Historial de Internet: ARPANET - Subred

Con la ayuda de ARPANET, Robert Taylor y Larry Roberts iban a unir muchos institutos de investigación diferentes, cada uno de los cuales tenía su propia computadora, del software y el hardware del cual era completamente responsable. Sin embargo, el software y el hardware de la red en sí estaban ubicados en una región intermedia con niebla y no pertenecían a ninguno de estos lugares. En el período de 1967 a 1968, Roberts, jefe del proyecto de red de la Oficina de Tecnología de Procesamiento de la Información (IPTO), debía determinar quién debería construir y mantener la red, y dónde deberían estar los límites entre la red y las instituciones.

Escépticos

El problema de la estructuración de la red era al menos tan político como técnico. Los supervisores de investigación de ARPA generalmente no aprobaron la idea de ARPANET. Algunos han demostrado claramente la falta de deseo de unirse a la red en cualquier momento; pocos de ellos estaban entusiasmados. Cada centro tendría que hacer esfuerzos serios para permitir que otros usen su computadora muy costosa y muy rara. Dicha provisión de acceso demostró defectos obvios (pérdida de un recurso valioso), mientras que sus ventajas potenciales seguían siendo vagas y vagas.

El mismo escepticismo sobre compartir recursos fue inundado por el proyecto de red de la Universidad de California en Los Ángeles hace varios años. Sin embargo, en este caso, ARPA tuvo mucha más influencia, ya que pagó directamente por todos estos valiosos recursos informáticos, y continuó manteniendo su mano en todos los flujos de efectivo de los programas de investigación relacionados. Y aunque no se hicieron amenazas directas, no se anunció "no eso", la situación era extremadamente clara, de una forma u otra, pero ARPA iba a construir su red para combinar las máquinas que, en la práctica, todavía le pertenecían.

El momento ha madurado en una reunión de líderes científicos en Ett Arbor en Michigan, en la primavera de 1967. Roberts presentó su plan para crear una red que conectara varias computadoras en cada uno de los centros. Anunció que cada líder proporcionaría a su computadora local un software de red especial que usaría para llamar a otras computadoras a través de la red telefónica (esto fue antes de que Roberts supiera sobre la idea del cambio de paquetes ). La respuesta fue controversia y miedos. Entre los menos inclinados a implementar esta idea se encontraban los centros más grandes en los que ya funcionaban grandes proyectos patrocinados por IPTO, entre los cuales el principal era el MIT. Los investigadores del MIT, bañados en el dinero recibido para desarrollar el sistema de tiempo compartido del Proyecto MAC y el laboratorio de inteligencia artificial, no vieron ninguna ventaja para ellos al compartir sus recursos bien merecidos con cualquier riffraff del oeste.

E, independientemente de su estado, cada centro apreciaba sus propias ideas. Cada uno tenía sus propios programas y equipos únicos, y era difícil entender cómo se las arreglaban para establecer al menos la conexión más simple entre sí, sin mencionar la colaboración real. Simplemente escribir y ejecutar programas de red para su máquina consumirá una cantidad considerable de tiempo y recursos informáticos de ellos.

Irónico, pero sorprendentemente apropiado fue el hecho de que la solución a estos problemas sociales y técnicos, adoptada por Roberts, vino de Wes Clark, un hombre al que no le gustaba tanto el tiempo compartido como las redes. Clark, partidario de la idea quijotesca de entregar una computadora personal a cada persona, no iba a compartir recursos informáticos con nadie por completo, y mantuvo su propio campus, la Universidad de Washington en St. Louis, lejos de la red ARPANET durante muchos años más. Por lo tanto, no es sorprendente que haya sido él quien desarrolló el proyecto de red, que no agrega una carga significativa en los recursos informáticos de cada uno de los centros, y no requiere que cada uno de ellos gaste energía en la creación de software especial.

