La comparsa del client Skype nell’OVI store, il repository online delle applicazioni ufficiali per i telefoni Nokia, è una novità di grande interesse nel campo della convergenza e dell’interoperabilità tra telefonia mobile e WiFi. L’applicazione consente agli utenti di fare chiamate gratuite skype-to-skype dovunque ci siano reti wireless…

Ma le chiamate sono davvero gratuite solo se lo sono le reti wireless a cui gli smartphone Nokia si collegano in alternativa alle reti 3G. Altrimenti le chiamate hanno un costo che non ha nulla a che fare con il profilo tariffario della telefonia mobile, ma che non è necessariamente conveniente. Se entrambi gli interlocutori hanno contratti a tariffa piatta senza limiti per accedere alle rispettive reti wireless, allora va ancora tutto bene, perchè più usano le reti meglio è. Ma se pagano la connessione in base al traffico, allora il costo delle telefonate (in uscita e in entrata) diventa difficile da quantificare, e diventerebbe proibitivo se skype fosse usato usando la connesione dati della rete mobile stessa. A questo si aggiungono il problema del roaming, che può incidere pesantemente sul traffico dati, e il problema dell’autenticazione per l’accesso WiFi, che può limitare l’usabilità.

Skype e Nokia fanno la loro parte, ma non bastano: per offrire telefonate gratis dovrebbero fare i conti con gli operatori. Se i conti con gli operatori non li fanno loro, devono farli gli utenti. In questo scenario fatico anche a comprendere le reazioni allarmate degli operatori riportate sui giornali di oggi.

A prima vista direi che Skype installato su uno smartphone Nokia non realizza la magia del Kindle: permettere agli utenti di usufruire di un servizio di rete senza preoccuparsi della connessione (si veda il post “Kindle: the Trojan eBook reader“). E così il VoIP non è ancora pronto a svolgere il ruolo di cavallo di troia per le reti wireless.

Lo scenario sarebbe diverso se ci fossero reti di accesso neutrali aperte nei confronti delle quali skype svolgesse il ruolo di service provider. Non mi è difficile immaginare accordi commerciali tra skype e il gestore della rete neutrale che potrebbero portare significativi vantaggi ad entrambi pur facendo gli interessi degli utenti.

Riferimenti:

• Nokia Press Release, “Skype now available for Nokia smartphones in Ovi Store - More than 200 million smartphone users worldwide now have skype at their fingertips“, March 3, 2010.
  
• Daniele Lepido, “Matrimonio Nokia-Skype - Così la telefonata è gratis”, Il Sole 24 Ore, 4 marzo 2010.
• Daniele Lepido, “Affondo Telecom: Ci cannibalizza”, Il Sole 24 Ore, 4 marzo 2010.

In Italia solo una persona su 5 e meno di una famiglia su due hanno una connessione a banda larga residenziale (dati tratti dalle tabelle 1.19 e 1.22 della Relazione Annuale 2009 di AGCOM). Il resto della popolazione o non e’ raggiunto dalla rete, o non è  interessato alle offerte degli operatori di rete fissa.

Chi usa Internet abitualmente sa che il suo vero valore sta nella capacità di soddisfare ogni esigenza e fa fatica a pensare che altri non ne percepiscano l’utilità, ma evidentemente è così. Del resto, dire che con Internet si può fare di tutto non aiuta a capire cosa farci realmente. E’ difficile stabilire se digital divide nasca dalla mancanza di offerta o dalla mancanza di domanda, ma è certo che se non cambia l’offerta non cambia la domanda, e se la domanda non cresce gli investimenti nelle infrastrutture di rete non sono remunerativi.

Perché allora non provare a ripartire dai servizi, magari dai più popolari come il telefono o la televisione, presi uno alla volta? In Internet si possono fare telefonate a costi ridotti, si possono ricevere canali televisivi gratuiti, si possono trovare milioni di libri … Non è difficile convincersi che questo è un bene, ma non è facile accettare che per godere di questi benefici si debba prima siglare un contratto pluriennale con un operatore impegnandosi a pagare un canone fisso di accesso.

