Universidad Nacional Autónoma de México
Dirección General de Servicios de Cómputo Académico
Año 7 Núm. 74, Publicación Mensual, 27 de Noviembre de 2008

ARTÍCULOS

 

Año 3, Número 34, Noviembre de 2004
Internet 2

Lourdes Velázquez Pastrana
Geneviève Lucet Lagriffoul
Hans Ludwig Reyes Chávez

 

Actualmente, es común que el término Internet 2 se asocie como nombre genérico para identificar las redes nacionales avanzadas educativas y de investigación, National Research and Education Network (NREN, por sus siglas en inglés) que tuvieron su origen en los Estados Unidos, cuando se creó una red alternativa a la Internet comercial, para permitir el intercambio y colaboración de investigación y educación entre diversas instituciones educativas.

En ese sentido, el término Internet 2 es, en realidad, el nombre del consorcio de las 206 universidades, empresas y organismos gubernamentales asociados para el desarrollo, operación y utilización de esta red académica en Estados Unidos; no obstante, por el rico intercambio existente en la colaboración de proyectos, el concepto de las redes académicas y de investigación rebasa la frontera americana y diversos países alrededor del mundo que inician la construcción de este tipo de redes.

Su desarrollo abre las puertas a aplicaciones que usan transferencia masiva de datos, video en tiempo real, investigación y colaboración remota; de igual forma, permite impulsar la creación de nuevas herramientas para la educación superior y la investigación.

REDES ACADÉMICAS Y DE INVESTIGACIÓN

CUDI Corporación Universitaria para el Desarrollo de Internet
México
REUNA Red Universitaria Nacional
Chile
RETINA Red Teleinformática Académica
Argentina
RNP Red Nacional de Enseñanza e Investigación
Brasil
UCAID University Corporation for the Advanced Internet Development
Estados Unidos
Abilene,
Internet 2
 

Estados Unidos

CANARIE

Canadian Network for the Advancement of Research, Industry and Education

Canadá

RedIRIS

 

España

DANTE

Delivery of Advanced Network Technology to Europe

Europe

CLARA

Cooperación Latinoamericana de Redes Avanzadas

Latinoamérica

Entre las aplicaciones de nueva generación producidas para su transporte en Internet 2 se encuentran los laboratorios virtuales y remotos, los cálculos complejos y en tiempo real, la educación a distancia, las bibliotecas digitales, la medicina a distancia, la teleinmersión y las creaciones artísticas, por mencionar las más importantes.

Internet 2 en México

La UNAM es miembro fundador de la Red Nacional Educativa y de Investigación de la Corporación Universitaria para el Desarrollo de Internet (CUDI) en México.

Como otras entidades internacionales, CUDI coordina y facilita el desarrollo, la operación y la transferencia de tecnología para aplicaciones basadas en el uso de redes de cómputo y servicios que promueven la investigación y el desarrollo educativo del país. La investigación conjunta impulsa nuevas generaciones de investigadores y profesores, e incorpora herramientas para el desarrollo de aplicaciones científicas y educativas de alto nivel tecnológico.

Cabe mencionar que CUDI fue una de las primeras Redes Nacionales para la Investigación y la Educación (NRENs) de América Latina, e incorpora a las principales instituciones de educación superior mexicanas. Esta red tiene interconexiones con las redes Abilene, vBNS y CENIC, así como acuerdos de colaboración con UCAID y CENIC en Estados Unidos, CANARIE en Canadá, REUNA en Chile, RETINA en Argentina, RNP en Brasil y RedIRIS en España.

La red CUDI cuenta con una dorsal que une a las principales universidades con capacidades de transmisión de hasta 155 Mbps, y todo esto a través de una red nacional de fibra óptica. Esta infraestructura se encuentra disponible en todas las instituciones miembros de CUDI y, a su vez, existe la conexión internacional a otras redes del tipo Internet 2 con el resto del mundo mediante equipos de alta capacidad en ruteo y switcheo.

Esta red mantiene una estructura jerárquica de tres capas, en la que existen los niveles de afiliados, asociados académicos y nodos POPs (Points of Presence). En ese sentido, es mucho más sencilla que la Internet convencional, la cual maneja una estructura más compleja no sólo por el número de usuarios, sino por la cantidad de ISPs y proveedores de contenido que la conforman.

El centro de operación de la red CUDI (NOC-CUDI) se ha establecido desde sus inicios en la UNAM, a través de la Dirección General de Servicios de Cómputo Académico.

Internet 2 en Latinoamérica

De forma similar a México, se han creado alrededor de Latinoamérica redes nacionales dedicadas a la educación e investigación (LANREN), pero de forma aislada con una conexión directa a los Estados Unidos, siendo este país el único medio de interconexión entre las redes latinoamericanas, lo cual se refleja en los altos costos de conexión, accesos limitados de anchura de banda y tiempos de transferencia mayores.