Clark sugirió colocar en cada uno de los centros una mini computadora que procese todas las funciones directamente relacionadas con la red. Cada centro solo tenía que descubrir cómo conectarse a su asistente local (que más tarde se denominó procesadores de mensajes de interfaz, o IMP ), que luego envió el mensaje a lo largo de la ruta deseada para que llegara al IMP correspondiente en el lugar de recepción. En esencia, sugirió que ARPA distribuya computadoras gratuitas adicionales a cada centro que se hará cargo de la mayoría de los recursos de la red. En un momento en que las computadoras aún eran raras y muy caras, esta propuesta era descarada. Sin embargo, en ese momento comenzaron a aparecer mini computadoras, que costaron solo unas pocas decenas de miles de dólares, en lugar de varios cientos, y como resultado, la propuesta resultó factible en principio (al final, cada IMP costó $ 45,000, o alrededor de $ 314,000 en dinero de hoy).

El enfoque IMP, que alivió las preocupaciones de los líderes académicos sobre la carga de la red en su potencia informática, también abordó otro problema político, ARPA. A diferencia de otros proyectos de agencias de la época, la red no se limitaba a un solo centro de investigación donde sería dirigida por un solo jefe. Y ARPA en sí no tenía la capacidad de crear y administrar de manera independiente directamente un proyecto técnico a gran escala. Tendría que contratar compañías de terceros para esto. La presencia de IMP hizo una clara delimitación de responsabilidad entre una red controlada por un agente externo y una computadora con control local. El contratista controlaría los IMP y todo lo demás, y los centros seguirían siendo responsables del hardware y el software en sus propias computadoras.

IMP

Después de eso, Roberts necesitaba elegir a este contratista. El enfoque anticuado de Liklider de atraer ofertas de un investigador querido directamente no encajaba en este caso. Se requería que el proyecto se pusiera a subasta pública, como cualquier otro contrato gubernamental.

Solo en julio de 1968, Roberts pudo resolver los detalles finales de la oferta. Han transcurrido unos seis meses desde que la última pieza técnica del rompecabezas cayó en su lugar, cuando en una conferencia en Gatlinburg hablaron sobre un sistema de conmutación de paquetes. Los dos fabricantes de computadoras más grandes, Control Data Corporation (CDC) e International Business Machines (IBM), inmediatamente se negaron a participar porque no tenían mini computadoras económicas y adecuadas para el rol de IMP.


Honeywell DDP-516

Entre los participantes restantes, la mayoría eligió el nuevo DDP-516 de Honeywell, aunque algunos tendieron a favorecer el PDP-8 digital . La opción de Honeywell era particularmente atractiva porque tenía una interfaz de E / S diseñada específicamente para sistemas en tiempo real para aplicaciones como el control de unidades industriales. Para las comunicaciones, por supuesto, también se requería la precisión adecuada: si la computadora perdió un mensaje entrante mientras estaba ocupado con otro trabajo, no había una segunda oportunidad para captarlo.

Hacia el final del año, considerando seriamente la candidatura de Raytheon, Roberts confió esta tarea a una creciente empresa de Cambridge fundada por Bolt, Beranek y Newman. El árbol genealógico de la informática interactiva en ese momento estaba extremadamente encarnado, y Roberts podría ser culpado de nepotismo por elegir BBN. Liklider llevó la informática interactiva a BBN antes de convertirse en el primer director de IPTO, sembrar las semillas de su red intergaláctica y educar a personas como Roberts. Sin la influencia de Lika, ARPA y BBN no estarían interesados ​​ni podrían servir al proyecto ARPANET. Además, una parte clave del equipo reunido por BBN para crear una red basada en IMP provino directa o indirectamente de los laboratorios de Lincoln: Frank Hart (líder del equipo), Dave Walden, Will Crowther y North Ornstein. Fue en los laboratorios donde Roberts mismo estaba en la escuela de posgrado, y fue allí donde la colisión accidental de Lick con Wes Clark generó su interés en las computadoras interactivas.