Diverso sarebbe se l’utente potesse comperare direttamente i servizi online di cui realmente percepisce l’utilità, riuscendo a confrontarli per costo e qualità con quelli tangibili che già conosce. E’ chiaro che per comprare un servizio ogni utente avrebbe bisogno di una connessione e che questa gli sarebbe comunque offerta da un operatore che avrebbe bisogno del proprio utile, ma il ruolo strumentale dell’operatore non apparirebbe centrale e il costo fisso della connessione non costituirebbe una barriera d’accesso ai servizi.

In un modello commerciale orientato ai servizi, chi è interessato (solo) ad uno specifico servizio può rivolgersi direttamente al fornitore di quel servizio il cui prezzo comprenderà il compenso che il fornitore deve all’operatore di rete che garantisce il collegamento all’utente senza imporgli alcun canone fisso. Se la creazione del collegamento richiede anche l’installazione di un apparato a casa dell’utente (Router ADSL, CPE Hiperlan, CPE WiMAX, …) potrebbe essere l’utente a procurarselo una volta per tutte (rivolgendosi ad un rivenditore o a un installatore locale) esattamente come è l’utente ad acquistare consapevolmente l’antenna televisiva, l’apparecchio telefonico, il telefonino, il portatile o il palmare senza bisogno di un operatore che glielo offra apparentemente gratis in cambio di un contratto e di un canone.

In questo modello i servizi più popolari avrebbero la funzione di cavalli di troia per aumentare la penetrazione della banda larga. Non solo perché renderebbero evidenti e diversificate le motivazioni individuali per connettersi in rete, ma anche perché diversificando l’offerta e aumentando la penetrazione del mercato contribuirebbero a rendere remunerativi gli investimenti in infrastrutture di rete.

I modelli commerciali orientati ai servizi sono uno degli elementi distintivi delle reti di accesso neutrali.

Riferimenti:

• Relazione annuale 2009 dell’Autorità per le garanzie nelle comunicazioni

Questo è il secondo di tre articoli che descrivono un’implementazione di reti di accesso neutrali basata sul policy routing di Linux. Ne descrivo il funzionamento facendo riferimento allo schema architetturale introdotto nel post del primo settembre (che riproduco di seguito per comodità):

L’architettura di esempio mostrata in figura ha una struttura ad albero: gli utenti sono le foglie, le isole di accesso sono i rami, la dorsale è il tronco e il gateway di smistamento (o policy router) è la radice. Per consentire agli utenti di accedere ai servizi pubblicati nella sottorete servizi è sufficiente l’impostazione dei default gateway delle sottoreti.

Le cose si complicano un po’ quando l’indirizzo da raggiungere non appartiene alla rete di accesso o alla sottorete servizi, ma è un qualunque IP pubblico. La complicazione è duplice. Innanzitutto occorre bloccare l’accesso se l’utente non è autenticato (e l’indirizzo non appartiene alla white list di indirzzi virtualmente interni). In secondo luogo occorre smistare il traffico verso Internet per permettere ad ogni utente di utilizzare l’edge router del provider che preferisce. Queste due funzioni sono svolte dal captive portal e dal gateway di smistamento (o policy router).

Captive portal

Il captive portal e’ rappresentato dal rettangolo grigio pubblicato all’indirizzo 172.20.2.2 della sottorete servizi ed e’ definito come default gateway del policy router. Quando un utente che non ha ancora scelto uno degli edge router disponibili per la navigazione Internet tenta di raggiungere una pagina web esterna alla sottorete servizi e alle eventuali white list, il captive portal lo ridirige su una landing page dalla quale e’ possibile accedere ai servizi interni o scegliere uno degli edge router. La scelta dell’edge router comporta l’impostazione dinamica di un’apposita regola nel policy router.

Policy router

Il policy router smista il traffico generato dagli utenti sugli edge router scelti da ciascuno. Questa funzione di smistamento puo’ essere implementata utilizzando il supporto per il routing avanzato del kernel di Linux. In particolare il file rt_tables installato sul policy router contiene la lista delle tabelle di routing disponibili, con le rispettive priorita’. Nell’implementazione proposta, ad ogni policy router e’ dedicata una tabella di routing. Nel nostro esempio, chiamando ISP_A e ISP_B le tabelle dedicate ai due edge router A e B, il file rt_table conterra’ le righe:

