ARPANET

InspiraciónEditar

Históricamente, las comunicaciones de voz y datos se basaban en métodos de conmutación de circuitos, como se ejemplifica en la red telefónica tradicional, en la que a cada llamada telefónica se le asigna una conexión electrónica dedicada, de extremo a extremo, entre las dos estaciones comunicantes. La conexión se establece mediante sistemas de conmutación que conectan múltiples tramos de llamada intermedios entre estos sistemas durante la duración de la llamada.

El modelo tradicional de la red de telecomunicaciones de conmutación de circuitos fue cuestionado a principios de la década de 1960 por Paul Baran, de la Corporación RAND, que había estado investigando sistemas que pudieran mantener su funcionamiento durante la destrucción parcial, como por ejemplo por una guerra nuclear. Desarrolló el modelo teórico de la conmutación adaptativa distribuida de mensajes en bloque. Sin embargo, el sector de las telecomunicaciones rechazó el desarrollo en favor de los modelos existentes. Donald Davies, del National Physical Laboratory (NPL) del Reino Unido, llegó de forma independiente a un concepto similar en 1965.

Las primeras ideas de una red informática destinada a permitir las comunicaciones generales entre usuarios de ordenadores fueron formuladas por el informático J. C. R. Licklider, de Bolt, Beranek y Newman (BBN), en abril de 1963, en unos memorandos en los que se discutía el concepto de “Red Informática Intergaláctica”. Esas ideas englobaban muchas de las características de la actual Internet. En octubre de 1963, Licklider fue nombrado jefe de los programas de Ciencias del Comportamiento y Mando y Control de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA) del Departamento de Defensa. Convenció a Ivan Sutherland y a Bob Taylor de que este concepto de red era muy importante y merecía ser desarrollado, aunque Licklider dejó ARPA antes de que se asignara ningún contrato para su desarrollo.

Sutherland y Taylor continuaron con su interés en crear la red, en parte, para permitir que los investigadores patrocinados por ARPA en varios locales corporativos y académicos utilizaran los ordenadores proporcionados por ARPA, y, en parte, para distribuir rápidamente nuevo software y otros resultados informáticos. Taylor tenía tres terminales informáticos en su oficina, cada uno conectado a ordenadores distintos, que ARPA financiaba: uno para la System Development Corporation (SDC) Q-32 en Santa Mónica, otro para el Proyecto Genie en la Universidad de California, Berkeley, y otro para Multics en el Instituto Tecnológico de Massachusetts. Taylor recuerda la circunstancia: “Para cada uno de estos tres terminales, tenía tres conjuntos diferentes de comandos de usuario. Así que, si estaba hablando en línea con alguien en el S.D.C., y quería hablar con alguien que conocía en Berkeley, o en el M.I.T., sobre esto, tenía que levantarme del terminal del S.D.C., ir y entrar en el otro terminal y ponerme en contacto con ellos. Dije, “¡Oh hombre!”, es obvio lo que hay que hacer: Si tienes estas tres terminales, debería haber una terminal que vaya a cualquier lugar que quieras ir. Esa idea es la ARPANET”.

El trabajo de Donald Davies llamó la atención de los desarrolladores de ARPANET en el Simposio sobre Principios de Sistemas Operativos celebrado en octubre de 1967. Hizo la primera demostración pública, tras acuñar el término conmutación de paquetes, el 5 de agosto de 1968 y la incorporó a la red NPL de Inglaterra. La red NPL y ARPANET fueron las dos primeras redes del mundo en utilizar la conmutación de paquetes, y se interconectaron en 1973. Roberts dijo que ARPANET y otras redes de conmutación de paquetes construidas en la década de 1970 eran similares “en casi todos los aspectos” al diseño original de Davies de 1965.

CreaciónEdición

En febrero de 1966, Bob Taylor presionó con éxito al director de ARPA, Charles M. Herzfeld, para que financiara un proyecto de red. Herzfeld redirigió fondos por valor de un millón de dólares de un programa de defensa de misiles balísticos al presupuesto de Taylor. Taylor contrató a Larry Roberts como director de programa en la Oficina de Técnicas de Procesamiento de la Información de ARPA en enero de 1967 para trabajar en la ARPANET.

