aparece la conocida vocecita: "Por saturación en la línea le rogamos vuelva a marcar en cinco minutos...". Como contrapartida, si conseguimos comunicación, la transmisión es virtualmente instantánea, y si en un momento dado permanecemos en silencio, se está desaprovechando la capacidad de transmisión de la línea [3].
Internet por su parte, dispone de un conjunto de ordenadores intermedios denominados enrutadores ("Routers"), que se encargan de enviar los paquetes de una red a otra por la vía que esté disponible en ese momento. Cada paquete puede seguir un camino diferente del siguiente, incluso en el caso de que el paquete tenga el mismo destinatario. No existe por tanto el concepto de un circuito establecido, ni aún durante el tiempo que dura la transmisión; no existe la posibilidad de: "Espere, la línea está ocupada", pero a cambio la transmisión dista mucho de ser instantánea. Si en un momento dado permanecemos inactivos, otros pueden estar enviando paquetes por la misma línea, con lo que la utilización de recursos es más eficiente.
El sistema consiste en que cada vez que un paquete llega a un "router", este mira su dirección de destino y lo reexpide (enruta) por el camino que mejor le parece en ese momento. Los paquetes van dando saltos "hops" por los enrutadores de Internet hasta que finalmente llegan al punto de destino, donde un software especial se encarga de ordenarlos. A título de ejemplo, el cuadro adjunto muestra los saltos que un día cualquiera tuvieron que seguir los paquetes desde un servidor Web en Canadá hasta mi ordenador (Sire) en Granada (España) para que pudiera "ver" una página cualquiera
Hop Dirección IP Nombre del servidor (router)
1 66.46.176.3
2 216.191.97.45 pos5-2.core2-mtl.bb.attcanada.ca
3 216.191.65.217 srp2-0.core1-mtl.bb.attcanada.ca
4 216.191.65.173 pos8-1.core2-tor.bb.attcanada.ca
5 216.191.65.243 srp2-0.gwy1-tor.bb.attcanada.ca
6 207.45.212.45 if-10-0-0.bb3.scarborough.teleglobe.net
7 207.45.220.129 if-5-0.core1.scarborough.teleglobe.net
8 66.110.8.130 if-4-0.bb8.newyork.teleglobe.net
9 207.45.198.90 ix-9-1.bb8.newyork.teleglobe.net
10 195.22.208.23 ge9-1-mil8-milb.mil.seabone.net
11 195.22.196.54 retevision-13-es-mi5.seabone.net
12 62.81.4.67 madr-r16.red.retevision.es
13 62.81.125.5 gran-r15.red.retevision.es
14 62.81.65.197 gran-r8.red.retevision.es
15 62.81.84.14 tejadasb-ic-gran.red.retevision.es
16 62.81.225.89 SIRE

Desde un punto de vista ingenieril, el procedimiento utilizado en Internet tiene sus prós y sus contras, responde a las exigencias originales de su diseño: una gran fiabilidad en las transmisiones, así como una utilización muy eficiente del ancho de banda disponible (capacidad de transmisión de los circuitos), la situación sería comparable con la de un sistema telefónico en el que pudieran hablar muchas personas por la misma linea a cambio de hacerlo lentamente si hay muchas solicitudes. El reverso es la lentitud, a veces exasperante de las comunicaciones en la mayoría del planeta (al menos al día de hoy, 1998); al extremo que alguien la ha denominado "World Wide Wait". Los retrasos que pueden sufrir los paquetes en su llegada hacen a este sistema bastante inepto para las comunicaciones en tiempo real, por ejemplo telefonía de voz.

§3.1.2 Unificando criterios
Desde sus comienzos, en la Red coexisten computadoras de muy diverso tipo, por lo que se hizo necesario un protocolo común y único, de forma que todas pudieran entender e interpretar correctamente la información que circula. Este protocolo se denominó TCP/IP. En realidad son dos acrónimos distintos; TCP son las siglas de "Transmisión Control Protocol", mientras que IP significa "Internetwork Protocol", y ya hemos visto que fueron propuestos originariamente por ARPA (Defensa Americana) como estándar de comunicaciones para intercomunicar las pocas redes existentes en aquellos momentos.
Independientemente de su significado concreto, TCP/IP ha venido a ser casi sinónimo de Internet, a todo lo relacionado con la Red y con este tipo de comunicación basado en la conmutación de paquetes. En la actualidad el concepto TCP/IP engloba toda una filosofía de operación, basada por supuesto en la conmutación de paquetes, pero mas que de dos protocolos, se trata de todo un conjunto ("suite") que constituyen la base del funcionamiento de Internet.
Concretamente, IP es un estándar que subyace en todas las comunicaciones de la red. Incluye todas las especificaciones necesarias para hacer inteligible a cualquier máquina la información contenida en cada datagrama (paquete) transmitido. Entre otras, el tamaño normalizado de las cabeceras, remite, códigos de control de integridad, etc. Uno de sus elementos mas destacados, lo constituye un sistema universal y unificado para establecer las "Direcciones" de los ordenadores de la red. A esto se le denomina Dirección IP ("Internet Protocol Address").
Así pues, en principio IP es el encargado de la transmisión de los datos, que sea posible su tránsito de un ordenador a otro, mientras que TCP [4] es el encargado de juntar los paquetes, pedir los que faltan (en su caso) y finalmente ordenarlos, puesto que, como hemos visto, la Red no garantiza la llegada de todos los paquetes ni tampoco que su llegada sea en orden. En realidad, TCP se encarga de "negociar" con el equipo remoto determinados parámetros que determinan algunos detalles del modo en que se realizará la transmisión (por ejemplo el tamaño de los paquetes). Una comunicación en Internet es siempre un activo diálogo entre máquinas, incluso cuando aparentemente solo estamos "recibiendo" información, por ejemplo al descargar un fichero.
Nota: Los protocolos de transmisión utilizados en redes pueden ser de dos clases: enrutables y no-enrutables. Como hemos señalado, los enrutadores son equipos intermedios que sirven para conectar redes diferentes (las redes pueden cubrir un edificio, un campus o un país). Para ello disponen de unas tablas en RAM [5] que contienen las direcciones (por ejemplo direcciones IP) de los equipos conectados a otras redes ("Gateways"), así como tablas con el estado de otros "routers", con el fin de mejorar el tráfico y evitar las conexiones congestionadas. Los protocolos enrutables como TCP/IP o IPX/SPX ("Internet Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange") pueden pasar entre diferentes redes a través de los enrutadores. Por su parte los protocolos no-enrutables que suelen utilizarse en redes pequeñas, como NetBEUI ("NetBIOS Enhanced User Interface") y DCL ("Data Link Control"), no pueden pasar a una red diferente de la propia.

