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En la primera mitad de la década de 1970, la ecología de las redes computacionales se desprendió de su ancestro original, ARPANET, y se expandió en varias direcciones. Los usuarios de ARPANET descubrieron una nueva aplicación, el correo electrónico, que se convirtió en la actividad principal de la red. Los emprendedores lanzaron sus propias versiones de ARPANET para atender a los usuarios comerciales. Investigadores de todo el mundo, desde Hawái hasta Europa, desarrollaron nuevos tipos de redes para satisfacer necesidades o corregir errores que no habían sido contemplados por ARPANET.
Casi todos los participantes de este proceso se alejaron del objetivo inicialmente definido de ARPANET: proporcionar acceso común a computadoras y programas para un diverso espectro de centros de investigación, cada uno de los cuales contaba con sus propios recursos especiales. Las redes computacionales pasaron a ser, ante todo, un medio para conectar a las personas entre sí o con sistemas remotos, que servían como fuente o depósito de información legible por humanos, por ejemplo, con bases de datos o impresoras.
Esta posibilidad fue anticipada por Licklider y Robert Taylor, aunque no era este el objetivo que intentaban alcanzar al lanzar los primeros experimentos en red. Su artículo de 1968, 'El ordenador como dispositivo de comunicación', carece de la energía y la calidad atemporal del hito profético en la historia de los ordenadores que se puede encontrar en los escritos de Vannevar Bush, 'How We May Think', o en los de Turing, 'Máquinas computacionales e inteligencia'. Sin embargo, contiene un fragmento profético acerca de la trama de la interacción social tejida por los sistemas computacionales. Licklider y Taylor describieron un futuro cercano en el que:No enviarás cartas ni telegramas; simplemente identificarás a las personas cuyos archivos necesitas vincular a los tuyos y con qué partes de esos archivos es necesario hacerlo, y posiblemente determinarás el coeficiente de urgencia. Rara vez llamarás por teléfono, pedirás a la red que conecte tus consolas.
No enviarás cartas ni telegramas; simplemente identificarás a las personas cuyos archivos necesitas vincular a los tuyos y con qué partes de esos archivos es necesario hacerlo, y posiblemente determinarás el coeficiente de urgencia. Rara vez llamarás por teléfono; pedirás a la red que conecte tus consolas.
En la red estarán disponibles funciones y servicios a los que podrá suscribirse, además de otros servicios que utilizará según sus necesidades. El primer grupo incluirá consultas sobre inversiones y impuestos, selección de información relevante a su campo de actividad, anuncios de eventos culturales, deportivos y de entretenimiento que correspondan a sus intereses, etc.
(Sin embargo, también se describía en su artículo cómo desaparecería el desempleo en el planeta, ya que, al final, todas las personas se convertirían en programadores que atenderían las necesidades de la red y se dedicarían a la depuración interactiva de programas.)
El primer y más importante componente de este futuro gestionado por computadoras - el correo electrónico - se propagó como un virus a través de ARPANET en la década de 1970, comenzando a conquistar el mundo.
Correo Electrónico
Para entender cómo se desarrolló el correo electrónico en ARPANET, primero es necesario comprender el importante cambio que afectó a los sistemas informáticos de toda la red a principios de la década de 1970. Cuando ARPANET fue concebida por primera vez a mediados de la década de 1960, el hardware y los programas de control en cada uno de los puntos no tenían prácticamente nada en común. Muchos de los puntos se centraban en sistemas especiales, únicos, como Multics en el MIT, TX-2 en el laboratorio Lincoln y ILLIAC IV, construido en la Universidad de Illinois.
