Historia de Internet: la computadora como dispositivo de comunicación

En la primera mitad de la década de 1970, la ecología de las redes de computadoras se alejó de su antepasado original ARPANET y creció en varias dimensiones diferentes. Los usuarios de ARPANET han descubierto una nueva aplicación, el correo electrónico, que se ha convertido en la actividad principal de la red. Los empresarios lanzaron sus opciones de ARPANET para atender a los usuarios comerciales. Investigadores de todo el mundo, desde Hawai hasta Europa, han desarrollado nuevos tipos de redes para satisfacer necesidades o corregir errores que ARPANET no tiene en cuenta.

Casi todos los participantes en este proceso se han alejado del objetivo originalmente definido de ARPANET: proporcionar acceso compartido a computadoras y programas para una amplia gama de centros de investigación, cada uno de los cuales tenía sus propios recursos especiales. Las redes de computadoras se han convertido principalmente en un medio para combinar personas entre sí o con sistemas remotos que sirvieron como fuente o vertedero de información legible por humanos, por ejemplo, con bases de datos de información o impresoras.

Esta posibilidad fue prevista por Liklider y Robert Taylor, aunque no intentaron alcanzar este objetivo al comenzar los primeros experimentos de red. Su artículo de 1968, "Computadora como dispositivo de comunicación", carece de la energía y la calidad intemporal de un hito profético en la historia de las computadoras, que se puede encontrar en los artículos de Vanivar Bush " Cómo podemos pensar " o "Máquinas de computación e inteligencia" de Turing. Sin embargo, contiene un fragmento profético sobre el tejido de interacción social entretejido con los sistemas informáticos. Liklider y Taylor describieron un futuro cercano en el que:

No enviará cartas ni telegramas; simplemente determinará las personas cuyos archivos desea vincular con los suyos, y qué partes de los archivos necesita vincular con ellos, y posiblemente determinará la proporción de urgencia. Raramente llama, le pide a la red que vincule sus consolas.

La red tendrá funciones y servicios disponibles para los que se suscribirá, y otros servicios que utilizará según sea necesario. El primer grupo incluirá consultas sobre inversiones e impuestos, la selección de información de su campo de actividad, anuncios de eventos culturales, deportivos y de entretenimiento que sean relevantes para sus intereses, etc.

(Es cierto, su artículo también describió cómo desaparecerá el desempleo en el planeta, porque al final todas las personas se convertirán en programadores que atienden las necesidades de la red y se dedicarán a la depuración interactiva de los programas).

El primer y más importante componente de este futuro controlado por computadora, el correo electrónico, se propagó como un virus ARPANET en la década de 1970, comenzando a dominar el mundo.

Correo electrónico

Para comprender cómo se desarrolló el correo electrónico en ARPANET, primero debe comprender qué cambio importante tomaron los sistemas informáticos de toda la red a principios de la década de 1970. Cuando ARPANET se concibió por primera vez a mediados de la década de 1960, los equipos y los programas de control en cada punto no tenían prácticamente nada en común. Muchos puntos se concentraron en sistemas especiales que existían en una sola copia, por ejemplo, Multics en MIT, TX-2 en el laboratorio Lincoln, ILLIAC IV, construido en la Universidad de Illinois.

Pero ya en 1973, el panorama de los sistemas informáticos conectados a la red había ganado considerable uniformidad debido al gran éxito de Digital Equipment Corporation (DEC) y su penetración en el mercado de la computación científica (esto fue una creación de Ken Olsen y Harlan Anderson, en base a su experiencia con TX-2 en el Laboratorio Lincoln). DEC desarrolló el mainframe PDP-10 , que se lanzó en 1968 y proporcionó un tiempo compartido confiable para pequeñas organizaciones, proporcionando un conjunto completo de herramientas y lenguajes de programación integrados para simplificar el ajuste del sistema a necesidades específicas. Esto es exactamente lo que necesitaban los centros científicos y los laboratorios de investigación de la época.


¡Mira cuántos PDP hay!

BBN, la compañía de soporte de ARPANET, hizo esta suite aún más atractiva al crear el sistema operativo Tenex, que agregó memoria virtual de página al PDP-10. Esto simplificó enormemente la administración y el uso del sistema, ya que ya no era necesario ajustar el conjunto de programas en ejecución al tamaño de memoria disponible. BNN entregó Tenex de forma gratuita a otros nodos ARPA, y pronto este sistema operativo se hizo dominante en la red.