Roberts pidió a Frank Westervelt que explorara las cuestiones iniciales de diseño de una red. En abril de 1967, ARPA celebró una sesión de diseño sobre normas técnicas. Se discutieron las normas iniciales para la identificación y autentificación de los usuarios, la transmisión de caracteres y los procedimientos de comprobación y retransmisión de errores. La propuesta de Roberts era que todos los ordenadores centrales se conectaran entre sí directamente. Los demás investigadores se mostraron reacios a dedicar estos recursos informáticos a la administración de la red. Wesley Clark propuso que se utilizaran minicomputadoras como interfaz para crear una red de conmutación de mensajes. Roberts modificó el plan de ARPANET para incorporar la sugerencia de Clark y denominó a los miniordenadores Procesadores de Mensajes de Interfaz (IMP).

El plan se presentó en el Simposio inaugural sobre Principios de Sistemas Operativos en octubre de 1967. El trabajo de Donald Davies sobre la conmutación de paquetes y la red NPL, presentado por un colega (Roger Scantlebury), llamó la atención de los investigadores de ARPA en esta conferencia. Roberts aplicó el concepto de Davies sobre la conmutación de paquetes para ARPANET, y solicitó la opinión de Paul Baran. La red del NPL utilizaba velocidades de línea de 768 kbit/s, y la velocidad de línea propuesta para la ARPANET pasó de 2,4 kbit/s a 50 kbit/s.

A mediados de 1968, Roberts y Barry Wessler escribieron una versión final de la especificación IMP basada en un informe del Instituto de Investigación de Stanford (SRI) que ARPA encargó para escribir especificaciones detalladas que describieran la red de comunicaciones ARPANET. Roberts entregó un informe a Taylor el 3 de junio, quien lo aprobó el 21 de junio. Tras la aprobación de ARPA, se emitió una solicitud de oferta (RFQ) para 140 posibles licitadores. La mayoría de las empresas de informática consideraron la propuesta de ARPA como descabellada, y sólo doce presentaron ofertas para construir una red; de las doce, ARPA sólo consideraba a cuatro como contratistas de alto nivel. A finales de año, ARPA sólo consideró a dos contratistas, y adjudicó el contrato para construir la red a Bolt, Beranek and Newman Inc. (BBN) el 7 de abril de 1969.

El equipo inicial de BBN, formado por siete personas, se vio muy favorecido por la especificidad técnica de su respuesta a la petición de oferta de ARPA, y así produjo rápidamente el primer sistema de trabajo. Este equipo estaba dirigido por Frank Heart e incluía a Robert Kahn. La red propuesta por la BBN seguía de cerca el plan de ARPA de Roberts: una red compuesta por pequeños ordenadores llamados Procesadores de Mensajes de Interfaz (o IMP), similares al concepto posterior de routers, que funcionaban como pasarelas que interconectaban los recursos locales. En cada emplazamiento, los IMP realizaban funciones de conmutación de paquetes de almacenamiento y reenvío, y estaban interconectados con líneas alquiladas mediante conjuntos de datos de telecomunicaciones (módems), con velocidades de datos iniciales de 56kbit/s. Los ordenadores centrales se conectaban a los IMP a través de interfaces de comunicación en serie personalizadas. El sistema, incluido el hardware y el software de conmutación de paquetes, se diseñó e instaló en nueve meses. El equipo de BBN continuó interactuando con el equipo del NPL con reuniones entre ambos en Estados Unidos y el Reino Unido.

Los IMPs de primera generación fueron construidos por BBN Technologies utilizando una versión de ordenador robusto del ordenador DDP-516 de Honeywell, configurado con 24KB de memoria de núcleo magnético expandible, y una unidad de acceso directo a memoria de 16 canales Direct Multiplex Control (DMC). La DMC estableció interfaces personalizadas con cada uno de los ordenadores centrales y módems. Además de las lámparas del panel frontal, el ordenador DDP-516 también cuenta con un conjunto especial de 24 lámparas indicadoras que muestran el estado de los canales de comunicación del IMP. Cada IMP podía soportar hasta cuatro hosts locales y comunicarse con hasta seis IMP remotos a través de las primeras líneas telefónicas alquiladas de Digital Signal 0. La red conectaba un ordenador en Utah con tres en California. Más tarde, el Departamento de Defensa permitió a las universidades unirse a la red para compartir recursos de hardware y software.

