Internet organiza sus redes siguiendo el mecanismo de conexión preferencial

Investigadores de la UC Davis han demostrado que Internet tiende a organizarse siguiendo un mecanismo de conexión preferencial, también conocido como preferential attachment, que privilegia la agrupación de usuarios en torno a los nodos más conectados, en detrimento de los demás nodos.

Según estos investigadores, la organización de grupos en Internet responde a este mecanismo de conexión preferencial, que garantiza la optimización del sistema de formación de dichos grupos.

Según el profesor de la Universidad de Notre Dame en Indiana, Estados Unidos, Albert Laszlo Varabais, uno de los pioneros en el estudio de las estructuras de sistemas complejos, las redes tienen dos leyes.

Una ley de las redes es la ley de crecimiento, según la cual permanentemente se van agregando nuevos nodos a la red. La segunda ley de las redes se llama de conexión preferencial y establece que, debiendo elegirse entre dos nodos, se elegirá enlazar con el nodo más conectado. Según el preferential attachment, por tanto, los nodos con más enlaces tienen mayor posibilidad de unir nuevos enlaces y de crecer aún más, en detrimento de los menos enlazados.

En un artículo publicado el mes pasado en Proceedings of the National Academy of Science ó PNAS, Raissa M. D’Souza, y sus colaboradores explican que la conexión preferencial, ya utilizada para describir otras redes, como las sociales, las biológicas o las tecnológicas, ha podido ser demostrada en las redes de Internet gracias a un modelo matemático introducido por ellos.

Lo que han comprobado, concretamente, es que Internet tiende a organizarse según la segunda ley de las redes, que privilegia la difusión de los nodos más conectados en detrimento de otros menos conocidos.

Su trabajo aporta una parte teórica sobre el modelo y su articulación vinculada a una relación de tipo power-law sobre los niveles de los nodos. En Internet, un nodo es un servidor con un solo nombre de dominio y dirección que le han sido asignados por el InterNIC o Centro informativo de la red difusora de Internet. La power law es una ley que, en otros campos, permite ajustar fenómenos tan dispares como la popularidad de una página web, la riqueza de las personas o la frecuencia de las palabras en un texto.

Varios factores

A partir de este sistema, los científicos han conseguido establecer los niveles de vinculaciones a determinadas redes, que aparecen registrados en análisis de los gráficos de dichas redes (o sobre sus distribuciones temporales), demostrando que la power-law expresa una organización en Internet que responde a la competitividad entre dichos vínculos o relaciones, así como a la saturación de éstas últimas y a la viabilidad de las conexiones a Internet.

Comprobaron asimismo la efectividad de su modelo comparando sus resultados con los obtenidos por la Cooperative Association for Internet Data Analysis ó CAIDA, lo que confirmó que éste es más efectivo como modelo de análisis que otros modelos anteriores. CAIDA es una iniciativa que abarca a las empresas, al Gobierno y a los sectores de investigación, entre cuyos fines se encuentra la medición del tráfico de usuarios en Internet.

En definitiva, los autores del estudio señalan que las conexiones entrantes y salientes de una determinada red tienden a seguir una ley acumulativa, esto es, que los nodos serán mayores cuantos más usuarios tengan, siguiendo una ley según la cual los ricos cada vez se hacen más ricos por el hecho de pertenecer a una red.

Excelentes resultados

Según los investigadores, las observaciones empíricas han dado excelentes resultados, porque han arrojado resultados muy ajustados a la realidad en la descripción de los grados de distribución de agrupaciones preferenciales en Internet.

La importancia de la investigación radica en que estos modelos, que tienen en cuenta las variables de saturación y viabilidad, forman un buen punto de partida para el análisis de otros muchos tipos de redes.

La agrupación preferencial es un modelo muy común de descripción de redes, a la que algunos autores han acusado de insuficiente para la comprensión de la complejidad de las redes, justificando que carece de algunas propiedades sutiles aunque necesarias para la descripción de determinadas observaciones empíricas en redes reales.

D’Souza y sus colaboradores señalan que se ha podido demostrar que estas carencias son reparables si se considera que esta descripción es una consecuencia del modelo de competitividad natural de las redes; y si se tiene en cuenta que la agrupación preferencial tiene dos características nuevas (saturación y viabilidad).