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Su colaboración fue muy productiva, y la primera versión escrita7 del enfoque resultante se distribuyó en una reunión especial del International Network Working Group (INWG), que se había creado en una conferencia de la Universidad de Sussex en septiembre de 1973. Se había invitado a Cerf a presidir ese grupo, y aprovechó la ocasión para celebrar una reunión con los miembros del INWG que eran numerosos en la Conferencia de Sussex.

Emergieron algunos enfoques básicos de esta colaboración entre Kahn y Cerf:

La comunicación entre dos procesos consistiría lógicamente en una secuencia larguísima de bytes (los llamaron octetos). Se usaría la posición de un octeto en la secuencia para identificarlo.

El control de flujo se haría usando ventanas deslizantes y confirmaciones (acks). El destino podría decidir cuándo confirmar, y cada ack devuelta se acumularía para todos los paquetes recibidos hasta ese momento.

No se concretó la manera exacta en la que el origen y el destino acordarían los parámetros de división de particiones que se usaría. Al principio se usaban los valores predeterminados.

Aunque en ese momento se estaba desarrollando Ethernet en Xerox PARC, la proliferación de LAN no se imaginaba entonces, y mucho menos la de los ordenadores personales y las estaciones de trabajo. El modelo original era de redes nacionales como ARPANET, y se esperaba que existiese un pequeño número de las mismas. Así pues, se usó una dirección IP de 32 bits, en la que los primeros 8 bits indicaban la red y los 24 bits restantes designaban el host de esa red. Fue evidente que habría que reconsiderar esta suposición, la de que sería suficiente con 256 redes en el futuro inmediato, cuando empezaron a aparecer las LAN a finales de los años 70.

En los siguientes años, se añadieron rápidamente ordenadores a ARPANET, y se siguió trabajando para conseguir un protocolo de host a host funcionalmente completo y otro software de red.

En diciembre de 1970, el Network Working Group (NWG), bajo el liderazgo de S. Crocker, terminó el protocolo de host a host inicial de ARPANET, llamado Network Control Protocol (NCP). Cuando los sitios de ARPANET terminaron de implementar NCP, en el periodo de 1971 a 1972, los usuarios de la red pudieron, por fin, comenzar a desarrollar aplicaciones.

En octubre de 1972, Kahn organizó una gran demostración de ARPANET, que tuvo mucho éxito, en la International Computer Communication Conference (ICCC).

Fue la primera demostración pública de esta nueva tecnología de redes. En 1972 también se introdujo la aplicación “hot” inicial, el correo electrónico.

En marzo, Ray Tomlinson, de BBN, escribió el software básico de envío y lectura de mensajes de correo electrónico, motivado por la necesidad de los desarrolladores de ARPANET de un mecanismo sencillo de coordinación.

En julio, Roberts amplió su utilidad escribiendo la primera utilidad de correo electrónico para hacer listas de mensajes, leerlos selectivamente, archivarlos, reenviarlos y responder a los mismos. A partir de ese momento, el correo electrónico se convirtió en la aplicación de red más importante durante más de una década. Esto presagió el tipo de actividad que vemos hoy en día en la World Wide Web, es decir, un crecimiento enorme de todo tipo de tráfico “de persona a persona”.

Resultados de la colaboración

Direcciones

. La intención de Kahn era que el protocolo TCP soportase una serie de servicios de transporte, desde la entrega secuenciada totalmente fiable de datos (modelo de circuito virtual) hasta un servicio de datagrama, en el que la aplicación hacía un uso directo del servicio de red subyacente, lo que podía implicar la pérdida, la corrupción y la reordenación de paquetes.

Sin embargo, el primer intento de implementar TCP produjo una versión que solo permitía circuitos virtuales. Este modelo funcionó bien para aplicaciones de inicio de sesión remoto y transferencia de archivos, pero algunos de los primeros trabajos en aplicaciones de red avanzadas, en particular la voz por paquetes de los años 70, dejaron claro que en algunos casos la pérdida de paquetes no podía ser corregida por TCP, y la aplicación debería encargarse de ella. Esto llevó a reorganizar el TCP original en dos protocolos, el IP simple, que solo dirigía y reenviaba paquetes individuales, y el TCP por separado, que se ocupaba de funciones del servicio como el control de flujos y la recuperación de paquetes perdidos. Para las aplicaciones que no querían los servicios de TCP, se añadió una alternativa llamada Protocolo de datagramas de usuario (UDP) para ofrecer acceso directo a los servicios básicos de IP.