§3.1.3 Descomponer el problema.
Los detalles técnicos de las comunicaciones por Internet son bastante complejos ya que están involucrados numerosos elementos software y hardware. Existe una larga cadena de sucesos y dispositivos entre el momento que señalamos la dirección (URL 5.2) de una página Web en nuestro navegador y el momento en vemos su contenido en pantalla, o entre el momento en que redactamos un mensaje de correo y este puede ser leído por su destinatario. Para mejor atacar el problema, éste conjunto de software (que controla el hardware) se divide física y conceptualmente en una serie de partes o capas, de forma que cada capa interactúa sobre la siguiente. En la parte superior está la capa que interactúa con el usuario humano; son los programas de aplicación como el Navegador Web o el programa de correo. En la capa inferior están los módulos que interactúan con el dispositivo físico (adaptador 7.2) por el que los datos salen y entran en nuestro ordenador (una tarjeta de red o un modem).
La razón de esta disposición en capas es de comodidad e interoperatividad. Lo normal es que distintas personas/empresas sean responsables de escribir el software de las diversas capas. Si la interfaz (modo de comunicación) de una capa con otra está estandarizada, es posible sustituir un dispositivo por otro (por ejemplo un modem RTB por uno ADSL) si necesidad de tener que cambiar todo el sistema. Solo hay que hacer que el módem y el adaptador ADSL se entiendan con las capas inferior y superior, de modo que resulten funcionalmente equivalentes. También es posible que un programador pueda escribir un nuevo navegador con solo preocuparse de la conexión con la capa inmediatamente inferior, desentendiéndose por completo de los detalles del resto de la cadena de transmisión. Este diseño de capas se denomina modelo OSI. En la página H12.2 puede verse un detalle del mismo.
Aunque las capas inferiores utilizan los protocolos TCP e IP antes mencionados, en realidad estos son solo algunos de los utilizados a lo largo de todas las capas. Para satisfacción de los más curiosos, en la sección 3.7 se expone una relación de los principales y la misión que tienen encomendada.

[1] Resulta así, que un paquete, que aquí se denomina marco ("Frame") es el "quantum" mínimo de información que puede transmitirse por la Red. El diseño de cada paquete está estandarizado, no así su contenido útil (la zona de datos). La estructura típica está formada por:
• Cabecera Ethernet de 14 bytes (suponemos aquí que la conexión se realiza sobre una red Ethernet H12.4)
• Cabecera IP de 20 a 60 bytes
• Cabecera TCP de 20 bytes
• Cabecera HTTP terminada en dos secuencias de nueva línea + retorno de carro CR+NL ("Carriage Return" + "New Line").
• Zona de datos de tamaño variable (el tamaño depende de varios factores)
Por dar una idéa de magnitudes podemos señalar que aunque un "Frame" Internet puede alcanzar teóricamente un tamaño de 64 Kbytes, las características de la red por las que debe atravesar son las que determinan su tamaño máximo o MTU ("Maximum Transfer Unit"). Por ejemplo, FDDI ("Fiber Distributed Data Interface"), un estándar para distribuir datos por fibra óptica a una velocidad aproximada de 100 M-bits-por-segundo, 10 veces mas rápido que Ethernet y casi el doble que T-3, permite un MTU de 4352 bytes, mientras que las redes Ethernet imponen una limitación de 1.500 bytes al tamaño de sus paquetes. Como lo normal es que en algún momento de su viaje los paquetes de Internet utilicen redes Ethernet, en la práctica el tamaño típico de los paquetes TCP/IP suele ser de 1500 bytes.
[2] RTB son las siglas de: Red Telefónica Básica, denominada PSTN (Public Switched Telephone Network) en la literatura inglesa; la red telefónica convencional que todos conocemos. Más información al respecto en el Apéndice J ( Ap. J)
[3] En realidad, las comunicaciones telefónicas en los paises desarrollados tienen algo que ver con las comunicaciones de paquetes. La voz solo viaja en forma analógica desde el teléfono del usuario a la central (el denominado bucle de abonado), allí es digitalizada y viaja en forma digital por el sistema telefónico hasta la central del otro usuario donde es vuelta a convertir en señal analógica antes de enviarla al teléfono del otro abonado. El proceso de comunicación entre centrales totalmente digital se basa en el protocolo SS7 (sistema de señalización 7) que permite establecer "circuitos virtuales", el resultado es que aunque los datos (voz) viajen utilizando una tecnología de multiplexación, la apariencia es que ambos interlocutores están enlazados por un circuito conductor exclusivo.
[4] El protocolo TCP fue inicialmente descrito en 1974 por Vinton Cerf ( A2.1a) y Bob Kahn en su artículo "A protocol for Packet Network intercommunications". Está documentado en RFC 793.
[5] RAM ("Random Access Memory") Memoria de acceso aleatorio que constituye la memoria principal o "Interna" del ordenador.
3.2 Direcciones IP.

§1 Sinopsis
Para que la información llegue a cada máquina, es necesario que estas tengan una "dirección" dentro de la red [1]. En el caso de Internet estas direcciones se llaman direcciones IP, y en principio a cada máquina de la Red se le asigna una (los mensajes incluyen las direcciones IP de las máquinas origen y destino).

§2 Métodos de difusión en tecnología de redes
Para entender mejor el sistema de direcciones de Internet, comenzaremos diciendo que en tecnología de redes se emplean dos métodos distintos, bridging y routing [2]. En el sistema bridging, las direcciones no contienen ninguna información sobre donde está la máquina a la que va destinado el paquete. El principio de funcionamiento supone que los paquetes circulan por "toda" la red. Todas las máquinas recibirán todos los paquetes, y solo prestarán atención a los que correspondan a su dirección. Esta técnica de transmitir en la que todos los elementos de la red reciban la información se denomina multi-difusión ("Broadcast") y es evidente que no resulta un sistema muy adecuado para redes medianas, grandes o de mucho tráfico, porque la sobrecarga del sistema se hace rápidamente insostenible. Las redes Ethernet y Token Ring pertenecen a esta primera categoría [3].
El routing por su parte es mas elaborado, se supone que (siguiera parcialmente) las direcciones contienen información sobre "donde" está el ordenador de destino dentro de la red, podríamos decir que se parece al sistema de direcciones del correo ordinario; esto hace posible la existencia de sistemas enrutadores ("Routers") que hacen seguir cada mensaje en la dirección adecuada. Es el sistema utilizado por Internet, ya que el bridging es impracticable para redes muy grandes. Es conveniente tener clara la distinción entre dirección y ruta; en este sistema (routing), la ruta está implícita en la dirección, pero su concreción está contenida en las denominadas tablas de rutas ("Routing tables"). Los sistemas routing suelen tener una estructura de niveles, en cada uno debe haber un equipo que se encargue de las tablas de ruta de ese nivel.