1 ISP_A
2 ISP_B

Ogni tabella contiene a sua volta almeno una regola, che specifica come default gateway l’edge router corrispondente. Altre regole potrebbero essere aggiunte per ottimizzare il traffico. Nel seguente esempio viene specificata una seconda regola per permettere di raggiungere i servizi locali direttamente dal policy router senza passare per l’edge router:

# table ISP_A
ip route add default via 172.20.2.10 dev eth1 table ISP_A
ip route daa 172.20.2.0/24 via 172.20.2.1 table ISP_A

Poiche’ la definizione delle tabelle non ne comporta l’applicazione, tutte le tabelle associate agli edge router possono essere definite in anticipo (una volta per tutte) e applicate dinamicamente in base alle scelte operate dall’utente attraverso la landing page del captive portal.

Immaginiamo che la landing page del captive portal contenga “bottoni” associati agli edge router disponibili. Quando l’utente 172.16.1.23 preme il bottone corrispondente all’edge router A, la sua scelta viene registrata su una database come richiesta in attesa di essere processata. Un demone che gira sul policy router interroga periodicamente il database e processa le richieste pendenti lanciando i comandi necessari a creare le corrispondenti politiche di routing. In questo caso il comando e’ il seguente:

ip route add from 172.16.1.23 table ISP_A

che crea una nuona regola di source-based policy routing il cui effetto e’ l’applicazione della tabella ISP_A a tutto il traffico originato dall’indirizzo 172.16.1.23.

Un meccanismo analogo e’ utilizzato per rimuovere o sostituire le regole.

Continua…

Riferimenti:

• Andrea Seraghiti and Alessandro Bogliolo, “Neutral Access Network Implementation Based on Linux Policy Routing”, in Proceedings of INTERNET-2009, 2009. [paper] [slides]
• M. G. Marsh, Policy Routing Using Linux, SAMS, 2006.

Abbiamo visto che le reti di accesso neutrali (che indichiamo con l’acronimo NAN, dall’inglese Neutral Access Network) devono:

• consentire agli utenti di associarsi liberamente alla NAN;
• permettere ai service provider (SP) di esporre i propri servizi all’interno della NAN;
• permettere agli Internet Service Provider (ISP) di offrire banda Internet ai propri clienti attraverso la NAN;
• offrire le stesse condizioni di utilizzo a tutti gli utenti e a tutti i provider (SP e ISP);
• permettere di incrementare la copertura senza limiti tecnologici;
• gestire in modo neutrale il traffico tra gli utenti, i servizi dei SP e i gateway degli ISP.

Inoltre, per evidenti ragioni di ordine pratico, dovrebbero essere semplici e indipendenti dalla tecnologia di accesso adottata (WiFi, xDSL, WiMAX, …).

Qualche giorno fa è stata presentata a Cannes una soluzione che soddisfa questi requisiti utilizzando solo comuni distribuzioni di Linux per la gestione della NAN. Ne descrivo brevemente il funzionamento, rimandando al paper e alle slides per eventuali approfondimenti.

Per ragioni di leggibilità divido la descrizione in tre post: in questo presento solo lo schema di massima e l’architettura, mentre nel prossimo descrivo i principi di funzionamento e nel terzo discuto estensioni e problemi aperti.

La figura precedente mostra lo schema di massima di una NAN (o di una open access network, OAN), che si frappone tra gli utenti (rappresentati in basso) e Internet (in alto). Sono evidenziati gli edge router (o gateway di frontiera) degli ISP e dei SP, la dorsale neutrale (operator neutral backbone) e le isole di accesso (access islands) che offrono connessione agli utenti. Ogni isola di accesso puo’ essere gestita da operatori diversi e differenziarsi dalle altre per tecnologia o per copertura territoriale. La distinzione tra dorsale e isole di accesso non è indispensabile, ma conferisce flessibilità e generalità al modello.

La figura precedente mostra una soluzione architetturale per l’implementazione di una NAN. Ad ogni isola d’accesso è associata una sottorete il cui default gateway (access router) è il gateway verso la dorsale. Alla dorsale è associata una sottorete separata. Inoltre è definita una ulteriore sottorete nella quale vengono pubblicati i servizi e gli edge router degli ISP. Il gateway posto tra la dorsale e la sottorete servizi è detto gateway di smistamento, o policy router, ed è il default gateway della dorsale. A titolo esemplificativo vengono specificati gli indirizzi IP assegnati agli utenti, alle sottoreti e ai gateway.