Una de las principales motivaciones iniciales de ARPANET e Internet era compartir recursos, por ejemplo, permitir a los usuarios de las redes de radiopaquetes acceder a sistemas de tiempo compartido conectados a ARPANET. Conectar ambos era mucho más económico que duplicar estos ordenadores tan caros. Sin embargo, aunque la transferencia de archivos y el inicio de sesión remoto (Telnet) eran aplicaciones muy importantes, el correo electrónico ha sido, probablemente, la innovación de aquella época con mayor impacto. El correo electrónico ofreció un nuevo modelo de comunicación entre las personas, y cambió la naturaleza de la colaboración, primero en la creación de la propia Internet (como se comenta a continuación) y después para gran parte de la sociedad.

Se propusieron otras aplicaciones en los primeros tiempos de Internet, incluyendo la comunicación de voz basada en paquetes (el precursor de la telefonía por Internet), varios modelos para compartir archivos y discos y los primeros programas “gusano” que mostraron el concepto de agentes (y, por supuesto, virus). Un concepto clave de Internet es que no se había diseñado solo para una aplicación, sino como una infraestructura general en la que se podían concebir nuevas aplicaciones, como se ilustró más adelante con la aparición de la World Wide Web. Es la naturaleza generalista del servicio que ofrecen TCP e IP la que lo hace posible.

En agosto de 1968, DARPA publicó una solicitud de presupuesto para desarrollar los conmutadores de paquetes llamados procesadores de mensajes de interfaz (IMP).

Un mes más tarde, cuando el SRI se conectó a ARPANET, se envió el primer mensaje de host a host desde el laboratorio de Kleinrock hasta el SRI. Se añadieron dos nodos más, en la Universidad de California en Santa Bárbara y en la Universidad de Utah. Estos dos últimos nodos incorporaron proyectos de visualización de aplicaciones, con Glen Culler y Burton Fried, de la Universidad de California en Santa Bárbara, investigando métodos para mostrar funciones matemáticas usando pantallas de almacenamiento para resolver el problema de la actualización en la red, y Robert Taylor e Ivan Sutherland, de Utah, investigando métodos de representación 3D en la red. De esta manera, a finales de 1969, había cuatro hosts conectados en la ARPANET inicial, e Internet iniciaba su trayectoria. Incluso en esta primera etapa, conviene destacar que la investigación sobre redes incorporaba trabajo sobre la red subyacente y trabajo sobre cómo usar la red. Esta tradición continúa hoy en día

Las cuatro reglas y los desafíos

Problemas a resolver

Crecer

Arquitectura abierta

NCP no tenía la capacidad de dirigirse a redes (ni a máquinas) que estuvieran más allá de un IMP de destino de ARPANET, de modo que también hacía falta algún cambio en NCP.

En este modelo, NCP no tenía control de errores de host de extremo a extremo, ya que ARPANET sería la única red, y tan fiable que no haría falta un control de errores por parte de los hosts. Así pues, Kahn decidió desarrollar una nueva versión del protocolo que podría cubrir las necesidades de un entorno de redes de arquitectura abierta.

Este protocolo se llamaría más adelante Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo de Internet (TCP/IP). Mientras que NCP tendía a actuar como un controlador de dispositivo, el nuevo protocolo se parecería más a un protocolo de comunicaciones.

Cuatro reglas básicas fueron fundamentales en la primera concepción de Kahn:

*Cada red diferente debería mantenerse por sí misma, y no debía ser necesario cambio interno alguno para que esas redes se conectasen a Internet.

* La comunicación se haría en base al mejor esfuerzo. Si un paquete no llegaba a su destino final, se retransmitía poco después desde el origen.

* Se usarían cajas negras para conectar las redes; más adelante, estas cajas negras se llamarían puertas de enlace y enrutadores. Las puertas de enlace no guardarían información acerca de los flujos individuales de paquetes que pasaban por las mismas, manteniendo su sencillez y evitando la complicación de la adaptación y la recuperación a partir de varios modos de error.

*No habría control global a nivel operativo.

A finales de 1966, Roberts entró en DARPA para desarrollar el concepto de redes informáticas y rápidamente creó su plan para "ARPANET", que publicó en 1967. En la conferencia en la que presentó el artículo había otra ponencia sobre el concepto de redes de paquetes, que venía del Reino Unido, de la mano de Donald Davies y Roger Scantlebury, del NPL. Scantlebury le comentó a Roberts el trabajo del NPL y el de Paul Baran y otras personas de RAND. El grupo RAND había escrito un artículo sobre redes de conmutación de paquetes para cifrar comunicaciones de voz en el ejército en 1964. La labor del MIT (1961-1967), de RAND (1962-1965) y del NPL (1964-1967) se había llevado a cabo en paralelo sin que los investigadores conociesen el trabajo de los demás. Se adoptó el término “paquete” del trabajo del NPL, y la velocidad de línea propuesta en el diseño de ARPANET pasó de 2,4 kbps a 50 kbps.