Pero ya en 1973, el paisaje de los sistemas informáticos conectados a la red había adquirido una notable uniformidad, gracias al inmenso éxito de Digital Equipment Corporation (DEC) y su penetración en el mercado de la computación científica (esta fue la creación de Ken Olsen y Harlan Anderson, basada en su experiencia con TX-2 en el laboratorio Lincoln). DEC desarrolló un mainframe , que salió en 1968 y proporcionaba un funcionamiento fiable del tiempo compartido para pequeñas organizaciones, ofreciendo un conjunto completo de herramientas y lenguajes de programación incorporados para facilitar la adaptación del sistema a necesidades específicas. Esto era exactamente lo que necesitaban los centros científicos y laboratorios de investigación de la época.
¡Mira cuántos PDP hay aquí!
La empresa BBN, responsable del soporte de ARPANET, hizo que este conjunto fuera aún más atractivo al crear el sistema operativo Tenex, que introdujo la memoria virtual paginada en el PDP-10. Esto simplificó seriamente la gestión y el uso del sistema, ya que ya no era necesario ajustar el conjunto de programas en ejecución a la cantidad de memoria disponible. BBN proporcionó Tenex de forma gratuita a otros nodos de ARPA, y pronto este sistema operativo se convirtió en el 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 mensajes electrónicos, ya que a finales de la década de 1960, la mayoría de estos sistemas ofrecían algún tipo de buzón de correo. Proporcionaban una forma de correo interno, y solo los usuarios de un mismo sistema podían intercambiar cartas. La primera persona en aprovechar la red para enviar correo de una máquina a otra fue Ray Tomlinson, un ingeniero de BBN y uno de los creadores de Tenex. Ya había 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. Solo faltaba un poco de imaginación, y pudo ver cómo combinar esos dos programas para crear correo en red. En los programas anteriores, para identificar al destinatario solo se requería el nombre de usuario, por lo que Tomlinson ideó combinar el nombre del usuario local y el nombre del host (local o remoto) mediante el símbolo @, obteniendo así una dirección de correo electrónico única en toda la red (anteriormente, el símbolo @ se usaba raramente, principalmente para indicar precios: 4 pasteles @ $2 cada uno).
Ray Tomlinson en sus últimos años, con su característico símbolo @
Tomlinson comenzó a probar su nuevo programa localmente en 1971, y en 1972 su versión de red SNDMSG fue incluida en una nueva versión de Tenex, lo que permitió que el correo de Tenex trascendiera un único nodo y se propagara por toda la red. La abundancia de máquinas corriendo Tenex otorgó acceso a la híbrida programación de Tomlinson a gran parte de los usuarios de ARPANET, y el correo electrónico rápidamente se volvió exitoso. Bastante pronto, los directivos de ARPA incorporaron el uso del correo electrónico en su vida diaria. Steven Lukasik, director de ARPA, fue uno de los primeros usuarios, al igual que Larry Roberts, quien aún era jefe del departamento de informática de la agencia. Este hábito inevitablemente se trasladó a sus subordinados, y pronto el correo electrónico se convirtió en uno de los hechos fundamentales de la vida y cultura de ARPANET.
El programa de correo de Tomlinson dio lugar a numerosas imitaciones y nuevos desarrollos, mientras los usuarios buscaban formas de mejorar su funcionalidad rudimentaria. La mayoría de las primeras innovaciones se centraron en corregir deficiencias del programa de lectura de correos. Cuando el correo superó el límite de una sola computadora, el volumen de correos recibidos por los usuarios activos comenzó a aumentar junto con el crecimiento de la red, y el enfoque tradicional a los mensajes entrantes como texto simple dejó de ser efectivo. El mismo Larry Roberts, enfrentando la avalancha de mensajes entrantes, escribió su propio programa para gestionar la bandeja de entrada llamado RD. Sin embargo, a mediados de la década de 1970, el programa MSG, escrito por John Vittal de la Universidad del Sur de California, lideraba con mucha diferencia en popularidad. Consideramos como un hecho la posibilidad de rellenar automáticamente los campos de asunto y destinatario de un mensaje saliente basado en el mensaje entrante. Sin embargo, fue el programa MSG de Vittal el que presentó por primera vez esta sorprendente capacidad de "responder" a un correo en 1975; y también formaba parte del conjunto de programas de Tenex.
