Mi fuente principal para esto es el libro de M. Mitchell Waldrop, “The Dream Machine”.
Primero, estaba el Arpanet
La historia realmente comienza con el Arpanet, creado por la Oficina de Técnicas de Procesamiento de la Información (IPTO) en la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA), parte del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Bob Taylor, quien había venido a ARPA desde la NASA en 1965, tuvo la idea de una red al observar que cada grupo de trabajo que estaba haciendo investigación financiada por IPTO tenía su propio servicio de tiempo compartido, y que cada uno usaba un protocolo de comunicación incompatible que requería la IPTO para usar un terminal diferente para cada grupo. Los diferentes grupos de trabajo no podían comunicarse entre sí directamente. Tuvieron que transmitirse mensajes entre ellos a través del personal de la IPTO. Taylor pensó que deberían estandarizar un protocolo y crear una red a partir de él.
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A la mayoría de los grupos de trabajo de la IPTO no les gustó lo que escuchaban de Taylor, porque primero, fue una iniciativa de arriba hacia abajo de la IPTO. La forma en que las cosas solían funcionar era que los investigadores enviaban propuestas a la IPTO para obtener subvenciones, y las aprobaba o no. Esta no fue una propuesta de investigación. Esto fue más como un mandato. En segundo lugar, tenían suficientes problemas para compartir el tiempo de la computadora dentro de sus propios grupos. No querían compartirlo con otros grupos. En tercer lugar, los grupos no querían financiar la construcción de la red.
Taylor acudió a Charles Herzfeld, director de ARPA, para hablar sobre la financiación. A Herzfeld le gustó la idea de la red, ya que pensó que ayudaría a los científicos a mejorar la ciencia. Estuvo de acuerdo con un tramo inicial de financiación para el Arpanet de $ 1 millón. Esto resolvió las preocupaciones sobre la financiación. Taylor prometió a los grupos de trabajo que si se necesitaba potencia de procesamiento adicional para la red, ARPA la proporcionaría.
Larry Roberts fue traído del MIT en 1967. Se le dio el papel de científico jefe para dirigir el equipo que diseñaría el Arpanet, junto con Len Kleinrock y Dave Evans.
La red fue diseñada para correr sobre líneas telefónicas de larga distancia arrendadas con AT&T, utilizando módems telefónicos, que finalmente funcionan a 56 Kbps. La idea era que un nodo usaría un módem telefónico para conectarse a otro nodo en la red, y nunca colgar.
La idea original que Roberts tenía era que el sistema de tiempo compartido de cada grupo de trabajo dedicaría parte de su tiempo de procesamiento a enrutar paquetes en la red. Los grupos de trabajo dijeron que esto no funcionaría, porque podría haber tanto tráfico en la red que sus sistemas terminarían dedicando su tiempo a nada más que enrutar paquetes.
Wes Clark, quien se había unido a ARPA un par de años antes, descubrió una analogía de intercambios entre autopistas. Sugirió que la red use computadoras dedicadas solo para enrutar paquetes. A Roberts le gustó más esta idea, por lo que la red incorporó conmutadores de red (también llamados comúnmente “enrutadores” hoy). Se llamaron procesadores de mensajes de información (IMP).
Un IMP Arpanet
Algo que debe tenerse en cuenta aquí es que Clark no fue el primero en pensar en esto. De hecho, ARPA no fue el primero en pensar en una red de conmutación de paquetes. Paul Baran de Rand Corp. creó un diseño ambicioso (en papel) en 1964 para una red de voz digital basada en paquetes, almacenada y reenviada que permitiría a los Estados Unidos comunicarse con la Unión Soviética, si ocurriera el peor de los casos, y estábamos bajo ataque nuclear. De aquí surgió la idea de la red de “enrutamiento alrededor del daño”, excepto que su idea era hacer eso realmente. El diseño de internet no. Sin embargo, no pudo construirlo porque tenía la misma idea de usar líneas telefónicas arrendadas de larga distancia. La Agencia de Comunicaciones de Defensa no lo entendió. AT&T no entendió el punto, y pensó que el hardware de la red telefónica no podía soportar los requisitos del sistema de su diseño. Me imagino que fue una propuesta extraña para los ingenieros de sistemas telefónicos: usar una red telefónica analógica para transmitir datos de voz digital en paquetes. Me puedo imaginar al menos algunos de ellos diciendo: “El sistema telefónico ya enruta y transmite voz. ¿¿De qué estás hablando??”