§3 Las direcciones IP
El sistema de direcciones de Internet, que data de los años 70, estableció un sistema jerárquico de direcciones, asignándose un número (dirección) a cada red (no olvidar que Internet es una red de redes) y un número a cada ordenador particular dentro de la red ("Host address"). El sistema estableció que las direcciones estarían contenidas en una etiqueta de 32 bits (4 octetos). Resulta así que cada máquina tiene una única dirección, que en binario tendría un aspecto como:
11001100011110110000001001001011

Para que la entiendan los "terrícolas", suele ser representada en números decimales mediante un conjunto de 4 cantidades separadas por puntos (una por octeto), con un un aspecto tal como por ejemplo: 204.123.2.75. Por esta razón este tipo de notación se conoce como representación decimal punteada ("Dotted decimal notation" 3.5). Por supuesto cada conjunto de cifras está comprendido en el rango entre 0 y 255 (cualquier cantidad fuera de dicho rango no corresponde con una dirección IP real). Las cifras de la izquierda son las mas significativas y van perdiendo peso hacia la derecha (exactamente igual que el sistema tradicional de numeración).
La dirección IP es lo mas parecido al número de teléfono de los ordenadores de la Red, solo que en esta jerga no se habla de "números de teléfono" sino de "direcciones IP". Cuando el navegador, un programa de descarga de ficheros o cualquier otro "llama" a una dirección IP, lo que hace en realidad es conectar (intercambiar paquetes) con el ordenador propietario de tal número (de tal dirección IP) [5]. Una estructura como esta (de 32 bits) ofrece un máximo teórico de 232 = 4.294.967.296 direcciones distintas. En el apendice A ( X.A) se amplía con algún detalle el esquema de direcciones adoptado.

Naturalmente, todo esto necesita una supervisión y control. Originariamente, era la NSF (National Science Foundation), la encargada de gestionar lo relativo a la organización de Internet, después delegó en Network Solutions, una compañía USA; esta colaboración recibió el nombre genérico de InterNIC, por último, a partir de 1998 es ICANN, una organización internacional sin ánimo de lucro. En la nota adjunta ( Nota-6) puede encontrarse una más amplia información respecto al estado actual de la cuestión y sobre el registro de dominios.

§4 Protocolo IPv4
El protocolo IP de 4 bytes usado actualmente (versión 4, IPv4) lleva mas de 20 años funcionando en Internet (es de los años 70, aunque la última revisión es de 1981) pero está alcanzando su límite, los expertos vaticinan que de seguir el ritmo actual de expansión, no podrá aguantar mas allá del 2010, por lo que se están estudiando alternativas, como las definidas en la versión 6 (IPv6, también conocida como IPng) que será su sustituto [6]. Entre los motivos principales que se citan para promover el cambio, está el agotamiento de la capacidad de direcciones nuevas en el sistema actual, también la emergencia de nuevas aplicaciones y modos de utilización de la Web, por ejemplo la computación personal portátil (nómada), las aplicaciones de ocio, la calidad del servicio y la seguridad en las comunicaciones (piense en todo lo relacionado con el comercio electrónico, por ejemplo).

[1] Aquí entendemos por dirección a un indicativo, que puede ser asignado a cada máquina y que es único para cada una de la red, permitiendo así identificarla del resto.
[2] Mantendremos la denominación original en inglés por ser mas extendida y por que las traducciones en español no nos parecen muy ilustrativas.
[3] Tanto Ethernet como Token Ring son tecnologías de Intranets, es decir, redes no muy grandes, de las que existen típicamente en oficinas y edificios de negocios. El problema es especialmente acusado en las redes Ethernet, que comienza a mostrar síntomas de degradación en sus prestaciones cuando se excede aproximadamente el 20% de su capacidad teórica; no puede esperarse que una Ethernet estándar corra a mas de unos 2 Mbps.
[5] Aunque por mantener el símil con el servicio telefónico hemos empleado los términos "llama" y "conecta", en este sentido la comparación no es afortunada, en realidad no hay tal llamada y conexión entre dos nodos de la Red (en el sentido telefónico), se trata mas bien de un intercambio de mensajes que son entregados a un servicio de mensajería (Internet) donde cada uno lleva la dirección de destino y el contenido sin posibilidad de ningún otro tipo de contacto o conexión.
[6] Microsoft: Introduction to IP Version 6
[url]www.microsoft.com/windows2000/techinfo/howitworks/communications/nameadrmgmt/introipv6.asp[/url]
This paper provides a foundation of Internet standards-based IPv6 concepts and is intended for network engineers and support professionals who are already familiar with basic networking concepts and TCP/IP.
3.3 Notas sobre calidad y problemas de transmisión

§1 Sinopsis
Podemos figurarnos que Internet es 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 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
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 1.998 (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:
Net Medic [url]http://www.vitalsigns.com[/url]
Este programa es capaz de monitorizar prácticamente todos los aspectos de una conexión a Internet. e incluso tomar medidas correctoras en algunos casos.

Visual Route [url]http://www.visualroute.com[/url]
Análogo a Tracert, pero mostrando de una forma gráfica el camino que siguen los datos en un mapa.

MIDS [url]http://www2.mids.org/weather[/url]
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.

Internet Weather [url]http://www.internetweather.com[/url]
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).

Dios Proveerá [url]http://www.areas.net/dp/[/url]
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.

DU Meter [url]http://www.dumeter.com[/url]
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.

