Enfoques novedosos para pronosticar la demanda de electricidad

Una forma de minimizar tales retrasos es abriendo un camino a través de Internet, uno que tenga en cuenta las condiciones del tráfico más adelante. Mi empresa, Subspace, ha construido una red de este tipo utilizando hardware personalizado y una red troncal de fibra óptica patentada. Y hemos demostrado que no tiene por qué ser complicado: los usuarios no tienen que hacer nada más complicado que iniciar sesión en un portal web. En conjunto, Subspace ha creado un “mapa meteorológico” para Internet que puede detectar partes agitadas o tormentosas de la red y trabajar alrededor de ellas para un movimiento de datos en tiempo real mejor y más rápido.

La transformación online ocasionado por la pandemia actual se puede ver en una sola estadística. En diciembre de 2019, la empresa de videoconferencias Zoom tenía 10 millones de participantes diarios, y para abril del año siguiente tenía 300 millones. La mayoría de esos nuevos reclutas de Internet en tiempo real fueron tomados por sorpresa por problemas que han estado plagando a los jugadores en línea durante décadas.

Subspace se fundó a principios de 2018. Cuando comenzamos, anticipamos que el rendimiento de Internet para aplicaciones en tiempo real no era óptimo, pero resultó ser mucho peor de lo que habíamos imaginado. Más del 20 por ciento de los dispositivos conectados a Internet experimentaron problemas de rendimiento en un momento dado y el 80 por ciento tuvo interrupciones importantes varias veces al día.

Inicialmente nos centramos en los juegos multijugador, donde la experiencia de un jugador depende del rendimiento de la red en tiempo real y cada milisegundo cuenta. En la segunda mitad de 2019, implementamos nuestra red y tecnología para uno de los desarrolladores de juegos más grandes del mundo, lo que resultó en un aumento de orden de magnitud en la participación y duplicamos la cantidad de jugadores con una conexión competitiva.

El rendimiento de Internet afecta directamente a los juegos en línea de dos maneras: primero, debe descargar el juego, una solicitud única de una gran cantidad de datos, algo que la Internet actual admite bien. Jugar requiere pequeñas transferencias de datos para sincronizar las acciones de un jugador con el estado general del juego, algo que Internet no admite tan bien.

Los problemas de los jugadores tienen que ver con la latencia, variaciones en la latencia llamadas jitter e interrupciones en la recepción de datos llamadas pérdida de paquetes. Por ejemplo, las conexiones de alta latencia limitan la velocidad de “emparejamiento”, o el proceso de conectar jugadores entre sí, al restringir el grupo de jugadores que pueden unirse rápidamente. Un emparejamiento más lento, a su vez, puede hacer que los jugadores frustrados abandonen antes de que comience un juego, dejando un grupo de emparejamiento aún más pequeño, lo que limita aún más las opciones para los jugadores restantes y crea un círculo vicioso.

En 2020, cuando COVID-19 empujó al mundo hacia la videoconferencia y el aprendizaje a distancia, estos problemas de rendimiento de repente comenzaron a afectar a muchas más personas. Por ejemplo, las personas que trabajaban en las mesas de ayuda de TI comenzaron a trabajar de forma remota y los gerentes tuvieron que luchar para encontrar formas para que esos trabajadores respondieran las llamadas de una manera clara y confiable. Eso es mucho más difícil de hacer desde el hogar de una persona que desde una oficina central que se encuentra en una sólida línea de cable de fibra óptica. Además de eso, el volumen de llamadas en los centros de contacto también está en su punto más alto. Zendesk, un proveedor de software de servicio al cliente, descubrió que los tickets de soporte aumentaron en un 30 por ciento durante el período de febrero de 2020 a febrero de 2021, en comparación con el año anterior. La compañía también estima que el volumen de llamadas se estabilizará en un 20 por ciento más alto que el promedio de la prepandémica.

Los cambios en el uso en línea creados por la pandemia también están fortaleciendo el caso para democratizar aún más Internet: la idea de que debe haber un estándar de uso universal y consistente para todos, independientemente de quiénes sean o dónde se encuentren. Este no es un bien incondicional, porque el correo electrónico tiene requisitos muy diferentes a los de un juego en línea o una videoconferencia.

En la década de 1990, el acceso a Internet se expandió del mundo militar y ciertas organizaciones educativas a un sistema verdaderamente universal. Luego, las redes de entrega de contenido (CDN) como Akamai y Cloudflare democratizaron el almacenamiento en caché de datos al colocar los datos comúnmente solicitados, como imágenes y videos, en centros de datos y servidores más cercanos a la “última milla” de los usuarios finales. Finalmente, Amazon, Microsoft y otros construyeron centros de datos de computación en la nube que acercan la inteligencia artificial, la edición de video y otros proyectos de computación intensiva a los usuarios de última milla.