Pero, aunque esta situación podría haber parecido una conspiración, de hecho, el equipo de BBN también estaba bien adaptado para trabajar en tiempo real, como el Honeywell 516. En Lincoln, trabajaron en computadoras conectadas a sistemas de radar; este es otro ejemplo de una aplicación en la que los datos no esperarán hasta que la computadora esté lista. Hart, por ejemplo, trabajó en la computadora Whirlwind como estudiante en la década de 1950, se unió al proyecto SAGE y pasó un total de 15 años en los laboratorios de Lincoln. Ornstein trabajó en el protocolo cruzado SAGE, que transmitía datos de seguimiento de radar de una computadora a otra, y más tarde en el LINC de Wes Clark, una computadora diseñada para ayudar a los científicos en el laboratorio directamente trabajando con datos en línea. Crowther, ahora más conocido como el autor del juego basado en texto Colossal Cave Adventure , pasó diez años creando sistemas en tiempo real, incluida la terminal experimental Lincoln, una estación móvil de comunicaciones satelitales con una pequeña computadora que controlaba la antena y procesaba las señales entrantes.


Equipo de IMP en BBN. Frank Hart es un hombre de mediana edad. Ornstein se encuentra en el borde derecho, al lado de Crowther.

IMP fue responsable de comprender y administrar el enrutamiento y entregar mensajes de una computadora a otra. La computadora puede enviar hasta 8000 bytes a la vez al IMP local, junto con la dirección del destinatario. Luego, el IMP dividió el mensaje en paquetes más pequeños que se transmitieron de forma independiente al IMP objetivo a través de líneas que admiten los 50 kbps arrendados de AT&T. El IMP receptor recogió el mensaje en pedazos y lo entregó a su computadora. Cada IMP mantuvo una tabla donde se rastreó cuál de sus vecinos tenía la ruta más rápida para lograr cualquier objetivo posible. Se actualizó dinámicamente en función de la información recibida de estos vecinos, incluida la información de que el vecino no estaba disponible (en cuyo caso el retraso para enviar en esta dirección se consideró infinito). Para cumplir con los requisitos de velocidad y rendimiento presentados por Roberts para todos estos procesos de procesamiento, el equipo de Hart creó código al nivel de una obra de arte. El programa de procesamiento completo para IMP ocupaba solo 12,000 bytes; esa parte que se dedicaba a las tablas de enrutamiento ocupaba solo 300.

El equipo también tomó varias precauciones, dado que no era práctico asignar un equipo de apoyo a cada IMP en el campo.

Primero, equiparon cada computadora con dispositivos para monitoreo y control remoto. Además del reinicio automático que comenzó después de cada corte de energía, los IMP se programaron para poder reiniciar a los vecinos enviándoles nuevas versiones del software operativo. Para ayudar con la depuración y el análisis, el IMP podría, por orden, comenzar a emitir su estado actual a intervalos regulares. Además, IMP adjuntó una parte para cada paquete para rastrearlo, lo que permitió escribir registros de trabajo más detallados. Con todas estas posibilidades, muchos problemas podrían resolverse directamente desde la oficina de BBN, que servía como centro de control, desde donde se podía ver el estado de toda la red.

En segundo lugar, le pidieron a Honeywell una versión militar de la computadora 516, equipada con una carcasa gruesa que la protegía de las vibraciones y otras amenazas. Básicamente, BBN quería que fuera una señal de "mantenerse alejado" para estudiantes curiosos de posgrado, pero no había nada tan claro como para trazar la línea entre las computadoras locales y la subred controlada por BBN como este cuerpo blindado.

Los primeros gabinetes reforzados del tamaño de un refrigerador llegaron a la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) el 30 de agosto de 1969, solo 8 meses después de que BBN recibió su contrato.

Anfitriones

Roberts decidió comenzar la red con cuatro hosts: además de UCLA, los IMP se instalarán cerca de la costa en la Universidad de California, Santa Bárbara (UCSB), otro en el Instituto de Investigación de Stanford (SRI) en el norte de California y este último en la Universidad de Utah. Todas estas eran instituciones de segunda clase de la costa oeste, que intentaban demostrar su valía en el campo de la informática científica. Los lazos familiares continuaron funcionando, ya que dos de los supervisores, Len Kleinrock de UCLA e Ivan Sutherland de la Universidad de Utah, también fueron los antiguos colegas de laboratorio de Roberts en los laboratorios de Lincoln.