La variedad de tales intentos requirió la introducción de estándares. Y este fue el primer, pero lejos de ser el último caso, en el que la comunidad informática de la red tuvo que desarrollar estándares a posteriori. A diferencia de los protocolos básicos de ARPANET, ya existían múltiples versiones del correo electrónico en la naturaleza antes de la aparición de cualquier estándar. Inevitablemente, surgieron contradicciones y tensiones políticas, concentrándose en los documentos principales que describían el estándar del correo electrónico, RFC 680 y 720. En particular, los usuarios de sistemas operativos distintos a Tenex se indignaban ante el hecho de que las suposiciones en las proposiciones estaban vinculadas a las características de Tenex. El conflicto nunca se intensificó demasiado: todos los usuarios de ARPANET en la década de 1970 aún eran parte de una comunidad científica relativamente pequeña, y las discrepancias no eran tan significativas. Sin embargo, este fue un ejemplo de futuras batallas.
El éxito inesperado del correo electrónico se convirtió en el evento más importante en el desarrollo de la capa de software de la red en la década de 1970, la capa más alejada de los detalles físicos de la red. Al mismo tiempo, otras personas se atrevieron a redefinir la capa fundamental de 'comunicación', en la que los bits fluían de una máquina a otra.
ALOHA
En 1968, Norma Abramson llegó de la Universidad de California a la Universidad de Hawái para asumir un cargo combinado como profesor de ingeniería eléctrica e informática. Su universidad tenía un campus principal en Oahu y uno adicional en Hilo, así como varios colegios comunitarios y centros de investigación dispersos por las islas Oahu, Kauai, Maui y Hawai. Entre ellos había cientos de kilómetros de agua y terrenos montañosos. En el campus principal funcionaba un potente IBM 360/65, sin embargo, solicitar a AT&T una línea dedicada que conectara un terminal en uno de los colegios comunitarios no era una tarea tan fácil como en el continente.
Abramson era un experto en sistemas de radar y teoría de la información, y en una época trabajó como ingeniero en la empresa Hughes Aircraft en Los Ángeles. Su nuevo entorno, con todos sus problemas físicos relacionados con la transmisión de datos por cable, inspiró a Abramson a una nueva idea: ¿y si la radio fuera una mejor manera de conectar computadoras que el sistema telefónico, que, al fin y al cabo, fue diseñado para transmitir voz y no datos?
Para probar su idea y crear un sistema que él llamó ALOHAnet, Abramson recibió financiación de Bob Taylor de ARPA. En su forma inicial, en realidad no era una red informática, sino un medio para conectar terminales remotos a un único sistema de división de tiempo diseñado para una computadora IBM que se encontraba en el campus de Oahu. Al igual que en ARPANET, tenía una mini computadora dedicada para procesar los paquetes enviados y recibidos por la máquina 360/65, conocida como Menehune, el equivalente hawaiano del IMP. Sin embargo, ALOHAnet no se complicó con la gestión de la ruta de los paquetes entre diferentes puntos, como se hacía en ARPANET. En su lugar, cada terminal que deseaba enviar un mensaje simplemente lo transmitía al aire en una frecuencia dedicada.