Pero, ¿cómo se relaciona todo esto con el correo electrónico? Los usuarios de sistemas de tiempo compartido ya estaban familiarizados con la mensajería electrónica, ya que a fines de la década de 1960, la mayoría de estos sistemas proporcionaban buzones de un tipo u otro. Proporcionaron algún tipo de correo interno, y solo los usuarios de un sistema podían intercambiar cartas. La primera persona en aprovechar una red para transferir correo de una máquina a otra fue Ray Tomlinson, ingeniero de BBN y uno de los autores de Tenex. Ya ha escrito el programa SNDMSG para enviar correo a otro usuario del mismo sistema Tenex, y el programa CPYNET para enviar archivos a través de la red. Todo lo que quedaba era encender un poco la imaginación, y él podía ver cómo combinar estos dos programas para crear correo de red. En programas anteriores, solo se requería el nombre de usuario para designar al destinatario, por lo que Tomlinson inventó combinar el nombre de usuario local y el nombre de host (local o remoto) conectándolos con el símbolo @ y recibiendo una dirección de correo electrónico exclusiva de toda la red (antes, el símbolo @ rara vez se usaba, principalmente para designaciones de precio: 4 tortas @ $ 2 cada una).


Ray Tomlinson en años posteriores, en medio de su característica @

Tomlinson comenzó a probar su nuevo programa localmente en 1971, y en 1972 su versión de red de SNDMSG se incluyó en la nueva versión de Tenex, y como resultado, el correo de Tenex pudo salir de un nodo y extenderse por toda la red. La abundancia de máquinas que ejecutan Tenex dio acceso al programa híbrido de Tomlinson inmediatamente para la mayoría de los usuarios de ARPANET, y el correo electrónico inmediatamente tuvo éxito. Con bastante rapidez, los ejecutivos de ARPA incorporaron el correo electrónico a la vida cotidiana. Stephen Lucasic, director de ARPA, fue uno de los primeros usuarios, al igual que Larry Roberts, quien todavía era el ex jefe de informática de la agencia. Este hábito pasó inevitablemente a sus subordinados, y pronto el correo electrónico se convirtió en uno de los hechos básicos de la vida y la cultura de ARPANET.

El programa de correo electrónico de Tomlinson ha generado muchas imitaciones diferentes y nuevos desarrollos a medida que los usuarios buscaban formas de mejorar su funcionalidad rudimentaria. La mayoría de las primeras innovaciones se centraron en corregir los defectos del lector de cartas. Cuando el correo superó los límites de una sola computadora, el volumen de mensajes recibidos por los usuarios activos comenzó a crecer junto con el crecimiento de la red, y el enfoque tradicional de las cartas entrantes como texto simple ya no era efectivo. El propio Larry Roberts, incapaz de hacer frente a una ráfaga de mensajes entrantes, escribió su propio programa para trabajar con la bandeja de entrada llamada RD. Pero a mediados de la década de 1970, el programa MSG, escrito por John Wittal de la Universidad del Sur de California, lideraba por un amplio margen de popularidad. La capacidad de completar automáticamente los campos de nombre y destinatario de un mensaje saliente basado en el mensaje entrante presionando un botón se da por sentado. Sin embargo, fue el programa MSG Vital el que presentó por primera vez esta increíble oportunidad de "responder" a una carta en 1975; y ella también era parte de la suite de software de Tenex.

Una variedad de tales intentos requirió la introducción de estándares. Y este fue el primero, pero de ninguna manera el último caso, cuando la comunidad informática en red tuvo que desarrollar estándares en retrospectiva. A diferencia de los protocolos básicos de ARPANET, antes del advenimiento de cualquier estándar para el correo electrónico en la naturaleza, ya había muchas opciones. Inevitablemente, aparecieron contradicciones y tensiones políticas, concentrándose en los documentos principales que describen el estándar de correo electrónico, RFC 680 y 720. En particular, los usuarios de sistemas operativos diferentes a Tenex estaban molestos porque las suposiciones encontradas en las propuestas estaban vinculadas a las características de Tenex. El conflicto nunca estalló demasiado: todos los usuarios de ARPANET en la década de 1970 todavía formaban parte de una comunidad científica relativamente pequeña, y las diferencias no eran tan grandes. Sin embargo, este fue un ejemplo de futuras batallas.

El éxito inesperado del correo electrónico fue el evento más importante en el desarrollo de la capa de software de red en la década de 1970, la capa más distraída de los detalles físicos de la red. Al mismo tiempo, otras personas decidieron redefinir la capa fundamental de "comunicación", en la que los bits fluían de una máquina a otra.