[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 Þ 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.
3.4 Cuando no es problema de la Red

§1 Sinopsis
Mejorar la calidad de la conexión a Internet no solo es problema del estado de las conexiones telefónicas involucradas y de la rapidez de los ordenadores y "routers" en el camino; algunos parámetros dependen del propio ordenador y los dispositivos instalados, sobre todo de la configuración del Sistema Operativo. Para empezar, la propia conexión al exterior de nuestro equipo (el cordón umbilical que le une al universo exterior), debe estar correctamente instalado y configurado. La conexión suele ser de tres clases, aunque son posibles algunas mas [1]:

• Mediante tarjeta de red: Es el caso típico de empresas e instituciones que disponen de una intranet. Los equipos están conectados a dicha red y existe uno, o varios, conectados a Internet (LAN gateways) son las "puertas" de conexión de la intranet al exterior (Internet), puede que incluso esta pasarela sea lo que se denomina un servidor Proxi [2]. En este caso, es poco lo que podemos hacer al respecto, pues todos los aspectos de la conexión están bajo la tutela del administrador de la red. En estos casos consultar y comentar con dicha persona las incidencias y problemas para ver si están dentro de lo que se puede esperar o puede tomar alguna medida al respecto.
• Mediante conexión telefónica RDSI [3]: Si estamos conectados mediante este servicio, no tenemos propiamente un módem (no hay nada que modular, la transmisión es directamente digital) sino un dispositivo "adaptador", que nos habrá colocado el proveedor del servicio (la compañía Telefónica). Probablemente nuestra accesibilidad sea muy alta (en lo que respecta a la transmisión puramente telefónica). Los retrasos serán seguramente achacables a la propia idiosincrasia de Internet y las medidas posibles entran dentro de intentar lo que a continuación definimos como una "sintonía fina" de algunos parámetros de nuestro Sistema Operativo.
• Módem (tradicional): Esta será casi con seguridad nuestra circunstancia si estamos en nuestro hogar conectados mediante la línea RTB (Red telefónica Básica). En este caso es necesario que nuestro módem esté bien configurado para que responda a la máxima velocidad de lo que en teoría sea capaz [4].
• Módem de cable: Esta será probablemente la opción del futuro, una conexión de fibra óptica o coaxial por el que recibiremos todos los servicios, Transmisión de datos (Internet), Televisión, teléfono, radio, etc. Por el momento solo es accesible en determinadas zonas que disponen de este tipo de cableado (originariamente pensado para televisión por cable).
• Otros: Existen otras posibilidades de conexión mas avanzadas, pero solo son accesibles a grandes empresas y requieren equipos de conexión muy específicos y costosos, por lo que nos limitaremos a citarlas de pasada: ADSL (línea digital disimétrica de subscriptor) y conexiones T1, de alta velocidad pero muy cara de instalar y mantener [6].

§2 Ajustes
Ya hemos señalado que, en cada conexión, el protocolo TCP "negocia" algunos aspectos de la transmisión con el ordenador interlocutor. Algunos aspectos de esta negociación dependen de ciertos parámetros contenidos en unos ficheros de registro (System.dat y User.dat), el valor óptimo para estos parámetros no tiene regla fija, pues depende grandemente de las circunstancias de cada momento, estado y tipo de las conexiones con nuestro servidor, características de este, etc., de forma que encontrar el valor óptimo requeriría muchas pruebas, procediendo por tanteo. Windows tiene preestablecidos unos valores estándar, por defecto (que en el caso de Windows 95 no eran los mas adecuados para una conexión por módem). La opción sería modificar el contenido de los parámetros en los ficheros anteriores, cosa totalmente desaconsejable a no ser que sea un verdadero experto, sin embargo, existen varios programas que pueden realizar estas modificaciones de forma automática con más o menos acierto. Entre estos podemos citar:
TweakDUN


Este programa (shareware), puede modificar manual y automáticamente el valor de ciertos registros internos de Windows en orden a optimizar el rendimiento de las conexiones con Internet, especialmente a través de módem.
MTUSpeed.
Análogo al anterior; sintoniza los parámetros del sistema en orden a optimiza el rendimiento de las conexiones con Internet (Shareware).
Speed-O-meter
Este programa de Freeturtles.com no solo permite optimizar los parámetros de conexión si se está conectado a través de módem, también monitorizar las velocidades de entrada y salida de nuestra conexión IP, tanto en valores instantáneos como en tanto por ciento sobre el máximo teórico. Tiene la ventaja de ser freeware, el autor solo nos pide que le enviemos un e-mail si lo consideramos de utilidad.
Descarga [5]: Speed-O-meter Ver. 3.0 netspeed.zip 916 KB.

Nota: Los ajustes anteriores se refiere a una "sintonía fina" del sistema para funcionar de la mejor forma en Internet, y evidentemente no son estrictamente necesarios para el usuario normal que ocasionalmente navega o baja su correo.

[1] Ver: Byte 45 p.144 "Acceso rápido y barato a la red", donde se da un repaso comparativo a las diversas alternativas para el caso de una pequeña empresa con unos pocos ordenadores.
[2] Un ordenador especial que se conecta como puerta de acceso de una Intranet a Internet. Aparte de realizar esta conexión (Gateway) hacia/desde Internet, suelen realizar dos funciones adicionales: Por un lado, acelerar la comunicación porque, a veces, guarda los contenidos externos accedidos mas frecuentemente, de forma que es capaz de devolver las llamadas interiores a estos contenidos de forma instantánea; de otro, realizar funciones de seguridad y protección de la Intranet frente a posibles ataques desde el exterior.
[3] RDSI (Red Digital de Servicios Integrados). Un servicio telefónico en el que la conexión no está pensada para transmitir sonidos (como la tradicional), sino contenidos digitales (aunque utilizando los hilos de cobre convencionales). Mas información en el apartado 2.b.
[4] El programa NetMedic ( A3.3) mencionado en capítulos anteriores, hace un análisis bastante completo del comportamiento del módem y en caso necesario, puede incluso de tomar medidas correctoras (en lo que se refiere a los parámetros de Windows para módem).
Puede véase también: I. World n. 5 Mayo 98 "Entender los Modems".
I World n. 7 Jul-Agosto 98 p.44 "Navegar sin problemas"
[5] El programa está comprimido en formato ZIP, por lo que es necesario un descrompresor de archivos de este tipo para descomprimirlo. En caso necesario puede bajarse uno desde WinZip Computing, Inc [url]www.winzip.com[/url], donde puede descargarse una versión de evaluación, válida para 21 días, adecuada para descomprimir este tipo de ficheros.
[6] En el momento de escribir el original de estos apuntes (1998) la conexión ADSL era exclusiva de empresas; hoy (2002) son bastantes los hogares que en España empiezan a instalar este tipo de conexión, sobre todo en contratos de acceso con tarifa plana. Existen diversas modalidades de contratación, desde 256 Kbps hasta 2 Mbps.