Orígenes de internet

* Algoritmos para evitar que los paquetes perdidos impidiesen permanentemente las comunicaciones y permitir que dichos paquetes se retransmitiesen correctamente desde el origen.

* Ofrecer “segmentación” de host a host para que se pudiesen enviar múltiples paquetes desde el origen hasta el destino, según el criterio de los hosts, si las redes intermedias lo permitían.

* Funciones de puerta de enlace para poder reenviar paquetes de manera adecuada. Esto incluía interpretar encabezados IP para enrutar, manejar interfaces, dividir paquetes en partes más pequeñas si era necesario, etc.

* La necesidad de sumas de verificación de extremo a extremo, reensamblaje de paquetes a partir de fragmentos y detección de duplicados.

* La necesidad de un abordaje global

* Técnicas para el control del flujo de host a host.

* Interfaces con los diferentes sistemas operativos

* Había además otras preocupaciones, como la eficacia en la implementación y el rendimiento de las redes, pero estas, en principio, eran consideraciones secundarias.

Kahn comenzó a trabajar en un conjunto orientado a las comunicaciones de principios para sistemas operativos en BBN y documentó algunas de sus ideas iniciales en un memorándum interno de BBN titulado "Principios de comunicación para sistemas operativos". En este momento, se dio cuenta de que sería necesario conocer los detalles de implementación de cada sistema operativo para tener la oportunidad de integrar cualquier protocolo nuevo de una forma eficaz. Así pues, en la primavera de 1973, tras comenzar el trabajo de lo que sería Internet, pidió a Vint Cerf (que entonces estaba en Stanford) que colaborase con él en el diseño detallado del protocolo. Cerf había estado involucrado de lleno en el diseño y desarrollo original de NCP, y ya tenía conocimiento sobre las interfaces de los sistemas operativos existentes. Así que, armados con el enfoque arquitectónico de Kahn para la parte de comunicaciones y con la experiencia de Cerf en NCP, se unieron para crear lo que se convertiría en TCP/IP.

Transmisión de paquetes

La ARPANET se transformó en Internet: múltiples redes independientes, empezando por ARPANET como red pionera de conmutación de paquetes, pero que pronto incluiría redes de paquetes satélite, redes terrestres de radiopaquetes y otras redes.

Internet supone una red de arquitectura abierta. En este enfoque, la selección de una tecnología de redes no la dictaba una arquitectura particular de redes, sino que la podía elegir libremente un proveedor y hacerla trabajar con las demás redes a través de una “metaarquitectura de interredes”.

La clave para que el sistema de radiopaquetes funcionase era un protocolo de extremo a extremo fiable que pudiera mantener una comunicación efectiva frente a bloqueos y otras interferencias de radio, o soportar cortes intermitentes como los causados cuando se entra en un túnel o el terreno bloquea la señal. Kahn pensó en un protocolo solo para la red de radiopaquetes, ya que así evitaría tratar con una multitud de diferentes sistemas operativos, y seguir usando NCP.

Darpa y Arpanet

Leonard Kleinrock, del MIT (primer documento sobre la teoría de conmutación de paquetes en julio de 1961 y primer libro sobre el tema en 1964), convenció a Roberts de la factibilidad teórica de comunicarse usando paquetes en vez de circuitos.

El otro paso clave fue conseguir que los ordenadores hablasen entre sí. Para explorar esta idea, en 1965, trabajando con Thomas Merrill, Roberts conectó el ordenador TX-2, en Massachusetts, con el Q-32, en California, mediante una línea telefónica conmutada de baja velocidad, creando la primera (aunque pequeña) red de área amplia del mundo. El resultado de este experimento fue la constatación de que los ordenadores con tiempo compartido podían trabajar bien juntos, ejecutando programas y recuperando datos según fuese necesario en el equipo remoto, pero que el sistema telefónico de conmutación de circuitos era totalmente inadecuado para esa tarea. Se confirmó la convicción de Kleinrock de la necesidad de la conmutación de paquetes.

En 1962, una serie de memorandos escritos por J.C.R. Licklider, del MIT describen el concepto de “Red galáctica”. Él Imaginó un conjunto de ordenadores interconectados globalmente, a través de los que todo el mundo podría acceder rápidamente a datos y programas desde cualquier sitio. El concepto era muy similar a la Internet de hoy. Licklider era el director del programa de investigación informática de DARPA, que comenzó en octubre de ese año. Mientras estaba en DARPA convenció a sus sucesores en dicha agencia (Ivan Sutherland, Bob Taylor y Lawrence G. Roberts, investigador del MIT), de la importancia de su concepto de red.