Aloha

En 1968, Norma Abramson llegó a la Universidad de Hawai desde California para ocupar el puesto combinado de profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación. Su universidad tenía un campus principal en Oahu y un campus adicional en Hilo, así como varios colegios comunitarios y centros de investigación repartidos por las islas de Oahu, Kauai, Maui y Hawai. Entre ellos yacían cientos de kilómetros de agua y terreno montañoso. El poderoso IBM 360/65 trabajó en el campus principal, sin embargo, ordenar a AT&T una línea dedicada que conectara la terminal ubicada en una de las universidades públicas no fue tan fácil como en el continente.

Abramson era un experto en sistemas de radar y teoría de la información, y en un momento trabajó como ingeniero en Hughes Aircraft en Los Ángeles. Y su nuevo entorno, con todos sus problemas físicos asociados con la transferencia de datos por cable, inspiró a Abramson a una nueva idea: ¿qué pasaría si la radio fuera una mejor manera de conectar computadoras que un sistema telefónico que, después de todo, fue diseñado para transmitir voz en lugar de datos?

Para probar sus ideas y crear un sistema llamado ALOHAnet, Abramson recibió fondos de Bob Taylor de ARPA. En su forma original, no era una red de computadoras, sino un entorno para conectar terminales remotas con el único sistema de tiempo compartido desarrollado para una computadora IBM ubicada en el campus de Oahu. Al igual que ARPANET, tenía una mini computadora dedicada para procesar los paquetes recibidos y enviados por la máquina 360/65: Menehune, el equivalente hawaiano de IMP. Sin embargo, ALOHAnet no complicó su vida al enrutar paquetes entre diferentes puntos, que se utilizó en ARPANET. En cambio, cada terminal que quería enviar un mensaje simplemente lo enviaba al aire a una frecuencia dedicada.


ALOHAnet completamente implementado a fines de la década de 1970, con múltiples computadoras en la red

La forma tradicional de ingeniería de procesar una banda de transmisión tan común era cortarla en secciones con separación de tiempo o frecuencias de transmisión, y asignar una sección a cada terminal. Pero para procesar mensajes de cientos de terminales de acuerdo con este esquema, cada uno de ellos tendría que limitarse a una pequeña fracción del ancho de banda disponible, a pesar de que solo algunos de ellos podrían estar en modo de operación. Pero en cambio, Abramson decidió no evitar que los terminales envíen mensajes al mismo tiempo. Si dos o más mensajes se superponían entre sí, la computadora central lo detectaba gracias a los códigos de corrección de errores y simplemente no aceptaba estos paquetes. Al no haber recibido la confirmación de la recepción de los paquetes, los remitentes intentaron enviarlos nuevamente después de un período de tiempo aleatorio. Abramson calculó que un protocolo de trabajo tan simple sería capaz de soportar hasta varios cientos de terminales que funcionan simultáneamente, y debido a las numerosas señales superpuestas, se utilizaría el 15% del ancho de banda. Sin embargo, según sus cálculos, resultó que con un aumento en la red, todo el sistema caería en un caos de ruido.

Oficina del futuro

El concepto de Abramson de "transmisión de paquetes" no hizo un escándalo al principio. Pero luego nació de nuevo, unos años más tarde, y ya en el continente. Esto se debió al nuevo Centro de Investigación Palo Alto (PARC) de Xerox, que abrió en 1970 justo al lado de la Universidad de Stanford, en el área que fue apodada Silicon Valley poco antes. Algunas patentes de xerografía de Xerox estaban a punto de caducar, por lo que la empresa se arriesgaba a caer en la trampa de su propio éxito sin adaptarse debido a la falta de voluntad o incapacidad para prosperar la tecnología informática y los circuitos integrados. Jack Goldman, jefe de investigación de Xerox, convenció a los grandes jefes de que el nuevo laboratorio, separado de la influencia de la sede, establecido en un clima confortable, con buenos salarios, atraerá el talento necesario para mantener a la empresa a la vanguardia del progreso mientras desarrolla la arquitectura de la información. del futuro

PARC definitivamente logró atraer a los mejores talentos del campo de la informática, y no solo por las condiciones de trabajo y un salario generoso, sino también gracias a la presencia de Robert Taylor, quien lanzó el proyecto ARPANET en 1966, siendo el jefe del departamento de tecnología de procesamiento de información de ARPA. Robert Metcalfe , un joven ingeniero y científico informático ambicioso y de mal genio de Brooklyn, fue uno de los que ingresó a PARC debido a sus conexiones con ARPA. Se unió al laboratorio en junio de 1972 después de que un estudiante graduado trabajara a tiempo parcial para ARPA, inventando una interfaz para conectar MIT a una red. Tras establecerse en PARC, siguió siendo un "intermediario" de ARPANET: viajó por todo el país, ayudó a conectar nuevos puntos a la red y también se preparó para la presentación de ARPA en la conferencia internacional de 1972 sobre comunicaciones informáticas.