3.5 Servicio de Nombres de Dominio (DNS)

§1 Sinopsis
El servicio de direcciones IP se estandarizó por primera vez en Septiembre de 1981. Como hemos señalado ( A3.2), estas direcciones son como el número de teléfono de cada computador de la red, y (actualmente) vienen representadas por 32 bits. Para facilitar su identificación (humana), este conjunto se considera formado por 4 octetos, que se representan por números separados por puntos, del tipo 145.10.34.3, lo que se denomina la notación decimal punteada ("Dotted-decimal notation"). En la figura se indica el proceso de traducción de los 32 bits a la notación decimal.
Para facilitar la introducción y el recordatorio de estas direcciones por los operadores, se usan nemónicos, es decir, nombres que si tienen un significado (del tipo: altavista.digital.com). De forma que a cada nombre (fácil de recordar e introducir) le correspondería una dirección IP; además el sistema de nombres hace mas evidente el sistema jerárquico de la estructura de direcciones ("Routing address") adoptada para Internet que detallamos a continuación, aunque para evitar confusiones, antes puntualizaremos la nomenclatura empleada:

§2 Nomenclatura
• Dirección IP: Un número de 32 bits; generalmente viene expresado en forma decimal punteada. Es importante recordar que estos "números de teléfono" de los ordenadores de la red corresponden a una red mundial; aquí no ocurre lo mismo que en el teléfono, donde dos abonados de ciudades o países distintos pueden tener el mismo número. Las direcciones IP son únicas y de su gestión se encarga ICANN , un organismo internacional.
• Nombre de dominio: Nombre alfanumérico que identifica un ordenador o conjunto de ellos (sub-red) en lnternet (red de redes).
Para entender el resto del asunto [1], es preciso establecer claramente el concepto de dominio, palabra que usaremos repetidamente a lo largo del texto. El concepto "dominio", que sugiere algo extenso, proviene de que las direcciones primitivas se referían a ordenadores de grandes instituciones, que pronto dejaron de ser ordenadores únicos, deviniendo en sitios donde a su vez existían varios ordenadores en red (Intranets). Por ejemplo: ucla.edu no era un ordenador aislado, sino a una serie de ellos.
Actualmente, la situación ha cambiado en parte, una misma máquina (o conjunto de ellas), sobre todo los sistemas de los PSI ( 7.1), albergan dominios de diversos clientes, por lo que el concepto de dominio se distanció del de máquina concreta o subred de ordenadores. En el estado actual, un dominio es meramente una concesión administrativa, se asocia con un nombre (único) y generalmente [2] referencia a una sola máquina en la red.
• Nombre de servicio ("Service name"): Una cadena alfabética corta que identifica un servicio específico de Internet ( A3.9), por ejemplo: HTTP, FTP, TELNET, etc.

§3 El sistema DNS
Para automatizar el proceso y hacerlo transparente para el usuario, en 1984 se estableció un servicio de traducción de nombres a números (y a la inversa) [3], por el procedimiento de incluir en algunos ordenadores del sistema, unas tablas que permitieran saber que altavista.digital.com equivale a 204.123.2.75.
Los ordenadores que contienen estas tablas se llaman Servidores de Nombre, abreviadamente NS ("Name Servers"); además de las mencionadas tablas disponen de un software capaz de responder a las peticiones de información. De esta forma, aunque las máquinas usan las direcciones numéricas nosotros podemos utilizar directamente los nombres de dominio. Sin embargo el sistema DNS tiene una finalidad adicional a la mera traducción de nombres a números y viceversa, y es que derivado al crecimiento desmesurado de Internet servidor de nombres no podía almacenar la tabla completa con la dirección/nombre de todos los ordenadores de la red (y menos mantenerla actualizada), por lo que se estableció una estructura jerárquica para los NS de forma que en la cúspide están los servidores de nombres raíz ("Root-Nameservers") que administran los dominios de primer nivel (ver a continuación). Estos contienen las direcciones de otros servidores que administran los diferentes dominios de segundo nivel y así sucesivamente. El proceso es parecido al que sigue una carta ordinaria en el sistema postal internacional. En realidad el servicio de Correos de cada país no tiene porqué saber donde está cada destinatario del mundo; en principio le basta saber como enviar una carta a su país de destino. Una vez en el país de destino el servicio central no necesita saber donde está cada dirección, basta que sepa enviarlo a la ciudad correspondiente. Dentro de esta puede ser redistribuida por zonas. Finalmente el cartero atiende una zona o barrio concreto y es capaz de saber con precisión donde está cada calle, cada número y cada piso.
Al sistema que resultó de todo esto se le denomina [4] Servicio de Nombres de Dominio DNS ("Domain Name Service"), es el "servicio" encargado de transformar nombres, como zator.com, en cifras, como 10.23.143.12; como veremos, el DNS también juega un papel importante en el sistema de tráfico del correo de Internet (e-mail). En el apéndice E ( Ap. E) se amplían detalles sobre los servidores de nombres.

§3.1 El Espacio de Nombres
Para los nombres se creó una estructura jerárquica denominada espacio de nombres ("Namespace") y ciertas reglas. Los nombres de dominio pueden estar formados por dos o más palabras separadas por puntos (recuerdan a sus ancestros numéricos [5] ), solo podían usarse minúsculas, y normalmente se estructuran de forma que la parte izquierda es la más específica y la derecha la mas general. Por ejemplo, la designación ibm.armonk.ny.us se refiere a un dominio de IBM en la ciudad de Armonk, estado de Nueva York en USA, otra empresa XYZ de la misma ciudad podría tener un dominio de nombre xyz.armonk.ny.us
Las estructuras de nombres dentro de los diversos países muestran grandes diferencias. En cualquier caso la responsabilidad de la administración de nombres de cada terminación es del administrador de cada país. En algunos prácticamente no existe estructura bajo la terminación genérica del país, en cambio en otros, existen clasificaciones genéricas de segundo nivel, con otras terminaciones (por ejemplo: .ac, .co, .go, .re, etc.), en otros existe una organización de segundo nivel basada en geografía política (caso de USA Nota-9) Finalmente, en otros países, los usuarios están directamente bajo el primer nivel (caso de España), donde todas las terminaciones son del tipo xxxxx.es sin más estructura.

§3.2 TLDs
Para la estructura se adoptó en forma de árbol invertido (ver figura ), a cada rama le corresponde un nombre alfanumérico [6]. Al nivel mas alto, la raíz, no se le ha dado ningún nombre especial. Debajo de este están los nombres de dominio de alto nivel, TLDs ("Top Level Domain Names"). En este nivel se establecieron en principio 8 dominios genéricos (una especie de apellidos) que englobarían los diversos dominios según un esquema que dependía del tipo de institución que utiliza el nombre. Los TLDs originales de ARPANET eran 4 a los que posteriormente se añadieron otros 4, son los siguientes:
.com Empresas comerciales.
.edu Educacional (Universidades y colegios).
.org Organizaciones de fin no lucrativo.
.net Redes de ordenadores independientes pero conectados a Internet
.int Internacional.
.gov Gobierno (Organismos oficiales USA)
.mil Organismos militares USA
.nato Organización del Tratado del Atlántico Norte (OTAN/NATO).

