Bitsquevolen

Blog divulgatiu en telecomunicacions i aeronàutica de la comunitat EETAC

By

Per què la velocitat del teu ADSL és més baixa que el que promet l’operadora, i com mesurar-la (II)

Aquesta entrada és la segona part de la sèrie Per què la velocitat del teu ADSL és més baixa que el que promet l’operadora, i com mesurar-la que vol respondre la pregunta que potser us heu fet alguna vegada, o us ha fet algun amic o familiar: per què si la publicitat promet 20 Mbit/s, el meu ADSL m’ofereix una velocitat inferior? I, com puc fer una mesura fiable d’aquesta velocitat?

Els motius de la diferència de velocitat són diversos: 1) estat del cable, 2) estat de la xarxa, 3) protocols de la xarxa, i 4) política dels operadors. En aquesta entrada expliquem els punts tercer i quart.

Captura de pantalla 2014-03-01 a les 14.15.52

3)    Protocols de la xarxa

Els ordinadors i routers connectats a Internet dialoguen mitjançant unes regles de comunicació anomenades protocols. El més famós i important és l’Internet Protocol (IP), però hi ha un altre que utilitzem moltes vegades i que pot provocar que la velocitat d’accés canviï: es tracta del Transport Control Protocol (TCP). Sense anar més lluny, el TCP està sota qualsevol transmissió de contingut web (HTTP): planes web, streaming com el TV3 a la carta, etc.

Per què el TCP pot afectar la velocitat? TCP té com objectiu assegurar que tota la informació que li passa l’aplicació (per exemple, els fitxers que el servidor web vol fer-nos arribar) arribi correctament al destinatari. Per fer això, implementa uns comptadors i un sistema de retransmissions basats en confirmacions, de l’estil:

“T’he enviat fins el segment 15. Si et falta algun, demana-me’l”.

“He rebut el 14 i el 16. Per tant, el 15 s’ha perdut. Envia-me’l de nou”.

Indirectament, aquest sistema permet dues coses:

  • Control de flux: si l’ordinador que rep és molt lent, i qui envia és molt ràpid,  el receptor es pot saturar. Una manera d’adaptar la velocitat és que el receptor, com que va reconeixent les arribades al seu ritme, moduli la velocitat d’enviament.
  • Control de congestió: quan diversos fluxos de paquets corresponents a transmissions diferents coincideixen al mateix router, si aquest es congestiona, com que les confirmacions arriben més lentes, el que es provoca és que tots els fluxos baixin el ritme al que envien els paquets.

Per tant, el nostre test de velocitat pot estar afectat per la manera en que TCP s’està adaptant a l’estat de la xarxa. I de fet els tests de velocitat típics als que té accés un usuari residencial són sobre web i sobre TCP, com veurem més endavant.

4)  Política dels operadors

Finalment, alguns operadors poden limitar artificialment la velocitat amb la qual accedim a Internet, o si més no, la velocitat de certs serveis d’Internet. Això es pot fer configurant els routers, i és una limitació selectiva i buscada pels propis operadors, no una limitació tecnològica com la primera o d’operació com la segona que hem vist.

Un operador pot estar interessat a dificultar l’accés a certs continguts, per vàries raons:

  • Limitar l’ús de recursos que li estem causant. Per exemple, quan un usuari es baixa sèries de TV o pel·lícules d’una xarxa P2P (eMule i similars) està causant un gran trànsit que pot perjudicar els altres usuaris de la xarxa.
  • Impedir la competència. Per exemple, un operador que dóna accés a Internet i serveis de TV per xarxa, pot estar interessat a alentir l’accés a YouTube o a d’altres competidors del servei de TV. Un altre cas: molts operadors de telefonia mòbil bloquegen els serveis de telefonia IP gratuïts (com ara Skype) perquè va en contra del seu model de negoci (trucades convencionals tarificades).

Com que cada servei d’Internet (web, P2P, telefonia IP, TV sobre IP, etc) va per un port diferent[1], es pot configurar els routers per alentir o bé bloquejar els paquets IP associats a un cert servei.