ALOHA net completamente desplegada a finales de los años 70, con varias computadoras en la red
Tradicionalmente, el método ingenieril para manejar una banda de transmisión común era dividirla en segmentos, separando el tiempo de transmisión o las frecuencias, y asignando a cada terminal un segmento. Sin embargo, para procesar mensajes de cientos de terminales con este esquema, cada uno tendría que limitarse a una pequeña fracción del ancho de banda disponible, incluso cuando en realidad solo unos pocos podrían estar operando al mismo tiempo. Pero en lugar de esto, Abramson decidió no interferir en que los terminales enviaran mensajes simultáneamente. Si dos o más mensajes se superponían, la computadora central lo detectaba gracias a los códigos de corrección de errores y simplemente no aceptaba esos paquetes. Al no recibir confirmación de la recepción de los paquetes, los remitentes intentaban enviarlos de nuevo después de un intervalo aleatorio. Abramson calculó que este protocolo de trabajo tan simple podría soportar hasta varios cientos de terminales funcionando simultáneamente, y que debido a las numerosas superposiciones de señales, se desperdiciaría un 15% del ancho de banda. Sin embargo, según sus cálculos, con la expansión de la red, todo el sistema colapsaría en un caos de ruido.
La oficina del futuro
El concepto de "difusión de paquetes" de Abramson inicialmente no llamó la atención. Pero luego renació — unos años más tarde, y ya en el continente. Esto se debió a un nuevo centro de investigación en Palo Alto de Xerox (PARC), inaugurado en 1970, justo al lado de la Universidad de Stanford, en una zona que poco antes había sido apodada "Silicon Valley". Algunas patentes de Xerox en xerografía estaban a punto de expirar, por lo que la empresa estaba en riesgo de caer en la trampa de su propio éxito, al no adaptarse debido a la falta de voluntad o incapacidad para florecer en el ámbito de la computación y los circuitos integrados. Jack Goldman, jefe del departamento de investigación de Xerox, convenció a los grandes jefes de que el nuevo laboratorio, alejado de la influencia de la sede y establecido en un clima cómodo, con buenos salarios, atraerá el talento necesario para que la empresa se mantenga a la vanguardia del progreso, desarrollando la arquitectura de la información del futuro.
PARC definitivamente tuvo éxito en atraer a los mejores talentos en informática, no solo por las condiciones laborales y los generosos salarios, sino también gracias a la presencia de Robert Taylor, quien lanzó el proyecto ARPANET en 1966 como director del departamento de tecnología de procesamiento de información de ARPA. , un joven ingeniero impulsivo y ambicioso de Brooklyn con experiencia en informática, fue uno de los que llegó a PARC a través de sus conexiones con ARPA. Se unió al laboratorio en junio de 1972 después de haber trabajado a tiempo parcial para ARPA como estudiante de posgrado, inventando una interfaz para conectar al MIT con la red. Al llegar a PARC, continuó siendo un 'intermediario' de ARPANET: viajaba por el país ayudando a conectar nuevos puntos a la red y preparándose para la presentación de ARPA en la conferencia internacional sobre comunicación por computadora de 1972.
Entre los proyectos que circulaban en PARC en el momento de la llegada de Metcalfe estaba un plan propuesto por Taylor para conectar decenas, o incluso cientos, de computadoras pequeñas a la red. Año tras año, los costos y tamaños de las computadoras disminuyeron, rigiéndose por la intransigente voluntad . Los ingenieros de PARC, mirando hacia el futuro, previeron que en un futuro no muy lejano, cada trabajador de oficina tendría su propia computadora. En esta línea, desarrollaron y crearon la computadora personal Alto, cuyas copias se distribuyeron a cada investigador en el laboratorio. Taylor, quien en los cinco años anteriores había fortalecido su creencia en la utilidad de la red informática, también quería conectar todas estas computadoras.
Alto. La computadora se encuentra en la parte inferior, en un armario del tamaño de un mini refrigerador.
Al llegar a PARC, Metcalfe asumió la tarea de conectar un clon del PDP-10 perteneciente al laboratorio a ARPANET, y rápidamente ganó una reputación como 'especialista en redes'. Así que cuando Taylor necesitó una red de Altos, sus asistentes se dirigieron a Metcalfe. Al igual que con las computadoras en ARPANET, las computadoras Alto en PARC prácticamente no podían comunicarse entre sí. Por lo tanto, un uso interesante de la red volvió a ser la tarea de facilitar la comunicación entre personas, en este caso, en forma de palabras e imágenes impresas con láser.
