¿Qué es un punto de intercambio de Internet? | ¿Cómo funcionan los IXP?

¿Qué es un punto de intercambio de Internet?

Un punto de intercambio de Internet (IXP) es una ubicación física a través de la cual las empresas de infraestructura de Internet, como los Proveedores de servicios de Internet (ISP) y CDN, se conectan entre sí. Estas ubicaciones existen en el "perímetro" de diferentes redes, y permiten que los proveedores de red puedan compartir el tránsito fuera de su propia red. Al tener presencia dentro de una ubicación IXP, las empresas pueden acortar su camino hacia el tránsito procedente de otras redes participantes, reduciendo así la latencia, mejorando el tiempo de ida y vuelta, y reduciendo potencialmente los costes.

¿Cómo funciona un punto de intercambio de Internet?

En esencia, un IXP es una o varias ubicaciones físicas que contienen conmutadores de red que enrutan el tráfico entre las diferentes redes de los miembros. Mediante diversos métodos, estas redes comparten los costes de mantenimiento de la infraestructura física y los servicios asociados. De forma similar a cómo se acumulan los costes cuando se envía la carga a través de terceros, como por ejemplo a través del Canal de Panamá, cuando el tráfico se transfiere a través de diferentes redes, a veces esas redes cobran dinero por la entrega. Para evitar estos costes y otros inconvenientes asociados al envío de su tráfico a través de una red de terceros, las empresas que son miembros se conectan entre sí a través de IXP para reducir los costes y la latencia.

Los IXP son LAN grandes de la capa 2 (del modelo de red OSI) que se crean con uno o varios conmutadores Ethernet interconectados entre sí en uno o varios edificios físicos. Un IXP no difiere en su concepto básico de una red doméstica, y la única diferencia real es la escala. Los IXP pueden oscilar entre cientos de Megabits por segundo a muchos Terabits por segundo de tráfico intercambiado. Independientemente del tamaño, su objetivo principal es asegurarse de que los enrutadores de muchas redes se conecten entre sí de forma limpia y eficiente. En comparación, en casa lo normal es que solo se tenga un enrutador y muchos ordenadores o dispositivos móviles.

En los últimos veinte años se ha producido una gran expansión de las interconexiones de red, en paralelo a la enorme expansión de la Internet global. Esta expansión incluye el desarrollo de nuevas instalaciones de centros de datos para albergar equipos de red. Algunos de esos centros de datos han atraído a un gran número de redes, en gran parte debido a los favorables puntos de intercambio de Internet que operan en ellos.

¿Por qué son importantes los puntos de intercambio en Internet?

Sin los IXP, el tráfico que va de una red a otra dependería potencialmente de una red intermediaria para llevar el tráfico del origen al destino. Estas se conocen como proveedores de tránsito. En algunas situaciones no hay ningún problema en hacer esto: así es como fluye una gran parte del tráfico internacional de Internet, ya que es muy caro mantener conexiones directas con todos y cada uno de los ISP del mundo. Sin embargo, depender de un ISP troncal para transportar el tráfico local puede afectar al rendimiento, a veces debido a que el operador troncal envía los datos a otra red en una ciudad completamente diferente. Esta situación puede dar lugar a lo que se conoce como efecto tromboning (desvío de tráfico), en el que, en el peor de los casos, el tráfico de una ciudad destinado a otro ISP de la misma ciudad puede recorrer grandes distancias para ser intercambiado y luego volver de nuevo. Una CDN con presencia de IXP tiene la ventaja de que optimiza la ruta por la que fluyen los datos dentro de su red, evitando las rutas ineficientes.

BGP, el protocolo troncal de Internet

Las redes se comunican entre sí mediante el protocolo BGP (Border Gateway Protocol). Este protocolo permite que las redes delimiten limpiamente sus requisitos internos y sus configuraciones en el perímetro de la red. Todos los emparejamientos en los IXP utilizan BGP.

¿Cómo comparten los proveedores el tráfico en las distintas redes?

Tránsito

El acuerdo entre un cliente y su proveedor de tránsito. Un proveedor de tránsito ofrece a sus clientes una conectividad total con el resto de Internet. El tránsito es un servicio de pago. El protocolo BGP se utiliza para permitir que las direcciones IP del cliente se anuncien hacia el proveedor de tránsito y luego hacia el resto de la Internet global.

Emparejamiento

El acuerdo que se produce sobre cómo las redes comparten las direcciones IP sin un intermediario entre ellas. En los puntos de intercambio de Internet, la transferencia de datos entre las redes miembro no supone coste alguno. Cuando el tráfico se transfiere gratuitamente de una red a otra, la relación se denomina emparejamiento sin transacciones.

Tránsito de emparejamiento vs. tránsito de pago

Desgraciadamente, para algunas redes, la transferencia de datos no siempre es gratuita. Por ejemplo, es más probable que las grandes redes con una cuota de mercado relativamente igualitaria establezcan acuerdos de emparejamiento con otras redes grandes, pero pueden cobrar a las redes más pequeñas por el servicio de emparejamiento. En un mismo IXP, una empresa miembro puede tener distintos acuerdos con varios miembros diferentes. En casos como este, una empresa puede configurar sus protocolos de enrutamiento para asegurarse de que están optimizados para reducir los costes o la latencia mediante el protocolo BGP.

Desemparejamiento

Con el tiempo, las relaciones pueden cambiar, y a veces las redes ya no quieren seguir compartiendo la interconexión gratuita. Cuando una red decide poner fin a su acuerdo de emparejamiento, pasa por un proceso llamado desemparejamiento. El desemparejamiento puede producirse por diversas razones, como cuando una de las partes se beneficia más que la otra debido a los malos ratios de tráfico, o cuando una red simplemente decide empezar a cobrar dinero a la otra parte. Este proceso puede ser muy emocional, y una red desdeñada puede interrumpir intencionadamente el tráfico de la otra parte una vez terminada la relación de emparejamiento.

¿Cómo utilizan los IXP el BGP?

A través de la red local de un IXP, los diferentes proveedores pueden crear conexiones uno a uno con el protocolo BGP. Este protocolo se creó para permitir que redes dispares anuncien sus direcciones IP entre sí, además de las direcciones IP a las que han proporcionado conectividad en sentido descendente (es decir, sus clientes). Una vez que dos redes establecen una sesión BGP, sus respectivas rutas se intercambian y el tráfico puede fluir directamente entre ellas.

Interconexión IXP o PNI

Dos redes pueden considerar que su tráfico es lo suficientemente importante como para querer pasar de la infraestructura compartida de un IXP a una interconexión dedicada entre las dos redes. Una PNI (Interconexión de red privada) es simplemente una conexión de fibra oscura (normalmente en un único centro de datos o edificio) que conecta directamente un puerto de la red A con un puerto de la red B. El BGP es casi idéntico al de una configuración de emparejamiento de IXP compartido.