En este blog iré comentando en español pequeños resúmenes de los módulos del curso Networks, friends, moneys and bytes de Coursera, conducido por el instructor Mung Chiang de la Universidad de Princeton, cualquier duda o comentario serán muy bienvenidos porque así aprendemos todos

sábado, 3 de noviembre de 2012

¿Existe el Talón de Aquiles de Internet?


En el año 2000 apareció un artículo en la revista Nature The Internet's Achilles' Heel: Error and attack tolerance of complex networks que tuvo miles de citas, los autores Albert, Jeong y Barabasi se hicieron famosos de manera instantánea con su paper que decía en el resumen: "En este paper demostraremos que la tolerancia a errores no es una propiedad de todos los sistemas redundantes sino solo por cierta clase de redes inomogeneas llamadas scale-free networks (...) sin embargo esta tolerancia a los errores tiene un alto precio, estas redes son extremadamente vulnerables a los ataques, por ejemplo a algunos nodos seleccionados".

 El artículo completo es de solo siete páginas y se puede bajar de la página que aparece en el link anterior. Ser publicado en una cover story de Nature es el sueño de muchos intelectuales, en esa revista apareció el artículo de La Tragedia de los Comunes, o Vox Populi de Francis Galton. Muchas de las ideas fundamentales del pensamiento científico han aparecido en esa revista. La cosa es que el artículo de Albert y los otros estaba completamente pifiado: equivocado de principio a fin. La idea sin embargo era lo suficientemente interesante como para llegar a la portada de Nature. Si pensamos en Internet -o más exactamente en las conexiones físicas de cientos de millones de routers que dirigen los packets- lo podemos caracterizar como un enorme grafo donde los routers serían los nodos y las conexiones físicas (fibra óptica, cobre, enlaces satelitales, radioenlaces, etc.) serían los links que los vinculan.

Despojandolo de la demostración matemática, la teoría de los autores era que como el crecimniento de Internet es espontáneo y más o menos al azar (no existe en ningún lugar del mundo un "mapa" con todas las conexiones de Internet, ni tampoco regulaciones o requisitos para conectarse) entonces se debería producir el efecto "rich gets richer" ¿En que consiste esto? En que las conexiones se empiezan a aglomerar de manera natural en los nodos que -por su localización geográfica o por ser los primeros- llegan a estar colocados en "el centro de Internet" topologicamente hablando.

La teoría era entonces que habían uno pocos nodos de gran centralidad, que bastaba con "sacarlos" con el ataque de un virus o destruirlos físicamente por ejemplo y toda la Internet se derrumbaría al quedar segmentada en millones de partes. Ese era lo que llamaron el talón de Aquiles de Internet. ¿En que se equivocaron entonces? En todo, menos en su demostración científica que es impecable.

Lo que pasa es que las conexiones de Internet no se crean completamente al azar como suponían, en ese caso Internet efectivamente tendría un talón de Aquiles, pero existen fuerzas económicas que determinan el patrón de conexiones. Por ejemplo los usuarios de Internet tienen la típica distribución de "cola larga" de Pareto donde un 20% usa gran parte de de los recursos y el otro 80% usa el residuo, mientras que si las conexiones fuesen solo al azar se produciría una distribución normal, cosa que no ocurre.

 Por eso no existe un "centro" de Internet y no existen nodos "ricos que se hacen cada vez más ricos", por el contrario la distribución real de las conexiones de Interet es vacía en el centro y muy densa en la periferia. Es muy curioso como la economía de redes se parece a muchos otros fenómenos humanos regidos por la ley del 80-20, igual que en la economía común y corriente: siempre habrán pocos ricos y muchísimos pobres, pero los ricos no se enriquecen más y más indefinidamente. Hay ricos pero no son los mismos, igual que en los nodos de Internet.

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