Roberts dio a los dos hosts características adicionales relacionadas con la red. Dag Englebart de SRI en 1967, en una reunión de líderes, se ofreció como voluntario para crear un centro de información de red. Usando un sofisticado sistema de recuperación de información en SRI, iba a crear un directorio telefónico de ARPANET: una recopilación ordenada de información sobre todos los recursos disponibles en varios nodos, y dar acceso a todos los participantes de la red. Basado en la experiencia de Kleinrock en el análisis de tráfico de red, Roberts ha designado a UCLA como el Centro de Medición de Actividad de Red (NMC). Para Kleinrock y UCLA, ARPANET se convertiría no solo en una herramienta práctica, sino también en un experimento, cuyos datos podrían extraerse y resumirse para aplicar los conocimientos adquiridos para mejorar el diseño de la red y sus seguidores.

Pero más importante para el desarrollo de ARPANET que estos dos nombramientos, se ha convertido en una comunidad más informal y vaga de estudiantes graduados llamada "Network Working Group" (NWG). La subred de IMP permitió que cualquier host en la red entregara un mensaje de manera confiable a cualquier otro; El objetivo de NWG era desarrollar un idioma común o un conjunto de idiomas que los hosts pudieran usar para comunicarse. Los llamaron "protocolos de host". El nombre "protocolo", tomado de los diplomáticos, fue aplicado por primera vez a las redes en 1965 por Roberts y Tom Marill para describir tanto el formato de datos como los pasos algorítmicos que determinan cómo dos computadoras se comunican entre sí.

El NWG, bajo la orientación informal pero objetiva de Steve Crocker de UCLA, comenzó a reunirse regularmente en la primavera de 1969, unos seis meses antes del primer IMP. Crocker nació y creció en el área de Los Ángeles, asistió a la Escuela Van Nice, siendo de la misma edad que sus dos futuros colegas del NWG, Wint Cerf y John Postel. Para registrar los resultados de algunas de las reuniones del grupo, Crocker desarrolló una de las piedras angulares de la cultura ARPANET (y la futura Internet), la solicitud de comentarios [ RFC ]. Su RFC 1, publicado el 7 de abril de 1969, y distribuido a todos los nodos ARPANET futuros por correo clásico, reunió las primeras discusiones del grupo sobre el diseño de software para el protocolo de host. En RFC 3, Crocker continuó describiendo el proceso de diseño de todos los RFC futuros de forma muy vaga:

Es mejor enviar los comentarios a tiempo que perfeccionarlos. Se aceptan opiniones filosóficas sin ejemplos u otros detalles, ciertas propuestas o tecnologías de implementación sin una descripción introductoria o explicaciones contextuales, preguntas específicas sin tratar de responderlas. La longitud mínima para una nota de NWG es una oración. Esperamos facilitar el intercambio de opiniones y debates sobre ideas informales.

Al igual que la solicitud de cotización (RFQ, ​​por sus siglas en inglés), el método estándar para solicitar ofertas para contratos gubernamentales, la RFC agradeció cualquier reacción, pero, a diferencia de la RFQ, también invitó al diálogo. Cada una de las comunidades distribuidas de NWG podría enviar un RFC y aprovechar esta oportunidad para debatir, hacer una pregunta o criticar una oración anterior. Por supuesto, como en cualquier comunidad, algunas opiniones se pusieron por encima de otras y, en los primeros días, la opinión de Crocker y su principal grupo de asociados gozó de gran autoridad. En julio de 1971, Crocker dejó UCLA, mientras todavía era un estudiante graduado, para convertirse en gerente de programa en IPTO. Teniendo a su disposición subvenciones de investigación clave de ARPA, él, voluntaria o involuntariamente, tuvo una influencia innegable.


John Postel, Steve Crocker y Vint Cerf son compañeros de clase y colegas del NWG; años posteriores

El plan original de NWG implicó la introducción de dos protocolos. El inicio de sesión remoto (telnet) permitió que una computadora funcionara como una terminal conectada al sistema operativo de otra, extendiendo el entorno interactivo de cualquier sistema incluido en ARPANET con tiempo compartido de miles de kilómetros, a cualquier usuario de la red. El protocolo de transferencia de archivos FTP permitió que una computadora transfiriera un archivo, por ejemplo, un programa o conjunto de datos útil, hacia o desde el almacenamiento de otro sistema. Sin embargo, ante la insistencia de Roberts, el NWG agregó un tercer protocolo básico a los dos, estableciendo una conexión básica entre los dos hosts. Fue llamado un programa de administración de red (NCP). Ahora la red tenía tres niveles de abstracción: una subred de paquetes controlada por IMP en la parte inferior, comunicaciones de host proporcionadas por NCP en el medio y protocolos de aplicación (FTP y telnet) en la parte superior.