Para resolver estos inconvenientes, se propuso la interconexión directa entre las redes latinoamericanas, y en un primer acercamiento a través del proyecto AMPATH, se planteó la posibilidad de la interconexión de los países miembros con el apoyo de la Universidad Internacional de Florida, sin embargo, debido a problemas de financiamiento para conectarse de muchos países, nuevamente se llevó el tráfico hasta EUA.

Actualmente, se encuentra en proceso la instalación y puesta en operación de la que será la primera red avanzada de educación e investigación latinoamericana, denominada Cooperación Latinoamericana de Redes Avanzadas (CLARA), la cual estará conformada en su dorsal por varios nodos de conexión POPs en Tijuana, México; Panamá, Panamá; Santiago, Chile; Buenos Aires, Argentina y San Pablo, Brasil. De esta manera, los países centro y sudamericanos podrán conectarse al POP más cercano, reduciendo los costos de los enlaces. La siguiente fase de CLARA conectará a Venezuela y Perú.

El proyecto de CLARA nace de la colaboración entre Europa y América Latina con el objetivo de conectar a más de 700 universidades y centros de investigación en Latinoamérica, estimulando una cooperación regional en la investigación, la ciencia y actividades educativas. Es, además, una integración directa con la comunidad científica europea.

Así como con CUDI, la operación de la dorsal de CLARA, además de la administración, monitoreo, mantenimiento, operación e instalación de nuevas aplicaciones sobre IP se realiza en México, particularmente en la UNAM, en su NOC ubicado en la Dirección General de Servicios de Cómputo Académico.

Internet e Internet 2

El funcionamiento de la red Internet 2 en comparación con Internet es muy similar, inclusive, pueden compartir los mismos medios de comunicación (fibras, ruteadores, etcétera). La diferencia primordial entre la red Internet e Internet 2 es el uso que se les da; mientras la primera tiene, fundamentalmente, un uso comercial, informativo y de entretenimiento; la segunda es una red de usos educativos, de colaboración científica y de investigación, por este motivo, la divulgación del conocimiento y el aprendizaje constituyen sus principales objetivos.

Otra diferencia importante es que las redes de Internet 2, muchas de ellas son administradas por universidades, lo que permite que sea la misma comunidad de Internet 2 la que defina la forma de operación y los protocolos que deberán ser soportados en ellas, sin tener que esperar a que éstos sean soportados y requeridos por un gran número de usuarios, ejemplo de estos protocolos son Multicast e IPv6, donde el primero ha servido para la creación de access-grid (transmisión de hasta 100 sitios de videoconferencia, , transmisión de video de alta calidad, grids de supercómputo, etcétera).

Debido al gran éxito que Internet 2 ha tenido en algunos países, ellos han ido más lejos y han decidido adquirir sus propias fibras ópticas (dark fibers), lo cual les permite que sean ellos quienes definan los anchos de banda de sus redes, pudiendo crear redes con grandes anchos de banda de 1 a 10 gigabits o, incluso, superiores usando técnicas como DWDM, en la cual, se hace uso de varios lásers de diferentes longitudes de onda; con esta última tecnología, no sólo se está limitando a la creación de redes IP. DWDM permite crear redes con cualquier tecnología óptica, como ejemplo fiber-channel, con la cual, se pueden crear redes de almacenamiento masivo (SAN, Store Area Network), que al tener sus propias fibras, puede crear una red de almacenamiento masivo distribuida geográficamente, uniendo varias SAN y con ello sumando las capacidades existente de todas. En Estados Unidos de Norteamérica existe el proyecto llamado HOPI.

En cuanto a la infraestructura física de las redes, Internet 2 fue creada para ser una red de alto desempeño con la finalidad de satisfacer las demandantes aplicaciones que serán transportadas por ella.

Cómo utiliza la UNAM Internet 2

La UNAM participa con Internet 2 en el desarrollo de proyectos académicos en distintas áreas como son educación a distancia, bibliotecas digitales, telemedicina, astronomía, ciencias de la tierra, redes de supercómputo y robótica.

La UNAM también tiene una participación importante en el desarrollo e investigación de las mallas de cómputo (grids), que es la conexión de equipos de cómputo físicamente distantes, pero que a través de una red como Internet 2 permiten sumar las capacidades de procesamiento de todas las computadoras ubicadas en la grid.

El trabajo conjunto con las grids y el supercómputo ha abierto una ventana vasta para el desarrollo de aplicaciones en ambientes universitarios mediante Internet 2. Actualmente, la Dirección General de Servicios de Cómputo Académico (DGSCA) lidera un proyecto de grids, conocido como Grid Académica Mexicana (GRAMA); entre las universidades participantes se encuentran la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), la Universidad de Guadalajara (UdeG), el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CISESE) y la UNAM.

Este proyecto consiste en conectar entre sí sistemas de cómputo de alto rendimiento para que funcionen como uno solo. De esta manera, cualquier institución que se encuentre conectada a este grid, podrá aprovechar todas las capacidades de la supercomputadora realizando cálculos en cualquiera de estos equipos.

El Access Grid consiste en un amplio despliegue de grandes formatos multimedia, presentaciones y ambientes de interacción. Soporta reuniones a gran escala de grupos de trabajo, sesiones colaborativas, seminarios, tutoriales y de entrenamiento.