Debate sobre los objetivos del diseñoEditar

Según Charles Herzfeld, director de ARPA (1965-1967):

La ARPANET no se inició para crear un Sistema de Mando y Control que sobreviviera a un ataque nuclear, como muchos afirman ahora. Construir un sistema de este tipo era, claramente, una necesidad militar importante, pero no era la misión de ARPA hacer esto; de hecho, habríamos sido severamente criticados si lo hubiéramos intentado. Más bien, ARPANET surgió de nuestra frustración por el hecho de que sólo había un número limitado de grandes y potentes ordenadores de investigación en el país, y que muchos investigadores, que deberían tener acceso a ellos, estaban geográficamente separados de los mismos.

No obstante, según Stephen J. Lukasik, que como subdirector y director de DARPA (1967-1974) fue “la persona que firmó la mayoría de los cheques para el desarrollo de Arpanet”:

El objetivo era explotar las nuevas tecnologías informáticas para satisfacer las necesidades de mando y control militar contra las amenazas nucleares, lograr un control de supervivencia de las fuerzas nucleares estadounidenses y mejorar la toma de decisiones tácticas y de gestión militar.

La ARPANET incorporó el cálculo distribuido y el recuento frecuente de las tablas de enrutamiento. Esto aumentó la capacidad de supervivencia de la red ante una interrupción significativa. El enrutamiento automático era un reto técnico en aquella época. ARPANET se diseñó para sobrevivir a las pérdidas de las redes subordinadas, ya que la razón principal era que los nodos de conmutación y los enlaces de la red no eran fiables, incluso sin ataques nucleares.

La Internet Society está de acuerdo con Herzfeld en una nota a pie de página en su artículo online, A Brief History of the Internet:

Fue a partir del estudio de la RAND que comenzó el falso rumor que afirmaba que la ARPANET estaba relacionada de alguna manera con la construcción de una red resistente a la guerra nuclear. Esto nunca fue cierto en el caso de ARPANET, sino que era un aspecto del estudio anterior de RAND sobre la comunicación segura. El trabajo posterior sobre la interconexión hizo hincapié en la robustez y la capacidad de supervivencia, incluyendo la capacidad de soportar pérdidas de grandes partes de las redes subyacentes.

Paul Baran, el primero en proponer un modelo teórico para la comunicación utilizando la conmutación de paquetes, dirigió el estudio RAND mencionado anteriormente. Aunque la ARPANET no compartía exactamente el objetivo del proyecto de Baran, dijo que su trabajo contribuyó al desarrollo de la ARPANET. Las actas levantadas por Elmer Shapiro, del Instituto de Investigación de Stanford, en la reunión de diseño de ARPANET del 9 al 10 de octubre de 1967, indican que podría utilizarse una versión del método de enrutamiento de Baran (“patata caliente”), en consonancia con la propuesta del equipo del NPL en el Simposio sobre Principios de Sistemas Operativos celebrado en Gatlinburg.

ImplementaciónEditar

Los primeros cuatro nodos fueron designados como banco de pruebas para desarrollar y depurar el protocolo 1822, lo que supuso una gran empresa. Aunque se conectaron electrónicamente en 1969, las aplicaciones de red no fueron posibles hasta que se implementó el Programa de Control de Red en 1970, permitiendo los dos primeros protocolos host-host, el inicio de sesión remoto (Telnet) y la transferencia de archivos (FTP), que se especificaron e implementaron entre 1969 y 1973. El tráfico de la red comenzó a crecer una vez que el correo electrónico se estableció en la mayoría de los sitios alrededor de 1973.

Los cuatro hosts inicialesEditar

Primer registro IMP de ARPANET: el primer mensaje enviado a través de ARPANET, 10:30 pm PST del 29 de octubre de 1969 (6:30 UTC del 30 de octubre de 1969). Este extracto del registro IMP, conservado en la UCLA, describe la configuración de una transmisión de mensajes desde el ordenador anfitrión SDS Sigma 7 de la UCLA al ordenador anfitrión SDS 940 del SRI.