Fracaso?

Solo en agosto de 1971, el NCP estaba completamente definido e implementado en toda la red, que en ese momento consistía en quince nodos. Las implementaciones del protocolo telnet pronto siguieron, y la primera definición estable de FTP apareció un año después, en el verano de 1972. Si evalúa el estado de ARPANET para ese período, unos años después de su lanzamiento, podría considerarse un fracaso en comparación con el sueño de compartir los recursos que Liklider imaginó y puso en práctica a su protegido, Robert Taylor.

Para empezar, fue difícil descubrir qué recursos existen en la red que puede usar. El centro de información de la red utilizó un modelo de participación voluntaria: cada nodo en sí tenía que proporcionar información actualizada sobre la disponibilidad de datos y programas. Y aunque todos se beneficiarían de tales acciones, cada nodo individual no tenía una fuerte motivación para anunciar sus recursos y proporcionarles acceso, sin mencionar que proporcionaba documentación o consultas relevantes. Por lo tanto, la NIC no pudo convertirse en un directorio de red. Probablemente su función más importante en los primeros años fue albergar electrónicamente un conjunto creciente de RFC.

Incluso si, por ejemplo, Alice de UCLA sabía de la disponibilidad de un recurso útil en el MIT, aparecía un obstáculo más serio. Telnet permitió a Alice acceder a la pantalla de inicio de sesión en MIT, pero no más. Para que Alice realmente tenga acceso a algún programa en MIT, primero tuvo que llegar a un acuerdo con MIT fuera de línea para que se registraran en su cuenta en su computadora, lo que generalmente requería llenar formularios en papel en ambos institutos y un acuerdo de financiación para pagar uso de recursos informáticos MIT. Y debido a la incompatibilidad entre el hardware y el software del sistema entre los nodos, la transferencia de archivos a menudo no tenía mucho sentido, ya que no podía ejecutar programas desde computadoras remotas por su cuenta.

Irónicamente, el éxito más significativo de compartir recursos no fue en el área de tiempo compartido interactivo para el cual se creó ARPANET, sino en el campo del procesamiento de datos no interactivo a la antigua. UCLA agregó su máquina inactiva IBM 360/91 para el procesamiento por lotes de datos a la red, y proporcionó consultas telefónicas para ayudar a los usuarios remotos, lo que generó importantes ingresos para el centro informático. ILLIAC IV, patrocinado por ARPA, de la Universidad de Illinois y Datacomputer en Computer Corporation of America en Cambridge también encontraron clientes remotos a través de ARPANET.

Pero todos estos proyectos no se acercaron al uso completo de la red. En el otoño de 1971, con 15 hosts en línea, la red en su conjunto transmitió a través de cada nodo un promedio de 45 millones de bits, o 520 bits / s, de las líneas arrendadas a AT&T con un rendimiento de 50,000 bits / s. Además, la mayor parte de este tráfico era tráfico de prueba y fue generado por el centro de medición de red de UCLA. Además del entusiasmo de algunos de los primeros usuarios (por ejemplo, Steve Cara, quien usó el PDP-10 diariamente en la Universidad de Utah de Palo Alto), poco sucedió en ARPANET. Desde el punto de vista moderno, quizás el evento más interesante fue el lanzamiento de la biblioteca digital del Proyecto Guttenberg en diciembre de 1971, organizada por Michael Hart, un estudiante de la Universidad de Illinois.

Pero pronto ARPANET salvó el tercer protocolo de aplicación de un cargo de descomposición, una pequeña cosa llamada correo electrónico.

Que mas leer

• Janet Abbate, Inventing the Internet (1999);
Katie Hafner y Matthew Lyon, Where Wizards Stay Up Late: The Origins of Internet (1996)