De manera adicional, la UNAM siempre ha participado activamente en la implementación e innovación de nuevas tecnologías, dentro de las cuales se encuentra la implementación de IP multicast, que actualmente no está disponible en el Internet convencional, pero que en las redes educativas se está convirtiendo en un servicio indispensable. Se participa en los desarrollos de la implementación de IPv6 para el uso de aplicaciones basadas en este protocolo, como son voz sobre IP como servicio, entre los diversos afiliados a la red CUDI, y la implementación de los protocolos MPLS y multicast.

De igual forma, con el apoyo de Internet 2, la UNAM colabora en pruebas de tecnologías específicas con aplicaciones educativas como el uso del software español ISABEL, para el uso de videoconferencia de bajo costo. Estas pruebas se corrieron con la participación de la Universidad Politécnica de Madrid.

Existe otro proyecto también basado en un grid pero en éste, la UNAM, a través del Centro de Investigación Nuclear, se reúne con otras 83 instituciones en 27 países para poder calcular las interacciones de iones pesados. Para este proyecto, conocido como A Large Ion Collider Experiment (ALICE) se necesitan infinidad de cálculos en tiempo real, que una sola computadora sería incapaz de manejar; en ese sentido, Internet 2 se utiliza para que mediante este grid varias supercomputadoras trabajen en los cálculos de forma simultánea.

Otro proyecto en marcha es el de Realidad Virtual Compartida, donde se utiliza Internet 2 para generar un ambiente virtual en el que dos instituciones remotas pueden convivir analizando modelos tridimensionales en tiempo real. La UNAM, mediante su Observatorio de Visualización (IXTLI) y el Visualization Portal de la Universidad de California (UCLA) mantuvieron una videoconferencia dentro de un ambiente de realidad virtual en donde las dos instituciones navegaron a través de un modelo y cada una de ellas podía manipular parámetros como son el movimiento o la dirección en la cual querían dirigirse.

Este proyecto permite formar sesiones entre dos grupos de trabajo para analizar, compartir y manipular el modelo deseado en tres dimensiones. Esta aplicación de Internet 2 se utiliza cuando varias personas ubicadas en diferentes localidades necesitan explorar un mismo modelo, ya sea una molécula, un tipo de virus, o cualquier otro tipo de modelo tridimensional.

Otras de las aplicaciones donde se emplea Internet 2 es para manipular aparatos o computadoras a distancia; en este campo, el Instituto de Física cuenta con un proyecto para el manejo remoto de un microscopio electrónico. Con uno de sus microscopios más avanzados que existen en este momento, el Instituto de Física conecta esta maquinaria a Internet 2 para que instituciones especiales que cuenten con el servicio de Internet 2 puedan manipularlo y utilizarlo a distancia.

La tecnología de control remoto es especialmente útil en campos como la astronomía, en donde se pueden transmitir datos e imágenes astronómicas de observatorio a observatorio. El Instituto de Astronomía cuenta con un proyecto de transmisión de información desde los Observatorios Nacionales de San Pedro Mártir y Tonanzintla. Nuevamente, cualquier observatorio conectado a Internet 2 podrá manipular el movimiento y el enfoque de dichos observatorios para obtener imágenes y bajarlas inmediatamente a la máquina desde donde uno se encuentra trabajando. En el caso de manejo de aparatos desde una locación remota, es esencial que el tiempo de respuesta y la precisión sean instantáneos y exactos, y gracias a Internet 2 se puede lograr.

Las aplicaciones culturales que se le pueden dar a Internet 2 también son muy variadas, debido al potencial que tiene esta red para la rápida recuperación de datos de la más alta calidad de audio y video. Normalmente cuando uno trabaja utilizando Internet, es necesario reducir la calidad visual del material, pues en muchos casos el ancho de banda no es suficiente para cargar imágenes o video de una manera eficiente.

Aquí es donde entran las bibliotecas virtuales, y con Internet 2, se puede tener acceso a cualquier material deseado con la más alta calidad de imagen y de sonido, es por esto que la UNAM lanza el proyecto denominado Colecciones Mexicanas, que es un acervo cultural que consta de documentos, fotografías, videos y bibliografías sobre la historia de México; con el fin de que cualquier estudiante, investigador o académico tenga la oportunidad de conocer a fondo todos los aspectos de la historia mexicana, todo esto con la más alta calidad de video posible y sin largos tiempos de espera para cargar la información.

Estos son algunos de los usos de Internet 2 dentro de la UNAM, en los proyectos señalados se tratan de aprovechar al máximo las capacidades que ofrece esta red para promover la investigación, la educación y la difusión entre diferentes instituciones a nivel nacional e internacional.

Internet 2 ha creado un fuerte vínculo entre las empresas de telecomunicación, las universidades y las instituciones que manejan este servicio, ya que las ventajas que nos brinda y su infraestructura la hacen ideal para el desarrollo de nuevas tecnologías, así se está siempre en una búsqueda constante de los usos y las aplicaciones que se le puedan dar a esta red en el futuro.

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