Continua…

Riferimenti:

• Andrea Seraghiti and Alessandro Bogliolo, “Neutral Access Network Implementation Based on Linux Policy Routing”, in Proceedings of INTERNET-2009, 2009. [paper] [slides]
  

Si è concluso ieri INTERNET 2009, il convegno di Cannes dedicato all’evoluzione di Internet, nel quale ha trovato spazio una sessione dedicata alle reti di accesso neutrali (NEUTRAL 2009), di cui avevo dato notizia su questo blog all’epoca della pubblicazione del call for papers.

Il tema della neutralità delle reti di accesso è stato trattato da diversi punti di vista. Dal punto di vista applicativo, con un contributo intitolato “Technology Integration for the Services Offered by the Public Administrations“, dal punto di vista tecnico, con due contributi intitolati “QoS-Aware Net Neutrality” e “Neutral Access Network Implementation Based on Linux Policy Routing“, dal punto di vista modellistico, con un contributo intitolato “Wireless Open Access Networks: State-of-the-Art and Technological Opportunities“, e dal punto di vista legale, con un contributo intitolato “Network Neutrality Principle as a Regulatory Tool: Implications for Crime Prevention and Criminal Law Enforcement“.

Il principio di neutralità e i modelli economici sono stati inoltre al centro del dibattito moderato da Eugen Borcoci in una panel session intitolata “Future Internet: Challenges, Perspectives, and Beyond“.

Riferimenti:

• Chiara Taddia, Stefania Nanni, and Gianluca Mazzini, “Technology Integration for the Services Offered by the Public Administrations”, in Proceedings of INTERNET-2009, 2009.
• Jerzy Domżał, Robert Wójcik, and Andrzej Jajszczyk, “QoS-Aware Net Neutrality”, in Proceedings of INTERNET-2009, 2009.
  
• Gabriele Marra, “Network Neutrality Principle as a Regulatory Tool: Implications for Crime Prevention and Criminal Law Enforcement”, in Proceedings of INTERNET-2009, 2009.
  
• Andrea Seraghiti and Alessandro Bogliolo, “Neutral Access Network Implementation Based on Linux Policy Routing”, in Proceedings of INTERNET-2009, 2009.
  
• Jaume Barcelo, Jorge Infante, and Miquel Oliver, “Wireless Open Access Networks: State-of-the-Art and Technological Opportunities”, in Proceedings of INTERNET-2009, 2009.
  

Le reti di accesso neutrali sono il tema del blog che ho aperto da più di un anno, ma non ne ho mai parlato in modo compiuto. Per ora ci ho girato attorno annotando spunti e idee, ed è per questo che ora posso permettermi di dire che questo post “introduce” l’argomento.

Il titolo è in inglese sia perchè suona meglio, sia perchè riprende quello della relazione che ho tenuto ad Aveiro il mese scorso al Next Generation Internet (NGI-09).

Allego il paper e le slides, dove trovate riferimenti bibliografici a supporto delle argomentazioni, mentre qui ne riassumo per punti il contenuto.

1. Il traffico IP cresce esponenzialmente, ma la banda larga ha una bassa penetrazione, il mercato degli accessi ristagna e non ci sono motivazioni economiche per colmare il digital divide.

2. La maggior parte delle reti di accesso sono ancora gestite come le prime reti telefoniche, con modelli ad integrazione verticale e tariffe piatte.

3. L’integrazione verticale ha numerosi limiti (alte barriere all’ingresso di nuovi operatori, disincentivo all’innovazione, rischi di violazioni del principio di neutralità, scarse possibilità di ottimizzazione statistica, …) e sembra inadeguato alla gestione imparziale di infrastrutture realizzate con sovvenzioni pubbliche.

4. Le tariffe piatte creano uno scollamento tra i prezzi esposti agli utenti e i costi sostenuti dagli operatori e costituiscono un disincentivo all’acquisto per chi non percepisce sufficiente utilità nell’accesso ad Internet.

5. Per superare questi limiti occorre separare la rete di accesso dai servizi (come suggerisce il modello TCP/IP e come avviene in internet) e creare i presupposti per la condivisione della stessa infrastruttura da parte di piu’ operatori concorrenti. Le misure correttive introdotte da numerosi governi hanno prodotto buoni effetti, ma non bastano a correggere l’asimmetria tra operatori incumbent e new entrant.

