Cuando el director financiero de Google, Patrick Pichette, dijo que el gigante tecnológico podría llevar conexiones de Internet de 10 gigabits por segundo a los hogares estadounidenses, parecía ciencia ficción. Eso es unas 1.000 veces más rápido que las conexiones domésticas actuales. Pero para la NASA, es francamente lento.
Mientras el resto de los mortales enviamos datos a través de la Internet pública, la agencia espacial utiliza una red en la sombra llamada ESnet, abreviatura de Energy Science Network (Red de Ciencias de la Energía), un conjunto de tuberías privadas que ha demostrado transferencias de datos a través del país de 91 gigabits por segundo, la más rápida de su tipo jamás registrada.
La NASA no va a llevar estas velocidades a los hogares, pero está utilizando esta tecnología de red superrápida para explorar la próxima ola de aplicaciones informáticas. ESnet, gestionada por el Departamento de Energía de EE.UU., es una herramienta importante para los investigadores que manejan cantidades masivas de datos generados por proyectos como el Gran Colisionador de Hadrones y el Proyecto Genoma Humano. En lugar de enviar discos duros de un lado a otro por correo, pueden intercambiar datos a través de la red ultrarrápida. «Nuestra visión del mundo es que los descubrimientos científicos no deberían estar limitados por la geografía», afirma el director de ESnet, Gregory Bell.
Al hacer que su red sea lo más rápida posible, ESnet y los investigadores son organizaciones como la NASA están probando sobre el terreno tecnologías de red que podrían acabar llegando a la Internet comercial. En resumen, ESnet es una ventana a lo que será nuestro mundo informático.
La otra red
La primera red nacional de investigación informática fue la ARPAnet del Departamento de Defensa, que evolucionó hasta convertirse en la moderna Internet. Pero no fue la última red de este tipo. En 1976, el Departamento de Energía patrocinó la creación de la Red de Energía de Fusión Magnética para conectar lo que hoy es el Centro Nacional de Investigación Científica de la Energía con otros laboratorios de investigación. Después, la agencia creó una segunda red en 1980, llamada High Energy Physics Network, para conectar a los investigadores de física de partículas de los laboratorios nacionales. A medida que la creación de redes se hacía más importante, los jefes de la agencia se dieron cuenta de que no tenía sentido mantener varias redes y fusionaron las dos en una sola: ESnet.
La naturaleza de la red cambia con los tiempos. Al principio funcionaba con líneas terrestres y enlaces por satélite. Hoy en día utiliza líneas de fibra óptica, que abarcan los 17 laboratorios nacionales del DOE y muchos otros sitios, como los laboratorios de investigación de las universidades. Desde 2010, ESnet e Internet2 -una red internacional sin ánimo de lucro creada en 1995 para los investigadores después de que se comercializara Internet- han alquilado «fibra oscura», el exceso de capacidad de red acumulado por los proveedores comerciales de Internet durante la burbuja de Internet de finales de los años 90.
Una vía rápida de Internet
En noviembre, utilizando esta red, el equipo de High End Computer Networking de la NASA logró su transferencia de 91 gigabits entre Denver y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Fue la transferencia de datos de extremo a extremo más rápida jamás realizada en condiciones del «mundo real».
ESnet lleva mucho tiempo siendo capaz de realizar transferencias de 100 gigabits, al menos en teoría. Las empresas de equipos de red llevan ofreciendo conmutadores de 100 gigabits desde 2010. Pero en la práctica, las transferencias a larga distancia eran mucho más lentas. Esto se debe a que los datos no viajan por Internet en línea recta. Se parece menos a una superautopista y más a un sistema de autopistas interestatales. Si quisieras ir en coche desde San Francisco a Nueva York, pasarías por varias ciudades a lo largo del camino mientras te transfieres entre diferentes tramos de autopista. Del mismo modo, para enviar un archivo de San Francisco a Nueva York por Internet -o por ESnet-, los datos fluirán a través de hardware alojado en ciudades de todo el país.
ESnet
La NASA realizó una transferencia de 98 gigabits entre Goddard y la Universidad de Utah a través de ESnet en 2012. Y Alcatel-Lucent y BT borraron ese récord a principios de este año con una conexión de 1,4 terabits entre Londres e Ipswich. Pero en ambos casos, los dos lugares tenían una conexión directa, algo que rara vez se ve en las conexiones del mundo real.
En Internet y ESnet, cada parada en el camino crea la posibilidad de un cuello de botella, y cada pieza del equipo debe estar lista para manejar velocidades completas de 100 gigabits. En noviembre, el equipo consiguió finalmente que funcionara. «Esta demostración consistía en utilizar tecnología comercial disponible en el mercado y ser capaz de mantener la transferencia de una gran red de datos», afirma Tony Celeste, director de ventas de Brocade, la empresa que fabricó el equipo utilizado en la prueba que batió el récord.
Experimentos para el futuro
Mientras tanto, la red está haciendo avanzar el estado de la técnica de otras maneras. Los investigadores la han utilizado para explorar circuitos de red virtuales denominados «OSCARS», que pueden utilizarse para crear redes complejas sin necesidad de realizar complejos cambios de hardware. Y están trabajando en lo que se conoce como «DMZs» de red, que pueden alcanzar velocidades inusualmente rápidas gestionando la seguridad sin los tradicionales cortafuegos de red.
Estas soluciones están diseñadas específicamente para redes en las que tiene lugar un pequeño número de transferencias muy grandes, en contraposición a la Internet comercial, donde tienen lugar muchas transferencias pequeñas. Sin embargo, las empresas comerciales de Internet tienen mucho que aprender de ESnet. La empresa de telecomunicaciones XO Communications ya cuenta con una red troncal de 100 gigabits, y es de esperar que más empresas sigan su ejemplo.
Aunque no veremos conexiones de 10 gigabits -y mucho menos de 100 gigabits- en los hogares en un futuro próximo, las redes troncales de Internet de mayor capacidad supondrán una menor congestión a medida que más y más personas transmitan vídeo de alta definición y descarguen archivos cada vez más grandes. Y ESnet no se detiene ahí. Bell afirma que la organización ya está trabajando en una red de 400 gigabits, y el objetivo a largo plazo es una red de terabytes por segundo, que es 100.000 veces más rápida que las conexiones domésticas actuales. Eso sí que suena a ciencia ficción.
Actualización 13:40 EST 17/06/14: Esta historia se ha actualizado para dejar claro que ESnet está dirigida por el Departamento de Energía.
*Actualización 4:40 PM EST 17/06/14: Esta historia se ha actualizado para evitar la confusión entre la red de producción de ESnet y su red de banco de pruebas más experimental. *