Con la explosión de Internet, cuando ya había instituciones y organismos de los cinco continentes y prácticamente de todos los países, hubo que ampliar el sistema, utilizando terminaciones que recordaran al país correspondiente, por ejemplo:



.es España
.uk Reino Unido
.fr Francia
.gi Gibraltar (con protestas por parte de España)
.va Vaticano

Parece ser que con esto se acaban los nombres "Top Level", pues el referido documento reconoce que es altamente improbable que se incluyan nuevas clases (terminaciones) en lo sucesivo [8].
Nota: En la página adjunta ( Nota-7), se incluyen algunos detalles de las previsiones que se hicieron para los usos de las 8 terminaciones genéricas originales; en ( Nota-8).se incluye un listado de estas terminaciones a la fecha (1999).

§3.3 Debajo de estos cuelgan los dominios de segundo nivel (2LDs), por ejemplo zator.com. Por debajo este segundo nivel se pueden crear estructuras de nombres de tercer nivel (3LDs) pero que son ya responsabilidad de las organizaciones propietarias del dominio de segundo nivel.
Nota: Como el lector habrá supuesto, el dominio raíz y los de alto nivel (TLDs ) son responsabilidad de las autoridades de registro de nombres de Internet (ICANN ).

En el caso de la figura anterior, la interpretación de los nombres de dominio terminados en ibm.com está a la discrecionalidad de IBM, que gobierna el área que pueda colgar de su "rama" [11] (el espacio de su nombre de dominio), también conocido como zona de autoridad ZoA ("Zone of Authority"). Por ejemplo: si la empresa Ford Motors tiene un dominio, digamos ford.com, puede establecer sucesivos niveles correspondientes a sub-redes o máquinas específicas dentro de su organización: spain.ford.com, international.ford.com, france.ford.com, etc.

§4 ICANN
El organismo internacional que gestiona estos aspectos de Internet es el ICANN ( Nota-6); una de sus misiones es gestionar la concesión de nombres de dominio, y sus correspondientes direcciones IP, en este sistema telefónico mundial de ordenadores que es el sistema DNS.
Actualmente (2002), el núcleo del sistema de nombres lo constituyen 13 ordenadores especiales repartidos por el mundo y controlados por la ICANN, que contienen tablas con los nombres de dominio y sus correspondientes direcciones IP de todos los 2LDs del mundo. Estos ordenadores, denominados servidores raíz o también TNS ("Top Name Servers"), contienen todos la misma información, y constituyen el corazón del sistema de Internet; el hecho de ser 13 es para repartir la carga de trabajo, y el contener todos la misma información permite que cada uno sirva de copia de seguridad a los demás. Sin embargo su distribución no es muy homogénea: diez de ellos están situados en Estados Unidos, dos en Europa (Londres y Estocolmo) y el último en Japón [9].
Nota: Los TNS fuero noticia en Octubre del 2002 porque se detectó un ataque informático a gran escala contra estos servidores en un intento de colapsar la Red. Sin embargo, y a pesar que un servidor de este tipo atiende (2002) una media de 270 millones de consultas diarias, el ataque no tuvo consecuencias apreciables porque fue detectado a tiempo. El último accidente serio en los servidores se remonta a 1997, cuando un enrutador mal configurado provocó el colapso de la Red.

Un 2LD puede pertenecer a una institución importante, que físicamente dispone de un ordenador propio o incluso toda una sub-red conectada a Internet; también el caso opuesto: una pequeña empresa (o particular) que no mantiene servidor Internet propio, utilizando para esta función un ordenador (de su PSI) compartido con otros. En cualquier caso, gran empresa (un dominio-varios ordenadores) o pequeña (un ordenador-varios dominios), ambas tienen una zona potencial de autoridad (ZoA), y son responsables de resolver las direcciones que hubiera en ella. Si se trata de una gran empresa (caso de Ford), esta tiene su propio servidor de nombres para resolver los nombres bajo su ZoA, en cambio, si es pequeña (caso de Zator), lo mas probable es que no mantenga servidor propio de nombres, delegando esta función en su PSI, en este caso Nostracom, compañía que a su vez contrata el segundo servidor [10] a la compañía British Telecom, por lo que las direcciones de los servidores primario y secundario correspondientes a zator.com son:
Nombre de dominio DN Dirección IP
NS.NOSTRACOM.COM 212.163.0.2
NS2.BT.ES 212.49.128.66

cuando alguien, en cualquier parte del mundo, pregunta por una dirección, digamos xxx.zator.com, los TNSs ("Top Name Servers") envían la llamada al servidor ns.nostracom.com (212.163.0.2) que a su vez puede informar sobre cualquier dirección IP relativa al dominio zator.com, entre ellas la del host que atiende el servicio. Así pues, los servidores de nombres de dominio son sistemas que pueden dirigir a otros servidores de nombres que pueden dirigir a otros..., hasta que finalmente se encuentra el que realmente contiene la información buscada (para comenzar las búsquedas los ISP suelen cargar en sus máquinas las direcciones de los servidores de dominio de alto nivel TNS).

El resultado de todo esto es que después de los servidores "maestros", existen dispersos por el mundo millares de otros ordenadores que periódicamente copian la información de los servidores raíz; son los Servidores de Nombres de Dominio ("DNS Servers" o simplemente "resolvers"). Estos servidores se localizan en redes institucionales o en proveedores de servicios de Internet ISPs (normalmente ISP y servidor DNS son el mismo), de forma que pueden ser consultados fácilmente, devolviendo la dirección IP de cualquier nombre de dominio que se interrogue.
Puesto que existen millones de servidores, es imposible que cada uno tenga actualizada la tabla de conversión, como por otra parte, existen cientos de miles de servidores DNS y no sería práctico ir preguntándoles a todos. La estructura piramidal, tanto en los nombres posibles como en los servidores, estableciéndose unos servidores "raíz" y una estructura de nombres cuyo último eslabón es el "dominio", hace que no sea necesario buscar en todos sino que con una serie muy pequeña de consultas, se resuelva la incertidumbre.
Ya vimos que ICANN, auxiliada por empresas colaboradoras autorizadas, es la organización encargada de mantener el sistema mundial de servidores de nombres de dominio primarios, pero durante mucho tiempo, cuando la gestión estaba en manos de Network Solutions, existían delegaciones regionales con representación a su vez en cada país; estas representaciones mantenían el servidor encargado de contestar las preguntas de su propia terminación. EsNIC en España, un departamento de Rediris, dependiente del CSIC, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (en España, como en USA, Internet empezó por las instituciones científicas y de educación).