Donald Davies, del Laboratorio Nacional de Física en el Reino Unido, se le ocurrió la conmutación de paquetes por su cuenta (él es el que ideó el término) e inventó el conmutador de red. Consiguió con éxito un nodo en 1966, un año antes de que ARPA comenzara a construir el Arpanet. Sin embargo, no pudo ir más allá porque el Servicio Postal Británico, que manejaba el sistema telefónico del Reino Unido, no entendió el punto de su idea y no quiso financiarlo. Si las cosas hubieran ido de otra manera, estaríamos hablando de que los británicos inventaron la primera red de datos de conmutación de paquetes, e Internet podría haber tenido una historia diferente.
Todo esto se hizo conocido en ARPA después del hecho. La gente de ARPA ideó su propia versión de conmutación de paquetes y la tecnología de conmutación (IMP) de forma independiente. Estas fueron ideas que siguieron surgiendo. Entonces, algún día alguien lo iba a hacer. Roger Scantlebury, un colega de Davies, brindó algunas sugerencias útiles a Larry Roberts mientras ARPA diseñaba su red.
Tres grupos trabajaron en la implementación de Arpanet. Hubo la IPTO en ARPA, dirigida por Roberts, Bolt Beranek y Newman (BBN, una firma consultora), dirigida por Bob Kahn, y una colección de estudiantes graduados en varias universidades (todos los invitados fueron bienvenidos), que se conoció como la Red Grupo de trabajo (lo llamaré NWG). Steve Crocker dirigió el esfuerzo del NWG en UCLA.
BBN creó el hardware IMP, utilizando computadoras Honeywell personalizadas, y las instaló a medida que se construía la red. El primer nodo se estableció en UCLA en septiembre de 1969, y se expandió desde allí. Bob Taylor dejó ARPA después de este punto. Volverá a la escena un poco más tarde.
Los siguientes sitios que siguieron fueron el Instituto de Investigación de Stanford, UC Santa Bárbara, la Universidad de Utah, BBN y MIT. Estos se crearon a fines de 1970.
Se esperaba que cada sitio escribiera su propia pila de red a la especificación (creada por el NWG) para interconectar sus sistemas con los IMP. Al NWG se le ocurrieron muchos protocolos para Arpanet que se convirtieron en productos básicos en Internet, como telnet y ftp. BBN creó el protocolo que habilitó el correo electrónico a través de la red en 1972.
La red se consideró “totalmente construida” en 1975, y su gestión se entregó a la Agencia de Comunicaciones de Defensa.
La Internet
Bob Kahn llegó a ARPA desde BBN en 1972. Comenzó a trabajar en la expansión de las capacidades de Arpanet para los militares, pensando en las redes inalámbricas a través de. paquete de radio y redes a través de. satélite. Trató de pensar en cómo debería expandirse el protocolo de la red desde una perspectiva de ingeniería, para acomodar los otros usos en los que estaba pensando (inalámbrico y satelital, y cualquier otro que aún no se había pensado). Pensó en expandir el protocolo de Arpanet a medida que se creaba cada nuevo modo de uso, pero pensó que agregar una sola vez con el tiempo lo convertiría en una bola de pelo, limitando su crecimiento. En cambio, eligió adoptar un enfoque modular, donde cada nuevo modo de red funcionaría con su propio protocolo, pero habría puertas de enlace entre ellos y el Arpanet que se traduciría entre ellos. Este es el diseño que decidió usar, pero necesitaba ayuda para definir su concepto abierto. Entonces, comenzó a trabajar con Vint Cerf en 1973, que había trabajado en Arpanet y acababa de unirse al departamento de informática de Stanford.
Cerf decidió que cada red participante debía aceptar un protocolo universal para crear sus paquetes de datos para usar en la red interconectada, y que podía “envolver” esos paquetes en su propio “sobre” de protocolo patentado, para enviar y recibir paquetes en su Red propia. Cuando cada puerta de enlace traduce un paquete, quita el “sobre” del remitente y lo envuelve en un nuevo “sobre” que sería reconocido por la red que transmitiría el paquete a continuación. De esa manera, cada red podría “pensar” que estaba tratando con su propio protocolo.
Kahn y Cerf habían revisado otro proyecto anterior de la Universidad de Hawai, financiado por ARPA, llamado ALOHAnet, dirigido por Norman Abramson, que se dio cuenta de una técnica que Kahn y Cerf terminaron usando en Internet.