La idea clave de la impresora láser no surgió en PARC, sino en la costa este, en el laboratorio original de Xerox en Webster, Nueva York. Allí, el físico Gary Starkweather demostró que un rayo láser coherente podría utilizarse para desactivar la carga eléctrica del tambor xerográfico, de la misma manera que la luz dispersa se usaba en la fotocopia hasta ese momento. Un haz, al ser correctamente modulado, puede dibujar una imagen de cualquier detalle en el tambor, que luego puede transferirse al papel (ya que solo las partes no cargadas del tambor capturan el tóner). Tal máquina controlada por una computadora podría generar cualquier combinación de imágenes y texto que a uno se le ocurriera, en lugar de simplemente reproducir documentos existentes como lo haría una fotocopiadora. Sin embargo, las ideas audaces de Starkweather no encontraron apoyo ni de sus colegas ni de su superiores en Webster, por lo que se trasladó a PARC en 1971, donde se encontró con una audiencia mucho más interesada. La capacidad de la impresora láser para imprimir imágenes arbitrarias píxel por píxel la convirtió en el compañero ideal para la estación de trabajo Alto, con su gráfica monocromática de píxeles. Con la impresora láser, medio millón de píxeles en la pantalla del usuario podían ser impresos directamente en papel con una claridad perfecta.
Imagen de bits en Alto. Nadie había visto nada parecido en las pantallas de computadora antes.
Aproximadamente un año después, Starkweather, con la ayuda de algunos ingenieros más de PARC, resolvió los principales problemas técnicos y construyó un prototipo funcional de la impresora láser sobre el chasis de la robusta Xerox 7000. Las páginas se imprimían a la misma velocidad, una por segundo, y con una resolución de 500 puntos por pulgada. El generador de caracteres incorporado en la impresora imprimía texto con fuentes preestablecidas. Las imágenes arbitrarias (distintas de las que se podían crear con fuentes) aún no eran compatibles, por lo que no era necesario transmitir 25 millones de bits por segundo para la impresora. Sin embargo, para ocupar completamente la impresora, se requeriría un ancho de banda de red increíble para la época: cuando 50,000 bits por segundo eran el límite de ARPANET.
Impresora láser PARC de segunda generación, Dover (1976)
Red Alto Aloha
¿Y cómo logró Metcalfe cerrar esta brecha en la velocidad? Volvamos a ALOHAnet: resultó que Metcalfe entendía mejor que nadie el concepto de difusión en paquetes. Un año antes, durante el verano, estaba en Washington con Steve Crocker por asuntos de ARPA, y Metcalfe revisaba materiales de una conferencia general de computación de otoño, donde se encontró con el trabajo de Abramson sobre ALOHAnet. Inmediatamente comprendió la genialidad de la idea básica y que su implementación era insuficientemente buena. Al hacer algunas modificaciones al algoritmo y a sus supuestos—por ejemplo, haciendo que los emisores escucharan primero el canal, esperando que se despejara antes de intentar enviar mensajes, y también aumentando exponencialmente el intervalo de reenvío en caso de congestión—pudo lograr una utilización del ancho de banda del 90%, frente al 15% que resultaba de los cálculos de Abramson. Metcalfe tomó unas pequeñas vacaciones, viajó a Hawái, donde incorporó sus ideas sobre ALOHAnet en una versión revisada de su tesis doctoral, después de que Harvard rechazara la versión original por falta de base teórica.
Primero Metcalfe llamó a su plan para implementar la difusión en paquetes en PARC "red ALTO ALOHA". Luego, en un informe de mayo de 1973, la renombró como Ether Net [red de éter], en referencia al éter luminoso, una idea física del siglo XIX sobre una sustancia que transporta radiación electromagnética. "Esto facilitará la expansión de la red", escribió, "y quién sabe qué otros métodos de transmisión de señales resultarán ser mejores que el cable para una red de difusión; tal vez sean ondas de radio, líneas telefónicas, electricidad, televisión por cable con compresión de frecuencia, microondas o combinaciones de estas".