6. Soluzioni piu’ radicali sono basate sui concetti di operator neutrality (ON) e open access networks (OAN), in cui l’infrastruttura di accesso è gestita da un soggetto terzo ed ospita gli edge router di tutti gli operatori che vogliono utilizzarla per offrire accesso ad Internet o altri servizi. La rete di accesso condivisa è un intermediario trasparente. L’utente ha rapporti solo con il proprio operatore, che versa parte degli utili al gestore dell’infrastruttura di accesso. Dal punto di vista dell’utente non c’è sostanziale differenza rispetto ad un modello tradizionale, se non nella maggior concorrenza tra gli operatori.

7. Le neutral access networks (NAN) sono un particolare tipo di OAN, in cui l’infrastruttura di accesso smette di essere trasparente agli utenti e assume dignità di “rete” al fine di innescare meccanismi di esternalità positiva utili ad incrementare la penetrazione del mercato. L’accesso ad Internet è solo uno dei servizi a cui una NAN dà accesso. Altri servizi possono essere erogati all’interno della NAN indipendentemente da Internet: VoIP, IPTV, e-government, informazioni turistiche, videosorveglianza, … Gli utenti accedono alla NAN liberamente e senza autenticazione e vengono esposti a tutti i servizi disponibili, tra i quali la navigazione Internet attraverso gli edge router dei vari operatori. Le procedure di registrazione e autenticazione entrano gioco solo per accedere ad Internet o ai servizi con esigenze di tariffazione, personalizzazione, riservatezza o sicurezza.

8. Dal punto di vista dell’offerta commerciale le NAN creano il presupposto per attuare politiche di mercato orientate ai servizi (telefono, TV, social networking, applicazioni territoriali, navigazione Internet, …) la cui utilità possa essere percepita anche da chi non è sensibile alle tradizionali offerte di Internet tutto o niente. La differenziazione dei servizi va a beneficio della penetrazione del mercato, poichè tutti i servizi sono accomunati dalla stessa condizione abilitante: la connessione alla NAN. Qualunque sia il servizio per il quale un utente decide di collegarsi alla NAN, una volta che il collegamento è realizzato l’utente è esposto (senza ulteriori barriere) a tutti i servizi, compresa la navigazione Internet.

9. Dal punto di vista legale e amministrativo, l’apertura della rete di accesso ad utenti non autenticati scarica i gestori dei punti di accesso (detti access island) dalla responsabilità dell’identificazione degli utenti e della conservazione delle tracce di traffico, ma richiede l’assunzione di tale responsabilità da parte di chiunque eroghi servizi “attivi” all’interno della NAN. Per servizi attivi si intendono i servizi attraverso i quali un utente può compiere azioni verso terzi o commettere reati (e-mail, blog, navigazione Internet, …).

10. Dal punto di vista tecnico l’implementazione di NAN richiede l’adozione di soluzioni diverse da quelle comunemente utilizzate nelle reti di accesso wireless o cablate. Soluzioni prototipali sono in corso di sperimentazione nella rete aperta dell’Università di Urbino, denominata Urbino Wireless Campus (UWiC).

11. L’esternalità (positiva) è il fenomeno in base al quale l’azione compiuta da un soggetto ha effetti (positivi) su soggetti terzi non direttamente coinvolti nell’azione. Le NAN riproducono in parte, all’interno delle reti di accesso, i fenomeni di esternalità positiva che hanno caratterizzato lo sviluppo di Internet. L’ingresso di un nuovo utente nella NAN porta un beneficio per tutti poichè concorre a raggiungere la massa critica necessaria a motivare lo sviluppo e l’erogazione di servizi e a ripagare gli investimenti. L’ingresso di un nuovo service provider crea un beneficio per tutti poichè aumenta il valore della NAN e la sua capacità di penetrazione. L’estensione dell’infrastruttura crea un beneficio per tutti poichè aumenta la copertura e le opportunità di networking.

Riferimenti:

• Alessandro Bogliolo, “Introducing Neutral Access Networks“, in Proceedings of the Conf. on Next Generation Internet Networks (NGI-09), 2009. [paper] [slides]