El sistema telefónico en Hawai era costoso y poco confiable. Entonces, a Abramson se le ocurrió una forma de transmitir paquetes por radio entre terminales e interruptores. Arpanet esperaba huecos en la transmisión de datos para transmitir paquetes. No pudo usar este método, porque la calidad de la señal de radio podría no permitir que el sistema “escuche” un vacío. Por lo tanto, el método que utilizó fue hacer que todas las partes del sistema transmitieran paquetes de inmediato y esperar el acuse de recibo de cada uno. Si un terminal no recibió el acuse de recibo de paquetes específicos, asumió que colisionaron con paquetes transmitidos desde otro lugar y se perdieron. Esperaría un período de tiempo aleatorio y luego retransmitiría los paquetes faltantes nuevamente y esperaría el acuse de recibo. Repetiría esto hasta que se contabilizaran todos los paquetes.
Otra persona que entra en la historia aquí es Bob Metcalfe. También había trabajado en la construcción de Arpanet, como parte de su Ph.D. tesis en Harvard sobre matemática aplicada en 1972, cuando se encontró con el trabajo de Abramson. Decidió mirarlo y descubrió que no estaba a la altura de todo su potencial. Pensó que podría mejorar la capacidad de ALOHAnet en su esquema de espera aleatoria. Trabajó con Abramson para mejorarlo y lo hizo parte de su tesis. Al completar este trabajo, llegó a trabajar en Xerox PARC, donde desarrolló Ethernet, basado en el conocimiento que obtuvo al trabajar en ALOHAnet. En lugar de usar la radio, decidió usar un cable coaxial y logró velocidades de transmisión mucho más rápidas que la red de radio de ALOHAnet. Trabajó con David Boggs en el desarrollo de su propio protocolo de interconexión de redes, llamado PUP (Parc Universal Packet). En conjunto con Ethernet, PUP permitió que Xerox se conectara con otras redes incompatibles, aunque Bob Taylor, quien había establecido PARC en 1970 para Xerox, quería que el grupo de investigación se concentrara en desarrollar una computadora personal en red.
Kahn y Cerf organizaron seminarios para aportar ideas para el protocolo de interconexión de redes que estaban desarrollando, comenzando en 1973. Fue un proceso prolongado, porque a medida que se unían nuevos participantes, la discusión tenía que comenzar desde el principio. Lo que intentaban lograr era un acuerdo sobre un protocolo universal que las diferentes redes que participarían en esta red interconectada pudieran implementar. Metcalfe ya estaba hecho con Ethernet y PUP para entonces. Él y un colega de Xerox llamado John Schoch estaban muy interesados en participar en estos seminarios, para contribuir a lo que finalmente se crearía. Contribuyeron tanto como pudieron, pero lo complicado fue que no podían hablar de Ethernet. Era de propiedad, y cualquier cosa que revelaran al respecto podría poner en peligro la solicitud de patente de Xerox. Entonces, a lo que recurrieron fue a hacer preguntas retóricas, más o menos, “¿Has pensado en esto ” y “¿Has considerado eso ?” Cerf se dio cuenta de lo que estaba sucediendo, y en lo que solo puedo suponer fue un humor momento, él les preguntó: “Ya has hecho esto antes, ¿no?”
El diseño inicial de Internet era que iba a ser una extensión del Arpanet, y al igual que con el Arpanet, sería utilizado por algunas instituciones académicas y militares, pero eso sería todo. Como tal, Kahn no anticipó que habría tantas redes conectadas a él.
El primer diseño detallado de los seminarios se elaboró en 1974, en un documento llamado RFC 675. Se crearon tres grupos de trabajo para crear las primeras implementaciones de TCP / IP. Estas implementaciones se completaron en 1975.
El grupo de trabajo TCP / IP trabajó en portar la pila de red a muchos sistemas operativos diferentes, y portar los protocolos de Arpanet para usar TCP / IP, durante muchos años.
A principios de la década de 1980, el término “internet” había comenzado a usarse para la red, que era solo una versión abreviada del término “internetworking”.
El Departamento de Defensa adoptó TCP / IP como su protocolo oficial de red en 1980.
La National Science Foundation (NSF) recogió el balón y desarrolló aún más la red. En 1981, a pedido de algunas universidades “no tienen”, que querían acceder a Arpanet, la NSF creó CSnet (Computer Science Network). Este fue el primer uso de TCP / IP fuera del DoD.
Los protocolos de Arpanet se convirtieron por completo al uso de TCP / IP el 1 de enero de 1983, que se considera la fecha en que Internet entró oficialmente en línea. Para ser claros, los IMP continuaron ejecutando la red por el momento. Solo estaban usando un protocolo diferente. Esto también significaba que Internet operaba en líneas telefónicas de larga distancia arrendadas a 56 Kbps. Esa fue su velocidad máxima, que se convertiría en un problema más adelante, ya que la red se expandió rápidamente.