Las conexiones entre nodos están diseñadas para entregar la mayor cantidad de datos posible, en lugar de entregar datos de manera consistente o con un retraso mínimo.

Pero todavía hay una etapa final de democratización que no ha sucedido: la democratización de los caminos a través de los cuales se enrutan los datos. Internet conecta cientos de millones de nodos, pero el rendimiento real de las rutas que conectan estos nodos varía enormemente, incluso en las principales ciudades. Las conexiones entre los nodos están diseñadas en torno a la entrega como mucho datos como sea posible, en lugar de entregar datos de manera consistente o con un retraso mínimo.

Para usar la analogía de una autopista: imagina que estás en medio de un viaje por carretera de Los Ángeles a Chicago, y una tormenta de nieve prolongada está arrasando en las Montañas Rocosas. Si bien conducir a través de Denver suele ser la ruta más directa (y rápida), la tormenta de nieve lo hará más lento en el mejor de los casos o, en el peor de los casos, provocará un accidente. En cambio, podría tener más sentido desviarse por Dallas. Al hacerlo, estaría respondiendo a las condiciones actuales reales de la ruta, en lugar de depender de sus capacidades. deberían ser.

Los elementos de red democratizados no elegirían necesariamente la mejor ruta en función del costo más bajo o la capacidad más alta. En cambio, como lo hacen Google Maps, Waze y otras aplicaciones de navegación y planificación de rutas para los conductores, una Internet completamente democratizada enrutaría los datos a lo largo del camino con el mejor rendimiento y estabilidad. En otras palabras, la ruta con el mayor rendimiento o el menor número de saltos no se priorizaría automáticamente.

El énfasis tradicional en enviar más datos a través de la red ignora todas las cosas que causan latencia: cuestiones como la inestabilidad, la distancia geográfica o las rutas tortuosas. Es por eso que puede tener una conexión Wi-Fi de 100 megabits por segundo y aún tener una llamada de Zoom entrecortada. Cuando eso sucede, los elementos de red que lo conectan con los demás en su llamada no brindan un rendimiento constante.

El enrutamiento de Internet a menudo toma caminos tortuosos, siguiendo las fronteras nacionales, las cadenas montañosas y más, al igual que conducir a través del país a menudo requiere varias carreteras. Peor aún, las redes de proveedores y proveedores de servicios de Internet no saben qué existe más allá de ellas mismas, y cuando se pasan paquetes entre sí, a menudo retroceden. La última milla en particular, similar a salir de la interestatal y entrar en carreteras locales, es espinosa, ya que el tráfico cambia de manos entre los transportistas según el costo, la política y la propiedad. Es este enrutamiento indirecto, la falta de conocimiento de las redes de todo Internet y la inconsistencia de la última milla lo que hace que la entrega de datos con un retraso mínimo sea extremadamente difícil.

Una mejor solucion es redirigir los datos a la ruta con el mejor rendimiento en este momento. Esto puede parecer bastante simple en teoría, pero puede ser complicado de implementar por algunas razones.

Por un lado, la aparición de Netflix y otras plataformas de transmisión de video en los últimos 20 años ha tendido a obstaculizar las aplicaciones en tiempo real. Debido a que estas plataformas dan prioridad a colocar los datos solicitados con frecuencia más cerca de los bordes de la red, estas redes se han vuelto menos propicias para las videollamadas sensibles a la latencia y los juegos en línea. Al mismo tiempo, mientras que los ISP han anunciado (y proporcionado) velocidades de carga y descarga más rápidas a lo largo del tiempo, las infraestructuras de red establecidas solo se han afianzado más. Es un caso perfecto del adagio “Si todo lo que tienes es un martillo, todo parece un clavo”.

Un problema más importante es que los ISP y CDN no tienen control práctico sobre los datos después de que se enrutan a través de sus redes. El hecho de que pague a un ISP en particular por el servicio no significa que cada solicitud que realice se limite a las partes de la red que controlan. De hecho, la mayoría de las veces, las solicitudes no lo hacen.

Un operador puede enrutar datos a lo largo de una ruta óptima en su propia red y transferir los datos a la red de otro operador, sin tener idea de que la red del segundo operador está obstruida actualmente. Lo que los operadores necesitan es un ojo en el cielo para coordinarse en torno a retrasos potenciales y emergentes de los que ellos mismos podrían no ser conscientes. Ese es un aspecto de lo que hace Subspace.