Aquí apareix el concepte de Neutralitat de Xarxa. Tal com diu la Viquipèdia:

“La neutralitat de la xarxa es considera un dels principis fonamentals d’Internet, el qual es basa en l’exclusió de tota discriminació en funció de l’origen, la destinació o el contingut de la informació tramesa a través de la xarxa.”
“Cal dir que els equipaments tècnics que formen part de la xarxa d’Internet ja permeten ara mateix una gestió discriminatòria del trànsit. Així doncs, la discussió avui en dia se centraria en determinar si aquest principi cal que estigui com a dret garantit a les diferents legislacions.”
“La neutralitat de la xarxa exclou tota discriminació en funció de l’origen, la destinació o el contingut de la informació tramesa a través de la xarxa. Igualment, aquest principi garanteix que els usuaris no hagin d’enfrontar-se a cap gestió del trànsit d’Internet que limiti llur accés a les aplicacions i als serveis distribuïts a la xarxa.”

El principi de Neutralitat, que es pot resumir com “tots els paquets han de ser tractats iguals” és un tema de màxima actualitat que s’està discutint tant a nivell polític com tècnic. Atenció, tot i que social i políticament sembla que la neutralitat és desitjable, des del punt de vista tècnic no sempre és positiu – si tots els paquets es tracten igual, potser la telefonia IP patirà interrupcions perquè algú es baixa un fitxer simultàniament, o veureu la TV sobre Internet amb defectes perquè el servidor de correu està descarregant mails! De vegades és important poder prioritzar aguns serveis que ho requereixen, com és el cas dels audiovisuals sobre IP (Telefonia, TV, ràdio). Feu una ullada a aquesta entrada de  blog de la CNMC, que utilitzo a les meves classes:

http://cnmcblog.es/2010/10/19/reguladores-europeos-y-neutralidad-de-la-red/

I en aquest altre es descriu una aplicació web que el regulador alemany (l’equivalent de la CNMC) va preparar per fer proves de velocitat, però servei per servei, de manera que poden detectar si algun operador viola la neutralitat de xarxa i està alentint o bloquejant algun servei concret:

http://cnmcblog.es/2013/05/08/un-test-con-el-que-comprobar-la-neutralidad-de-la-red/

Un altre cas en què una decisió política de l’operador pot afectar la velocitat amb la que accedim a un servidor: els acords d’interconnexió (peering). Internet és una xarxa de xarxes; és a dir, és la federació d’uns 70000 operadors diferents (xifra a data de gener de 2014, ja que segueix creixent), anomenats Sistemes Autònoms (Autonomous Systems, AS) i identificats per un número (AS number). Aquestes xarxes operen internament de manera completament independent dels altres, però dialoguen amb els seus veïns (peers) en un llenguatge comú, anomenat BGP (Border Gateway Protocol). Aquí podeu trobar informació estadística sobre els AS i les taules d’encaminament de BGP.

La figura il·lustra l’estructura d’un fragment d’’Internet, on cada núvol és la xarxa d’un operador. Alguns operadors s’especialitzen en connectar operadors petits, i no clients residencials, com és el cas de l’AS 1701 de l’exemple. Aquests operadors s’anomenen “de trànsit”.

Captura de pantalla 2014-03-01 a les 14.15.52

Per exemple, per anar des d’un ordinador de la UPC cap a un altre situat a TV3, passem per diversos sistemes autònoms: el del CESCA (xarxa acadèmica catalana, AS 13041), REDIris (xarxa acadèmica estatal, AS 766), Level 3 (un dels grans operadors de trànsit), i finalment entrem a la CCMA (AS 25412, http://bgp.potaroo.net/cgi-bin/as-report?as=AS25412&view=2.0).

Un punt important per nosaltres és que els AS estableixen acords per intercanviar trànsit, i aquests acords de vegades tenen contraprestacions econòmiques: és a dir, un operador petit ha de pagar a un de gran per connectar-s’hi a una certa velocitat i permetre que els seus clients tinguin accés a la resta d’Internet. Com ja podeu suposar, si la ruta que estem utilitzant per arribar al servidor passa a través d’un d’aquests enllaços, i l’acord entre els operadors suposa una limitació de velocitat, podem trobar un altre coll d’ampolla.