Entre los proyectos que se ejecutaban en PARC en el momento en que llegó Metcalf estaba el plan propuesto por Taylor para conectar docenas, o incluso cientos de computadoras pequeñas a la red. Año tras año, el costo y el tamaño de las computadoras cayeron, obedeciendo la voluntad indomable de Gordon Moore . Mirando hacia el futuro, los ingenieros de PARC previeron que en un futuro no muy lejano, cada empleado de oficina tendría su propia computadora. Como parte de esta idea, desarrollaron y crearon la computadora personal Alto, cuyas copias fueron distribuidas a cada investigador en el laboratorio. Taylor, quien en los últimos cinco años solo ha fortalecido su creencia en la utilidad de una red informática, también quería unir todas estas computadoras.


Alto La computadora en sí se encuentra debajo, en un gabinete del tamaño de un mini refrigerador.

Al llegar a PARC, Metcalf asumió la tarea de conectar el clon PDP-10 perteneciente al laboratorio a ARPANET, y rápidamente se ganó la reputación de "networker". Entonces, cuando Taylor necesitaba una red de Alto, sus asistentes recurrieron a Metcalf. Al igual que las computadoras en ARPANET, las computadoras de Alto en PARC no tenían prácticamente nada que decirse entre sí. Por lo tanto, una aplicación interesante de la red volvió a ser la tarea de realizar la comunicación de las personas, en este caso, en forma de palabras e imágenes impresas por un láser.

La idea clave de la impresora láser no apareció en PARC, sino en la orilla este, en el laboratorio original de Xerox en Webster, Nueva York. El físico local Gary Starkuezer demostró que se puede usar un rayo láser coherente para desactivar la carga eléctrica de un tambor xerográfico, al igual que la luz dispersa utilizada en una fotocopia antes de ese momento. El haz, modulado correctamente, puede dibujar una imagen de detalles arbitrarios en el tambor, que luego puede transferirse al papel (ya que solo las partes no cargadas del tóner capturan el tambor). Tal máquina controlada por computadora podrá producir cualquier combinación de imágenes y texto que lleguen a la cabeza de una persona, y no solo reproducir documentos existentes, como una fotocopiadora. Sin embargo, las ideas alocadas de Starkweather no recibieron el apoyo de sus colegas ni de sus superiores en Webster, por lo que se transfirió a PARC en 1971, donde se reunió con un público mucho más interesado. La capacidad de la impresora láser para mostrar imágenes arbitrarias punto por punto la ha convertido en un socio ideal para la estación de trabajo Alto, con sus gráficos monocromos de píxeles. Usando una impresora láser, medio millón de píxeles en la pantalla de un usuario podrían imprimirse directamente en papel con perfecta claridad.


Mapa de bits en Alto. Nadie ha visto algo así en las pantallas de las computadoras antes.

En aproximadamente un año, con la ayuda de varios otros ingenieros de PARC, Starkuezer eliminó los principales problemas técnicos y construyó un prototipo funcional de una impresora láser en el caballo de batalla Xerox 7000. Producía páginas a la misma velocidad, en piezas por segundo, y con una resolución de 500 puntos. por pulgada Un generador de caracteres integrado en la impresora imprime texto con fuentes predefinidas. Las imágenes arbitrarias (que no sean las que podrían crearse a partir de las fuentes) aún no eran compatibles, por lo que la red no necesitaba transmitir 25 millones de bits por segundo para la impresora.Sin embargo, para ocupar completamente la impresora, requeriría un ancho de banda de red increíble para esos momentos, cuando 50,000 bits por segundo eran el límite de ARPANET.


Impresora láser PARC de segunda generación, Dover (1976)

Red Alto Aloha

¿Y cómo pudo Metcalf llenar este vacío de velocidad? Así que volvimos a ALOHAnet: resultó que Metcalfe era mejor que nadie versado en la transmisión de paquetes. El año anterior, en el verano, mientras estaba en Washington con Steve Crocker en asuntos de ARPA, Metcalf estudió los materiales de una conferencia general de computación en otoño y se topó con el trabajo ALOHAnet de Abramson allí. Inmediatamente entendió el genio de la idea básica, y que su implementación no era lo suficientemente buena. Al realizar algunos cambios en el algoritmo y sus suposiciones, por ejemplo, al hacer que los remitentes escuchen primero el aire, esperando que el canal se borre, antes de intentar enviar mensajes, y también aumentar exponencialmente el intervalo de retransmisión en caso de un canal obstruido, podría lograr la utilización del ancho de banda bandas en un 90%, y no en un 15%, como salió de los cálculos de Abramson.Metcalf tomó unas cortas vacaciones, viajó a Hawái, donde incorporó sus ideas sobre ALOHAnet en una versión revisada de su doctorado, luego de que Harvard rechazara su versión original por falta de una base teórica.

