The Internet nowadays is vital for work and government, Chile is not an exception. Its slim and extended shape does not allow redundancy in its networks, hence subject to hazards like earthquakes or avalanches. To obtain a clear vision about these risks, the robustness of the network infrastructure must be properly measured. This work pretends to perform an exhaustive review of the scienti c literature about robustness metrics in complex networks. Afterwards, a metric and improvements recommendations will be presented.
Chile es un pa s altamente s smico con una geograf a diversa, cuya larga y estrecha forma no hace natural el tener infraestructura de telecomunicaciones redundante. La enorme mayor a de las bras opticas que interconectan el pa s pasan a metros de la Ruta 5 (Figura 1), y la probabilidad de cortes masivos son demasiado altas. En varias emergencias ya sean naturales o arti ciales, el pa s ha presenciado como el servicio de Internet y telefonico se ve interrumpido sin aviso en grandes super cies del territorio, dejando aislados a miles de compatriotas.
Actualmente, la ciudadan a, el gobierno y las empresas se han ido volviendo cada vez mas dependientes Copyright c 2016 by the paper's authors. Copying permitted for private and academic purposes. This volume is published and copyrighted by its editors.
This work was partially funded by CORFO 15BPE-47225: "Estudio y recomendaciones sobre la resiliencia de la infraestructura del internet chileno".
1http://www.mapas.mop.cl
Figura 1: Mapa de rutas de Chile1. de la infraestructura Internet (En el 2015, la penetracion de Internet en Chile alcanza los 64,2 accesos por cada 100 habitantes2), y la enorme penetracion de las redes sociales la hace una infraestructura cr tica para los casos de emergencia. Idealmente, la Internet debiera estar disponible y operativa el 100 % del tiempo, incluso durante un gran desastre, de modo que la gente logre comunicarse, tranquilizarse y organizarse sin espacio para el panico que genera el no tener noticias de nuestros seres queridos.
Subtel ha hecho grandes esfuerzos nanciando proyectos de telecomunicaciones en todo el pa s, sin embargo la necesidad de la poblacion no solo es tener conectividad en tiempos normales, sino que esta sea robusta, que resista con cierto grado de certeza las in2http://www.subtel.gob.cl/estudios-y-estadisticas/ internet/ clemencias propias de nuestra naturaleza. Dado este contexto, es importante estudiar la robustez de nuestra red. En el an~o 2015 la CORFO aprobo un proyecto que planea estudiar y evaluar la robustez de la infraestructura de la Internet chilena. Dentro de los alcances de este proyecto, se pretende desarrollar una metrica basada en teor a de grafos para medir matematicamente que tan robusta es la Internet chilena y, en base a esos resultados, proponer mejoras para que nuestro pa s entero este mas preparado para emergencias.
En el ambito cient co, bajo el topico de las redes complejas, se han desarrollado diversas metricas que miden de alguna forma en particular la robustez de una red [MKF+06, DC04, Fre77, DH07, EK10]. Pero todav a no existe una vision global completa y clara de estos indicadores. Existen estudios que resumen parcialmente estas metricas, pero todav a ningun estudio realiza un mapeo a traves de varios temas o aplicaciones grandes de redes complejas. A modo de ejemplo, en el siguiente cuadro se muestran algunas de estas metricas segun dos enfoques [SSSK08]. El clasico, se basa en la topolog a y fundamentos matematicos de teor a de grafos (clique, grado, camino mas corto); y el contemporaneo se re ere a la habilidad de una red para mantener su ujo total (o degradarse suavemente) ante la eliminacion de nodos y aristas, tomando en cuenta los posibles servicios de la red.
Enfoque
Nombre
Clasico Tabla 1: Metricas de robustez divididas segun el enfoque clasico y contemporaneo.
Este trabajo de tesis busca, en primer lugar, realizar un estudio de mapeo sistematico [Kee07], el cual permita reconocer en la literatura cient ca: Que metricas existen para estudiar la robustez en redes complejas. A partir de este estudio, se realizara un analisis de la red chilena dada sus caracter sticas (pocos proveedores de Internet y redes concentradas) presentando una recomendacion de las metricas aplicables.
As el pa s estara mejor preparado para seguir conectado ante emergencias y desastres de toda ndole, ademas de contar con infraestructura de alta capacidad en sectores que otorguen redundancia en ruteo de datos nacional. 2.
Con el n de realizar una revision imparcial, se desarrolla un protocolo de estudio de mapeo sistematico. Este consiste en desarrollar una busqueda objetiva y exaustiva en la literatura cienti ca acerca de alguna pregunta planteada. En todo protocolo se de nen los siguientes pasos:
Metodo(s) de publicacion de los resultados. 3.
Como resultado se espera obtener un listado de metricas que permita agruparlas segun su origen y aplicacion. Cada metrica estara detallada con su nombre, de nicion, interpretacion, aplicacion y origen. Esto posibilita una clara vision global para el analisis de la red chilena. Otro resultado son las recomendaciones de las metricas propuesto por el analisis mencionado anteriormente.
Una posible extension de estos resultados, es evaluar que tan citada es esta metrica, para medir su popularidad y utilidad.
De nicion Porcentajes de nodos de demanda que tienen acceso al servicio por al menos un nodo de servicio.
La cantidad de nodos de la sub-red funcional mas grande (es decir, un red la cual todos sus nodos poseen de demanda acceso al servicio).
El rec proco del promedio del largo de cada camino mas corto para cada nodo de demanda hacia un nodo de servicio.
El promedio de los inversos del largo de cada camino mas corto para cada nodo de demanda hacia todos los nodos de servicio, ajustado por un factor de peso por cada camino.
Tabla 2: Tabla resumen de las metricas basadas en red de servicios. [MKF+06] Priya Mahadevan, Dmitri Krioukov, Marina Fomenkov, Xenofontas Dimitropoulos, Amin Vahdat, et al. The internet as-level topology: three data sources and one de nitive metric. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 36(1):17{26, 2006. [SSSK08] [ZKY11]
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IEEE Transactions on Engineering Management, 58(2):347{362, 2011. 3.1.
Trabajo actual
Se obtuvieron alrededor de 130 resultados positivos en revision sistematica. Se han estudiado un 33 % de los art culos seleccionados.
A priori, dada la situacion chilena, la metrica recomendada priorizara los servicios de la red de manera que el ujo se mantenga con la eliminacion de nodos o aristas.
Se destacan unas metricas para el caso chileno basadas en un enfoque de red de servicios. Estas metricas mezclan las nociones de robustez con cobertura de la red. Es decir, que proporcion de nodos son abastecidos con el servicio (En nuestro caso, acceso a Internet) y que tan facil es bloquear este servicio (mediante eliminacion de nodos). Zhao et al. [ZKY11] de nen 4 metricas bajo este concepto, resumidas en el cuadro 2. [DC04]
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