Los primeros cuatro IMPs fueron:

  • La Universidad de California, Los Ángeles (UCLA), donde Leonard Kleinrock había establecido un Centro de Medición de Redes, siendo un SDS Sigma 7 el primer ordenador conectado a él;
  • El Centro de Investigación de Aumento en el Instituto de Investigación de Stanford (ahora SRI International), donde Douglas Engelbart había creado el nuevo sistema NLS, un primer sistema de hipertexto, y dirigiría el Centro de Información de Red (NIC), siendo el SDS 940 que ejecutaba NLS, llamado “Genie”, el primer ordenador conectado;
  • La Universidad de California, Santa Bárbara (UCSB), con el IBM 360/75 del Centro de Matemáticas Interactivas Culler-Fried, que ejecutaba OS/MVT siendo la máquina conectada;
  • La Escuela de Informática de la Universidad de Utah, donde Ivan Sutherland se había trasladado, ejecutando un DEC PDP-10 que operaba con TENEX.
    • La primera conexión exitosa de host a host en ARPANET se realizó entre el Stanford Research Institute (SRI) y la UCLA, por el programador del SRI Bill Duvall y el estudiante de programación de la UCLA Charley Kline, a las 10:30 pm PST del 29 de octubre de 1969 (6:30 UTC del 30 de octubre de 1969). Kline se conectó desde el ordenador SDS Sigma 7 Host de UCLA (en la sala 3420 de Boelter Hall) al ordenador SDS 940 Host del Stanford Research Institute. Kline tecleó el comando “login”, pero inicialmente el SDS 940 se bloqueó después de teclear dos caracteres. Aproximadamente una hora más tarde, después de que Duvall ajustara los parámetros de la máquina, Kline volvió a intentarlo y se conectó con éxito. Por lo tanto, los dos primeros caracteres transmitidos con éxito a través de ARPANET fueron “lo”. El primer enlace permanente de ARPANET se estableció el 21 de noviembre de 1969, entre el IMP de la UCLA y el IMP del Stanford Research Institute. El 5 de diciembre de 1969, se estableció la red inicial de cuatro nodos.

      Elizabeth Feinler creó el primer Manual de Recursos para ARPANET en 1969, que condujo al desarrollo del directorio de ARPANET. El directorio, construido por Feinler y un equipo hizo posible la navegación por ARPANET.

      Crecimiento y evoluciónEditar

      Mapa de la red ARPA 1973

      Roberts contrató a Howard Frank como consultor para el diseño topológico de la red. Frank hizo recomendaciones para aumentar el rendimiento y reducir los costes en una red ampliada. En marzo de 1970, la ARPANET llegó a la costa este de Estados Unidos, cuando se conectó a la red un IMP de BBN en Cambridge, Massachusetts. A partir de entonces, ARPANET creció: 9 IMPs en junio de 1970 y 13 IMPs en diciembre de 1970, luego 18 en septiembre de 1971 (cuando la red incluía 23 hosts universitarios y gubernamentales); 29 IMPs en agosto de 1972, y 40 en septiembre de 1973. En junio de 1974 había 46 PDI y en julio de 1975 la red contaba con 57 PDI. En 1981, el número era de 213 ordenadores anfitriones, con otro anfitrión que se conectaba aproximadamente cada veinte días.

      Larry Roberts consideró que los proyectos ARPANET y NPL eran complementarios y trató en 1970 de conectarlos mediante un enlace por satélite. El grupo de investigación de Peter Kirstein en el University College London (UCL) fue posteriormente elegido en 1971 en lugar del NPL para la conexión con el Reino Unido. En junio de 1973, un enlace transatlántico por satélite conectó ARPANET con la Red Sísmica Noruega (NORSAR), a través de la estación terrestre de Tanum, en Suecia, y posteriormente, mediante un circuito terrestre, con un TIP en la UCL. La UCL proporcionó una pasarela para una interconexión con la red NPL, la primera red interconectada, y posteriormente la SRCnet, precursora de la red JANET del Reino Unido.

      Rendimiento de la redEditar

      En 1968, Roberts contrató a Kleinrock para medir el rendimiento de la red y encontrar áreas de mejora. Basándose en su trabajo anterior sobre la teoría de las colas, Kleinrock especificó modelos matemáticos del rendimiento de las redes de conmutación de paquetes, que sirvieron de base para el desarrollo de ARPANET, que se expandió rápidamente a principios de la década de 1970.