[1] El lector atento observará que a partir de este punto hacemos una trasposición sutil, sustituyendo el concepto "Dirección de una máquina en la red" por el de "Dirección de un dominio" (concepto este último mucho mas preciso) que no hay que confundir con el anterior. Una máquina física puede tener de hecho muchas direcciones en la red (puede servir a muchos dominios).
[2] Por supuesto se sigue dando el caso de que algunos dominios (de grandes Compañías, Universidades, Instituciones, etc.) no están constituidos por una sola máquina, sino por varias, formando sub-redes (a veces enormes) dentro de Internet.
[3] El concepto fue desarrollado inicialmente en la Universidad de Wisconsin en 1983. Posteriormente el sistema es introducido oficialmente en 1984.
[4] Utilizaremos NS para "Name Server" y DNS para "Domain Name Service". El "sistema".
[5] En contra de lo que podría parecer, no hay una correspondencia entre las palabras separadas por puntos (DN), y los números de la dirección IP. De hecho, una dirección IP es de cuatro números separados por puntos, y un nombre de dominio puede tener dos, tres, cuatro o más palabras separadas por puntos.
[6] La asignación de nombres de dominio DNs, es totalmente distinta de la asignación de direcciones IP
[8] A pesar de lo anterior, en Noviembre del 2000 seguía el debate sobre la creación de nuevos TLDs. Ante la gran congestión existente en las terminaciones .com, supuestamente se añadirían las siguientes: .web .firm .store .arts .nom .info .rec. Finalmente, en 2001 se zanjó la polémica añadiendo las terminaciones .biz, .info, y .museum; las dos primeras pueden ser registradas por personas o empresas privadas. Por ejemplo: zator.biz y zator.info; la última está dedicada a los museos.
[9] De los 10 servidores situados en USA, cuatro están en California, y seis en el Este (cuatro en Virginia y dos en Maryland). Puede consultarse la situación de estos servidores y las organizaciones responsables de su mantenimiento en [url]http://www.quands.info/misc/websf1.gif[/url]. A su vez, en
el servicio WHOIS de InterNIC [url]http://www.internic.com/[/url], pueden consultarse las direcciones de los servidores de nombre primario y secundario para cualquier dominio de segundo nivel.
[10] Como se indica en el apéndice E ( Ap. E), por razones de seguridad, se establece que debe haber un mínimo de dos servidores por dominio que contengan la misma información (Primario y Secundario respectivamente); se recomiendan tres y un máximo de siete.
[11] No se olvide que un dominio puede ser a su vez raíz de una estructura arborescente de cualquier complejidad.
3.6 Direcciones IP dinámicas

§1 Sinopsis
Hemos visto ( A3.2) que las direcciones IP vienen a ser como el "número de teléfono" de los ordenadores en la red. Cuando conectamos a Internet por RTB mediante un modem, es evidente que si nos llega la información es porque tenemos una "dirección" en Internet, esta dirección IP nos la asigna nuestro proveedor PSI ( 7.1) de entre un cierto número de ellas que tiene disponibles.
Nota: No confundir esta dirección IP con el número de teléfono convencional de la compañía Telefónica mediante el que realizamos la conexión con nuestro proveedor PSI.

Aprovechando que no están conectados 24 horas al día los 365 días del año, lo que hacen los PSIs con los abonados de conexión telefónica, es utilizar una cualquiera de las que tienen libres para asignarla al cliente que se conecta en ese momento. Esto es lo que se llama asignación dinámica de IPs, o IPs dinámicas. Si nuestro PSI tiene, digamos 255, direcciones IP disponibles, puede aceptar en cualquier momento un máximo de 255 clientes conectados simultáneamente (debe tener por supuesto 255 líneas de acceso telefónico conectadas a su servidor Web, posiblemente mediante un servidor de terminales al que aludíamos en 4.4).
Por tanto, resulta más que probable, que no nos corresponda la misma dirección IP para cada conexión sucesiva. De hecho las IPs dinámicas son un método de economizar direcciones compartiéndolas entre muchos usuarios potenciales. La contrapartida es que, como no tenemos siempre el mismo "número de teléfono" en Internet, no podemos decirle de antemano a un amigo cual es nuestra dirección IP [1].

Nota: Por lo general existe cierta tendencia a confundir su dirección IP con su dirección de correo. La dirección IP es el "número de teléfono mundial" que nos corresponde en cada conexión que hacemos a lnternet, mientras que una dirección e-mail (de correo electrónico) es la dirección de nuestro buzón, que no cambia nunca (a menos que cambiemos de PSI). Cuando alguien nos envía un e-mail, el servidor de correo de nuestro PSI lo deposita en nuestro buzón; mas tarde, cuando arrancamos nuestro cliente de correo, este busca automáticamente en nuestro buzón y se "baja" la correspondencia acumulada. Una vez que la transmisión ha finalizado con éxito, el servidor de correo del PSI borra el contenido del buzón en respuesta de una orden que se inicia en nuestro cliente de correo.

§2 DHCP
Los servidores que deben proporcionar direcciones IP dinámicas a sus clientes utilizan el protocolo DHCP ("Dynamic Host Configuration Protocol"). Este protocolo fue creado por un grupo de trabajo de la IETF ( A2.1a) con objeto de simplificar la administración de grandes redes IP, permitiendo que los equipos individuales de una red puedan obtener sus datos de configuración desde un servidor (DHCP). Esta posibilidad es especialmente útil, en especial para aquellos servidores que no tienen información exacta sobre los equipos individuales hasta que estos no recaban la información (caso típico de servidores de ISPs).
Cuando un equipo desea conectarse a Internet necesita una dirección IP, de forma que recaba una al servidor DHCP y este le asigna una de las que tiene disponibles. Los datos enviados son: Dirección IP; máscara de subred ("Subnet mask"), y puerta de enlace predeterminada ("Default Gateway"). En el apéndice A pueden encontrarse más detalles sobre estos conceptos.
Para conectarse a la red cualquier máquina necesita también la dirección de al menos un servidor de nombres (DNS). Esta dirección puede ser suministrada automáticamente por DHCP o permanecer como un dato fijo en la máquina que se conecta.
Nota: Cuando en Windows 95/98 establecemos una conexión telefónica a redes para preparar la conexión a Internet mediante módem, hay que responder ciertas cuestiones acerca de la configuración TCP/IP. En la figura adjunta se muestra el aspecto del cuadro de diálogo correspondiente.
En el ejemplo de la figura se ha señalado la opción "Dirección IP asignada por el servidor"; esta es justamente la opción que indica que utilizaremos direcciones IP dinámicas.
A su vez, la dirección del servidor de nombres puede ser asignada por el servidor o por el usuario. En este caso se ha elegido la segunda opción. Los valores indicados corresponden a los servidores DNS primario y secundario del servidor (PSI).
Las casillas en blanco señaladas como WINS principal y WINS secundaria corresponden a las direcciones de los servidores principal y secundario de un servicio análogo a DNS denominado WINS ("Windows Internet Name Service"), corresponde a un tipo de red de Microsoft que también puede utilizar los protocolos TCP/IP pero que no se utiliza para conexión entre redes, solo para pequeñas subredes departamentales o domésticas. En este caso la conexión se utilizará para Internet y por lo tanto no es de aplicación el servicio WINS.