Ese mismo año, ARPA abandonó el proyecto de Internet, aunque Internet continuó operando. Todo esto significaba que la agencia no iba a dedicar más recursos para desarrollarlo.
El siguiente impulso para expandir la red provino de los físicos. Hubo una creciente demanda de tener acceso a las supercomputadoras, ya que una mayor parte de su investigación requirió muchos cálculos, y los métodos más antiguos de usar lápiz, papel y máquinas de cálculo se estaban volviendo insostenibles. Habían estado yendo a Los Alamos y Lawrence Livermore para sus necesidades informáticas, ya que el Departamento de Energía había comprado supercomputadoras para el desarrollo de armas nucleares. Usarían cualquier tiempo libre de computadora que pudieran. Sin embargo, también necesitaban transportar los resultados calculados. Como no había acceso de red a estos sistemas, registraban los resultados en cintas y los enviaban a todo el país. Esto no fue muy eficiente. Entonces, los físicos le pidieron a la NSF que creara un sistema de centros de supercomputación en red para uso de los científicos. La NSF acordó y estableció dichos centros, utilizando TCP / IP, en la Universidad de Illinois, Cornell, Princeton, Carnegie Mellon y UC San Diego en 1985.
En este punto, había alrededor de 1,000 computadoras en total en Internet, incluida la Arpanet.
No lo pensaría, pero este fue el comienzo de la siguiente fase del desarrollo de Internet, porque tan pronto como se propuso la idea de estos centros a la NSF, se hizo evidente de inmediato que la red también podía usarse para permitir la comunicación. entre la comunidad académica en general. Esto se incluyó en el mandato del proyecto. Steve Wolff, de la NSF, que se convertiría en una figura importante en la expansión de Internet, dijo que este otro uso de Internet estaba “marcado”. Nadie habló de las implicaciones de esto para la infraestructura de red, cuán amplio era el mandato, o qué tan grande podría ser la red.
El grupo NSF que estableció la red de supercomputación trató de expandir la red hacia el sistema educativo K-12, los museos, “todo lo que tenga que ver con la educación científica”. Wolff dijo:
[La] creación de dicha red excedió el mandato de la fundación en varios años luz. Pero como nadie dijo que no, bueno, simplemente lo hicieron.
La NSF adoptó TCP / IP como su protocolo de red oficial para todos los proyectos de red que patrocinaría en el futuro. Esto obligó a otras agencias gubernamentales a adoptar el protocolo como su estándar de red. Del mismo modo, obligó a los fabricantes de computadoras, como IBM y Digital Equipment, que tenían sus propias arquitecturas de red que intentaban impulsar, a incluir la compatibilidad con TCP / IP, ya que el gobierno era un cliente demasiado grande para ignorarlo.
La red expandida, conocida como NSFnet, entró en funcionamiento en 1986. Esto resultó en una explosión de redes en el campus que estaba más allá de la imaginación de cualquiera. Todas las universidades y laboratorios de investigación que no habían establecido su propia red lo hacían y los conectaban a NSFnet (de nuevo, todavía usando líneas telefónicas de larga distancia arrendadas). Por primera vez, un gran número de investigadores estaba experimentando las ventajas de tener acceso al correo electrónico y a los datos a través de una red.
El primer problema que surgió de la expansión de la red fue que comenzaron a existir conflictos de nombres.
Prácticamente desde el comienzo de Arpanet, se mantuvo y distribuyó un directorio en papel compilado manualmente de nombres y direcciones de red a los diversos sitios de la red. Esto se trasladó a Internet, pero con el tamaño en rápida expansión de la red, esto no iba a funcionar. Entonces, en 1986, se reunió una cumbre de representantes de la red para decidir cómo se resolvería esto. Decidieron que el proceso de modificación y distribución de este directorio necesitaba ser automatizado, y lo que se les ocurrió fue el Servicio de Nombres de Dominio (DNS).
Un segundo problema surgió en 1987. Había alrededor de 10,000 computadoras en la red, y el número aumentaba rápidamente. Como dijo Wolff, la red se había “derrumbado por la congestión”, porque había demasiada carga. Se quedó sin ancho de banda. Esta fue una situación de emergencia. El grupo de trabajo de la red NSF aumentó la capacidad de la red en 30 veces, reemplazando sus líneas telefónicas de larga distancia con líneas T1. Esta actualización se completó en 1988, aumentando la velocidad de la red troncal de la red a 1.5 Mbps. No tenían la autoridad para hacer esto. Ellos simplemente lo hicieron.