Borrador del informe de Metcalfe de 1973
Desde junio de 1973, Metcalfe trabajó con otro ingeniero de PARC, David Boggs, en la realización de su concepto teórico de una nueva red de alta velocidad en un sistema operativo. En lugar de transmitir señales por aire como ALOHA, limitó el espectro de radio con un cable coaxial, lo que aumentó drásticamente el ancho de banda en comparación con la limitada banda de radiofrecuencia de Menehune. El medio de transmisión en sí era completamente pasivo y no requería enrutadores para el enrutamiento de mensajes. Era económico y permitía conectar fácilmente cientos de estaciones de trabajo; los ingenieros de PARC simplemente tendieron el cable coaxial a través del edificio y añadieron conexiones según fuera necesario, y también era capaz de transmitir hasta tres millones de bits por segundo.
Robert Metcalfe y David Boggs, en la década de 1980, unos años después de que Metcalfe fundara 3Com para vender la tecnología Ethernet.
Para el otoño de 1974, se desplegó y funcionaba un prototipo completo de la oficina del futuro en Palo Alto: el primer lote de computadoras Alto, con programas para dibujo, correo electrónico y procesadores de texto, el prototipo de impresora de Starckweiser y una red Ethernet para unir todo en una red. El servidor de archivos central, que almacenaba datos que no cabrían en el disco local del Alto, era el único recurso compartido. Originalmente, PARC ofrecía el controlador Ethernet como un accesorio adicional para el Alto, pero cuando se lanzó el sistema, quedó claro que era una parte necesaria; a través del coaxial fluía un incesante flujo de mensajes, muchos de los cuales salían de la impresora: informes técnicos, notas y trabajos de investigación.
Simultáneamente con los desarrollos para Alto, otro proyecto del PARC intentó avanzar en una nueva dirección las ideas sobre la separación de recursos. El «Sistema de Oficina en Línea del PARC» (POLOS), desarrollado e implementado por Bill English y otros fugitivos del proyecto de Doug Engelbart «Sistema en Línea» (NLS) del Instituto de Investigación de Stanford, consistía en una red de microcomputadoras Data General Nova. Pero en lugar de dedicar cada máquina a necesidades específicas del usuario, en POLOS el trabajo se transfería entre ellas para servir a los intereses del sistema en general de la manera más eficiente. Una máquina podía encargarse de generar imágenes para las pantallas de los usuarios, otra procesar el tráfico de ARPANET, y una tercera –de procesadores de texto–. Sin embargo, la complejidad y los costos de coordinación en este enfoque resultaron ser excesivos, y el esquema colapsó bajo su propio peso.
Mientras tanto, nada mostró el rechazo emocional de Taylor hacia el enfoque de red con separación de recursos mejor que su aceptación del proyecto Alto. Alan Kay, Butler Lampson y otros autores de Alto trajeron toda la potencia de cálculo que un usuario podría necesitar a su computadora independiente en el escritorio, de la que no debía compartir 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 alguna costa lejana –para impresión o archivo a largo plazo.
Aunque tanto el correo electrónico como ALOHA fueron desarrollados bajo el auspicio de ARPA, la aparición de Ethernet fue uno de los varios indicios en la década de 1970 de que las redes informáticas se habían vuelto demasiado grandes y diversas para que una sola empresa pudiera dominar este campo, y esta tendencia la rastrearemos en el próximo artículo.
Qué leer a continuación
- Michael Hiltzik, Dealers of Lightning (1999)
- James Pelty, The History of Computer Communications, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
- M. Mitchell Waldrop, La máquina soñadora (2001)
Fuente: habr.com