      OperaciónEdit

      Demostración de Internetworking, enlazando la ARPANET, PRNET y SATNET en 1977

      La ARPANET fue un proyecto de investigación orientado a las comunicaciones, más que al usuario en su diseño. No obstante, en el verano de 1975, la ARPANET fue declarada “operativa”. La Agencia de Comunicaciones de Defensa tomó el control, ya que ARPA estaba destinada a financiar la investigación avanzada. Más o menos en esta época, se desplegaron los primeros dispositivos de encriptación de ARPANET para soportar el tráfico clasificado.

      La conectividad transatlántica con NORSAR y UCL evolucionó más tarde hacia la SATNET. La ARPANET, la SATNET y la PRNET se interconectaron en 1977.

      El informe de finalización de la ARPANET, publicado en 1981 conjuntamente por la BBN y la ARPA, concluye que:

      … es en cierto modo apropiado terminar con la nota de que el programa ARPANET ha tenido una retroalimentación fuerte y directa en el apoyo y la fuerza de la ciencia de la computación, de la que la red, en sí misma, surgió.

      CSNET, expansión

      El acceso a ARPANET se amplió en 1981, cuando la National Science Foundation (NSF) financió la Computer Science Network (CSNET).

      Adopción de TCP/IPEditar

      NORSAR y el University College London abandonaron la ARPANET y empezaron a utilizar TCP/IP sobre SATNET a principios de 1982.

      Después el DoD hizo de TCP/IP un estándar para todas las redes informáticas militares. El 1 de enero de 1983, conocido como el día de la bandera, los protocolos TCP/IP se convirtieron en el estándar para la ARPANET, sustituyendo al anterior Programa de Control de Redes.

      MILNET, retirada progresivaEditar

      En septiembre de 1984 finalizaron los trabajos de reestructuración de la ARPANET dando a las sedes militares estadounidenses su propia Red Militar (MILNET) para las comunicaciones no clasificadas del departamento de defensa. Ambas redes transportaban información no clasificada y estaban conectadas en un pequeño número de pasarelas controladas que permitirían una separación total en caso de emergencia. MILNET formaba parte de la Red de Datos de Defensa (DDN).

      La separación de las redes civil y militar redujo la ARPANET de 113 nodos en 68. Tras la separación de MILNET, ARPANET seguiría utilizándose como columna vertebral de Internet para los investigadores, pero se iría eliminando poco a poco.

      DesmantelamientoEditar

      En 1985, la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF) financió la creación de centros nacionales de supercomputación en varias universidades, y proporcionó acceso a la red e interconectividad de la misma con el proyecto NSFNET en 1986. NSFNET se convirtió en la columna vertebral de Internet para las agencias gubernamentales y las universidades.

      El proyecto ARPANET fue formalmente desmantelado en 1990. Los IMPs y TIPs originales se eliminaron gradualmente a medida que ARPANET se cerraba tras la introducción de la NSFNet, pero algunos IMPs siguieron en servicio hasta julio de 1990.

      Tras el desmantelamiento de ARPANET el 28 de febrero de 1990, Vinton Cerf escribió el siguiente lamento, titulado “Réquiem de ARPANET”:

      Fue el primero, y siendo el primero, fue el mejor,
      pero ahora lo dejamos para siempre.
      Ahora detente conmigo un momento, derrama algunas lágrimas.
      Por auld lang syne, por el amor, por años y años
      de servicio fiel, el deber cumplido, lloro.
      Deja tu paquete, ahora, oh amigo, y duerme.

      -Vinton Cerf

      LegacyEdit

      ARPANET en un contexto más amplio

      La ARPANET estaba relacionada con muchos otros proyectos de investigación que influyeron en el diseño de ARPANET, o que fueron proyectos auxiliares o derivados de ARPANET.

      El senador Al Gore fue el autor de la Ley de Comunicaciones y Computación de Alto Rendimiento de 1991, comúnmente conocida como “La Ley Gore”, tras escuchar el concepto de 1988 para una Red Nacional de Investigación presentado al Congreso por un grupo presidido por Leonard Kleinrock. La ley se aprobó el 9 de diciembre de 1991 y dio lugar a la Infraestructura Nacional de la Información (NII) que Gore denominó la superautopista de la información.

      Los protocolos de interconexión desarrollados por ARPA e implementados en la ARPANET allanaron el camino para la futura comercialización de una nueva red mundial, conocida como Internet.

      El proyecto ARPANET fue honrado con dos Hitos IEEE, ambos dedicados en 2009.

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