Metcalf describió por primera vez su plan para implementar la transmisión de paquetes en PARC como la "red ALTO ALOHA". Luego, en un memorando fechado en mayo de 1973, lo renombró Ether Ether, con una referencia al éter luminífero, una idea física del siglo XIX sobre una sustancia que transporta radiación electromagnética. "Esto ayudará a difundir la red", escribió, "y quién sabe qué otros métodos de transmisión de señal resultarán mejores que el cable para una red de transmisión; tal vez sean ondas de radio, o cables telefónicos, o energía, o televisión por cable con multiplexación de frecuencia, o microondas, o combinaciones de los mismos ".


Boceto de un memorando de Metcalf de 1973

Desde junio de 1973, Metcalfe trabajó con otro ingeniero de PARC, David Boggs, para traducir su concepto teórico de una nueva red de alta velocidad en un sistema de trabajo. En lugar de transmitir señales a través del aire, como ALOHA, limitó el espectro de radio a un cable coaxial, lo que aumentó drásticamente el ancho de banda en comparación con la banda de radiofrecuencia limitada de Menehune. El medio de transmisión en sí era completamente pasivo y no requería ningún enrutador para enrutar los mensajes. Era barato y facilitaba la conexión de cientos de estaciones de trabajo: los ingenieros de PARC simplemente pasaron un cable coaxial a través del edificio y agregaron conexiones según fuera necesario, y también pudieron pasar tres millones de bits por segundo.


Robert Metcalf y David Boggs, 1980, unos años después de que Metcalf fundó 3Com para vender tecnología Ethernet

Para el otoño de 1974, se implementó y trabajó en Palo Alto un prototipo terminado de la oficina del futuro, el primer lote de computadoras Alto, con programas de dibujo, correo electrónico y procesadores de texto, una impresora prototipo de Starkweather y una red Ethernet para conectar todo esto a una red. El servidor de archivos central, que almacenaba datos que no cabían en la unidad local de Alto, era el único recurso compartido. Inicialmente, PARC ofreció el controlador Ethernet como accesorio opcional para Alto, pero cuando se lanzó el sistema, quedó claro que era una parte necesaria; un flujo constante de mensajes recorrió el cable coaxial, muchos de los cuales salieron de la impresora: informes técnicos, notas o documentos científicos.

Junto con los desarrollos para Alto, otro proyecto de PARC intentó impulsar recursos para compartir ideas en una nueva dirección. El sistema de oficina en línea de PARC (POLOS), diseñado e implementado por Bill English y otros fugitivos del proyecto de sistema en línea (NLS) de Doug Engelbart en el Stanford Research Institute, consistía en una red de microcomputadora Data General Nova. Pero en lugar de dedicar cada máquina individual a las necesidades específicas de los usuarios, en POLOS, el trabajo se transfirió entre ellos para servir los intereses del sistema en su conjunto de la manera más eficiente. Una máquina podría generar imágenes para pantallas de usuario, otra podría manejar el tráfico ARPANET y la tercera con procesadores de texto. Pero la complejidad y los costos de coordinación de este enfoque fueron excesivos, y el esquema colapsó bajo su propio peso.

Mientras tanto, nada más mostró el rechazo emocional de Taylor hacia un enfoque de intercambio de recursos mejor que su aceptación del proyecto Alto. Alan Kay, Butler Lampson y otros autores de Alto aportaron toda la potencia informática que el usuario podría necesitar a su computadora independiente sobre la mesa, que no debería haber compartido con nadie. La función de la red no era proporcionar acceso a un conjunto diverso de recursos informáticos, sino enviar mensajes entre estas islas independientes o almacenarlos en una costa distante, para imprimir o archivar a largo plazo.

Aunque tanto el correo electrónico como ALOHA se desarrollaron bajo los auspicios de ARPA, el advenimiento de Ethernet fue una de las varias señales que aparecieron en la década de 1970 de que las redes de computadoras se volvieron demasiado grandes y diversas para ser dominadas por una compañía, y nosotros seguimiento en el siguiente artículo.

Que mas leer

• Michael Hiltzik, Distribuidores de Lightning (1999)
• James Pelty, The History of Computer Communications, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
• M. Mitchell Waldrop, La máquina de los sueños (2001)