En esencia, Subspace ha creado su propio mapeo en tiempo real del tráfico y las condiciones de Internet, similar a la forma en que Waze mapea el tráfico en carreteras y autopistas. Y al igual que Waze, que utiliza la información que recopila para desviar a las personas en función de las condiciones actuales del tráfico, el Subespacio puede hacer lo mismo con el tráfico de Internet, viendo más allá de cualquier parte controlada por un operador en particular.

El subespacio utiliza enrutadores y sistemas de enrutamiento globales personalizados, así como redes de malla de fibra dedicadas, para proporcionar rutas alternativas para las rutas que, por una razón u otra, tienden a sufrir latencia más que la mayoría. Este hardware se ha instalado en más de 100 centros de datos en todo el mundo. Un administrador de TI puede organizar fácilmente la ruta del tráfico saliente a través de la red subespacial y así llevar ese tráfico a su destino antes de lo que podría administrar el sistema de nombres de dominio público (DNS) tradicional.

En esencia, Subspace ha creado su propio mapeo en tiempo real del tráfico y las condiciones de Internet, similar a la forma en que Waze mapea el tráfico en carreteras y autopistas.

El subespacio utiliza software personalizado para dirigir el tráfico alrededor de cualquier obstáculo que pueda haber entre él y su destino objetivo. En tiempo real, el software toma medidas de la red de latencia (en milisegundos), jitter (en variación de latencia) y pérdida de paquetes (en el número de paquetes de datos entregados con éxito dentro de un intervalo de tiempo) en todas las rutas posibles. Siempre que hay un pico de latencia inusual o inesperado, lo que nos gusta llamar “clima de Internet”, el software redirige automáticamente el tráfico a través de toda la red según sea necesario.

Las empresas han intentado evitar el mal tiempo en Internet mediante la construcción de redes privadas utilizando tecnologías como SD-WAN (redes de área amplia definidas por software) y MPLS (conmutación de etiquetas multiprotocolo). Sin embargo, estos métodos solo funcionan cuando una fuerza laboral completa está reportando a un puñado de oficinas centralizadas. Si un gran número de empleados trabaja desde casa, cada casa debe tratarse como una sucursal, lo que hace que la logística sea demasiado compleja y costosa.

Además del mal tiempo aleatorio, existen algunos problemas de tráfico en la Internet pública que surgen como efectos secundarios de ciertas medidas de seguridad. Tome el acto de vandalismo conocido como ataque distribuido de denegación de servicio (DDoS), en el que los actores malintencionados inundan los servidores con paquetes para sobrecargar los sistemas. Es un flagelo común de los juegos multijugador. Para frustrar estos ataques, la técnica estándar de la industria de “depuración de DDoS” intenta separar el tráfico malicioso del tráfico “seguro”. Sin embargo, hacer que el tráfico llegue a un centro de limpieza a menudo significa enrutarlo a través de giros y curvas cerradas, desvíos que pueden agregar más de 100 milisegundos de latencia.

En cambio, el subespacio protege contra los ataques DDoS actuando como un filtro de tráfico en sí mismo, sin cambiar la ruta que toman los paquetes ni agregar latencia de ninguna manera. En los últimos dos años, estimamos que Subspace ya ha evitado cientos de ataques DDoS en juegos multijugador.

Los trucos que ayudaron El crecimiento de Internet en sus primeras décadas ya no está brindando el rendimiento esperado, ya que la gente ahora exige más de las redes que solo ancho de banda. El simple hecho de enviar grandes volúmenes de datos a través de la red ya no puede sustentar la innovación.

En cambio, Internet necesita una comunicación estable, directa y a la velocidad de la luz, proporcionada por una red dedicada. Hasta ahora, nos hemos limitado a trabajar con grandes empresas para abordar las necesidades de red particulares que puedan tener. Sin embargo, recientemente hemos puesto nuestra red a disposición de cualquier desarrollador de aplicaciones en un esfuerzo por brindar a cualquier aplicación de Internet un mayor rendimiento de red.

Con esta nueva y mejorada Internet, las personas no sufrirán por las llamadas entrecortadas de Zoom. Los cirujanos que realizan telemedicina no serán cortados a mitad de la sutura. Y el metaverso físico, aumentado y de fusión de realidades virtuales será finalmente posible.

Este artículo aparece en la edición impresa de noviembre de 2021 como “Los próximos días soleados de Internet”.