En este punto, el número de computadoras en la red había crecido a 60,000.
ARPA reconoció a fines de los años 80 que las velocidades de megabits de Internet estaban haciendo de la infraestructura de Arpanet un dinosaurio. Entonces, comenzó a desmantelar sus IMP. Para 1990, el Arpanet estaba oficialmente fuera de línea.
El CERN en Suiza se había unido a Internet a finales de los años 80. En 1990, un físico inglés que trabajaba en el CERN llamado Tim Berners-Lee desarrolló el primer servidor web y navegador web. Pasaría más de un año antes de que otros trasladaran su sistema a otras plataformas.
El uso en Internet volvió a explotar, después de obtener su actualización de 1988. En 1991, había 600,000 computadoras en internet. El grupo de trabajo de Internet actualizó la red a líneas T3 de 45 Mbps.
El senador demócrata Al Gore patrocinó la legislación en 1988, denominada “la Ley Gore”, que financió:
- Investigación sobre computación de alto rendimiento, cuyo objetivo era aumentar el rendimiento de la supercomputación en un orden de magnitud por encima de lo que eran las velocidades actuales de supercomputación
- Investigación sobre la creación de tecnología para velocidades de gigabits en Internet
- Creación de la Red Nacional de Investigación y Educación (NREN).
El proyecto de ley fue rechazado porque la Administración Reagan dijo que dicha I + D debería llevarse a cabo en el sector privado. El proyecto de ley volvió a surgir en 1991 como la Ley de Computación de Alto Desempeño (HPCA), y fue aprobado en la Administración George HW Bush.
Un lugar que recibió fondos de la HPCA fue el Centro Nacional para Aplicaciones de Supercomputación (NCSA), que creó el navegador web Mosaic en 1993.
Privatización
Wolff creó NSFnet desde el principio para ser administrado en parte por corporaciones sin fines de lucro, porque planeaba que algún día se privatizara. Sabía por experiencia pasada que, como dijo, “el gobierno funciona de moda y moda”. Internet no era algo que se pudiera construir y dejar en paz. Tenía que ser administrado, y sabía que el gobierno algún día perdería interés en administrarlo.
Mientras se construía NSFnet, creó una estructura de tres niveles. El primer nivel estaba en el nivel del campus, operado por laboratorios de investigación y universidades. El segundo nivel eran redes regionales, operadas por organizaciones sin fines de lucro, que abarcaban más de un campus. El tercer nivel era la columna vertebral, conectando todas las redes regionales, que operaba directamente la NSF.
Wolff dijo a las organizaciones sin fines de lucro regionales desde el principio que eventualmente tendrían que contratar clientes privados, además de proporcionar servicios a los centros de investigación, porque los fondos del gobierno eventualmente se reducirían. Como consecuencia, algún día tendrían que poder captar otras fuentes de ingresos para continuar operando. Wolff dijo que la NSF creó una política de “uso aceptable” para que los proveedores regionales se aseguraran de que mantuvieran sus libros en orden y que no se utilizara el dinero de los contribuyentes para financiar actividades privadas en Internet.
En 1990, Wolff comenzó a tratar de interesar a las compañías de telecomunicaciones para que se hicieran cargo de la operación de Internet, pero compañías como AT&T no estaban interesadas. No pensaron que podrían obtener ganancias. Para ellos, cada transacción electrónica era pérdida de ingresos telefónicos.
Casi al mismo tiempo, surgieron varios proveedores de servicios independientes, que ofrecen un servicio de Internet ilimitado a cualquiera que lo desee. Contrataron a los proveedores regionales para conectarse a sus redes.
En 1991 estalló una disputa entre algunos de los proveedores regionales y la NSF sobre quién debería ejecutar la columna vertebral. La NSF había contratado a un consorcio de proveedores, que se hacía llamar ANS, para ejecutar la red troncal. En 1992, bajo la administración Bush, el Congreso aprobó un proyecto de ley que comenzó el proceso de privatización, permitiendo a los operadores regionales ejecutar la columna vertebral. La financiación gubernamental de la red disminuyó en los próximos años, hasta que el 30 de abril de 1995, NSFnet dejó de existir e Internet se privatizó por completo.
La NSF continuó operando una red mucho más pequeña, aunque rápida, de 155 Mbps, para sus centros de supercomputación.
Si está interesado en obtener más detalles sobre esta historia, escribí un par de publicaciones de blog que la incorporan en:
Una lección de historia sobre I + D del gobierno, Parte 2
Una lección de historia sobre I + D del gobierno, Parte 4