§3 Conocer la dirección IP de una conexión
Si no disponemos de una IP fija (lo que solo es frecuente en empresas), en ocasiones puede ser interesante conocer la dirección IP que nos ha correspondido en una sesión. Este dato puede ser de utilidad en algunos casos. Por ejemplo para ejecutar juegos en Internet sin necesidad de servidores de juego o para que un amigo realice conexiones FTP con nuestro servidor.

§3.1 Windows 95/98
Windows 95/98 tienen un programa IPconfig.exe situado normalmente en el directorio Windows. Este programa debe ejecutarse desde una ventana MS-DOS, y acepta varias opciones en la línea de comando, que pueden obtenerse mediante:
ipconfig /H

La figura muestra la información proporcionada en el momento de una conexión a Internet a través de un PSI mediante un acceso telefónico a redes (mediante módem) [2].
Configuración IP de Windows 98

Nombre del host . . . . . . . . . . . : SIRE
Servidores DNS. . . . . . . . . . . . : 62.81.0.1
62.81.16.197
Tipo de nodo. . . . . . . . . . . . . : Difusion
Id. de ámbito NetBIOS . . . . . . . . :
Enrutamiento IP activado. . . . . . . : No
WINS Proxy activado . . . . . . . . . : No
Resolución NetBIOS usa DNS. . . . . . : No

0 Ethernet adaptador :

Descripción . . . . . . . . . . . . . : PPP Adapter.
Dirección física. . . . . . . . . . . : 44-45-53-54-00-00
DHCP activado . . . . . . . . . . . . : Sí
Dirección IP. . . . . . . . . . . . . : 62.81.225.38
Máscara de subred . . . . . . . . . . : 255.0.0.0
Puerta de enlace predeterminada . . . : 62.81.225.38
Servidor DHCP . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.255
Servidor WINS primario . . . . . . . :
Servidor WINS secundario. . . . . . . :
Permiso obtenido. . . . . . . . . . . : 01 01 80 0:00:00
Permiso caduca. . . . . . . . . . . . : 01 01 80 0:00:00

1 Ethernet adaptador :

Descripción . . . . . . . . . . . . . : Xircom Ethernet 10/100 + Modem 56 PC Card
Dirección física. . . . . . . . . . . : 00-10-A4-01-FF-F1
DHCP activado . . . . . . . . . . . . : Sí
Dirección IP. . . . . . . . . . . . . : 169.254.58.226
Máscara de subred . . . . . . . . . . : 255.255.0.0
Puerta de enlace predeterminada . . . :
Servidor DHCP . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.255
Servidor WINS primario . . . . . . . :
Servidor WINS secundario. . . . . . . :
Permiso obtenido. . . . . . . . . . . : 09 04 02 7:10:07
Permiso caduca. . . . . . . . . . . . :

También puede utilizarse la versión Windows, que es el ejecutable Winipcfg.exe (Windows IP Configuration tool).


Figura 1.


Figura 2
La figura-1 muestra el resultado en el momento de una conexión análoga a la anteriormente descrita (IPconfig.exe ).
La dirección IP indicada en la tercera ventana, en este caso 62.81.225.192, es la que ha correspondido a esta sesión. Como puede verse, aunque obtenida en el mismo equipo, es distinta de la indicada por la versión DOS (62.81.225.38) lo que nos indica que ambos resultados se han obtenido en sesiones de conexión distintas.

El programa ofrece otra pantalla con información ampliada pulsando el botón Más información. Esta segunda pantalla (figura-2), muestra información complementaria sobre el adaptador y sobre el servidor al que estamos conectados, permitiendo comprobar algunos datos adicionales de nuestra conexión IP.
La casilla "Servidor DNS" (con el valor 62.81.0.1 en este caso), se refiere a la dirección IP de los servidores de nombre de dominio (DNS) primario y secundario que estamos utilizando.
Nota: Para ver ambos valores hay que pulsar alternativamente el botón (...) a la derecha de la ventana.

§3.2 Windows NT/2000
Desde el símbolo del sistema ("Command Prompt") escribir: ipconfig /all; el valor buscado aparece en la línea señalada dirección IP ("IP Address").

§3.3 Linux
Ejecutar el programa ifconfig; el valor buscado aparece indicado como inet addr.

§4 Enmascaramiento
El enmascaramiento ("Masquerading") es una técnica que permite que varios ordenadores interconectados compartan una misma conexión a Internet. Por ejemplo un módem o (preferiblemente) una conexión RDSI o ADSL ( 7.1) que está conectado físicamente a uno de ellos.
Su finalidad es conseguir que la dirección IP Internet asignada al equipo propietario de la conexión pueda ser compartida por otros para realizar también comunicaciones con la Red, aunque desde el punto de vista del exterior Internet percibe un solo equipo conectado, el que realiza el enmascaramiento.
En cierta forma el equipo que efectúa la conexión física realiza también funciones de protección o cortafuegos ( 4.6) del resto, ya que los aísla del exterior, porque sus direcciones no son visibles desde fuera de la red local.
En UNIX y Linux el servicio es denominado enmascaramiento IP, mientras que en Windows se conoce como "Conexión compartida a Internet". En Windows9x es una opción que no se instala por defecto, debiendo seleccionarse expresamente en el panel de instalación correspondiente (Menú de Inicio Configuración Panel de Control Agregar o quitar programas Instalación de Windows Herramientas de Internet Conexión compartida a Internet).


[1] No olvidemos que nos estamos refiriendo a nuestras conexiones a Internet como clientes estándar de un ISP. Es decir, un cliente conectado mediante la red telefónica o mediante un módem de cable. Todo lo anterior no es óbice para que si contratamos un Dominio, este si tenga una dirección IP fija en Internet, es decir, cualquiera que quisiera acceder a nuestros contenidos tendría siempre que dirigirse a la misma dirección IP (la misma URL en el Navegador).
[2] El valor "Permiso obtenido" para el adaptador 1, corresponde a la fecha y hora del inicio de la sesión Windows. Si el adaptador no está siendo utilizado, como es el caso del adaptador 0 del ejemplo, este campo tiene un valor 0 que corresponde a las 0:00 horas del 1 de Enero de 1980.
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