La red NPL , o NPL Data Communications Network , era una red informática de área local operada por un equipo del Laboratorio Nacional de Física (NPL) de Londres que fue pionero en el concepto de conmutación de paquetes .
Basado en diseños concebidos por primera vez por Donald Davies en 1965, el trabajo de desarrollo comenzó en 1968. Los elementos de la primera versión de la red, el Mark I, entraron en funcionamiento durante 1969 y luego en pleno funcionamiento en enero de 1970, y la versión Mark II funcionó desde 1973 hasta 1986. La red NPL seguida por ARPANET en Estados Unidos fueron las dos primeras redes informáticas que implementaron conmutación de paquetes y la red NPL fue la primera en utilizar enlaces de alta velocidad. Junto con ARPANET y el proyecto CYCLADES , sentó las bases técnicas de la Internet moderna .
Durante 1965-66, Donald Davies , quien más tarde fue nombrado jefe de la División de Ciencias de la Computación de la NPL, propuso una red de datos nacional comercial basada en la conmutación de paquetes en la Propuesta para el desarrollo de un servicio nacional de comunicaciones para el procesamiento de datos en línea . [1] Después de que la propuesta no fue aceptada a nivel nacional, dirigió un equipo que produjo un diseño para una red local para satisfacer las necesidades de NPL y demostrar la viabilidad de la conmutación de paquetes. [2] El diseño fue el primero en describir el concepto de una "computadora de interfaz", hoy conocida como enrutador . [3]
Roger Scantlebury presentó una versión escrita de la propuesta titulada Una red de comunicaciones digitales para computadoras que brindan una respuesta rápida en terminales remotas en el Simposio sobre principios de sistemas operativos en 1967. El diseño implicaba la transmisión de señales ( paquetes ) a través de una red con una estructura jerárquica. Se propuso construir "redes locales" con computadoras de interfaz que tuvieran la responsabilidad de multiplexar entre varios sistemas de usuarios ( computadoras de tiempo compartido y otros usuarios ) y de comunicarse con una "red de alto nivel". Este último se construiría con "nodos de conmutación" conectados entre sí con circuitos de velocidad de megabits ( enlaces T1 , que funcionan con una velocidad de línea de 1,544 Mbit/s ). [4] [5] [6] [7] [8] En el informe de Scantlebury después de la conferencia, señaló: "Parecería que las ideas contenidas en el documento NPL en este momento son más avanzadas que cualquiera de las propuestas en los EE. UU.". [9] [10] [11]
El primer fundamento teórico de la conmutación de paquetes fue el trabajo de Paul Baran , en el que los datos se transmitían en pequeños fragmentos y se enrutaban de forma independiente mediante un método similar a las técnicas de almacenamiento y reenvío entre nodos de red intermedios. [12] Davies llegó de forma independiente al mismo modelo en 1965 y lo llamó conmutación de paquetes . [13] Eligió el término "paquete" después de consultar con un lingüista de la NPL porque podía traducirse a otros idiomas además del inglés sin compromiso. [14] Davies hizo la primera presentación pública de la conmutación de paquetes el 5 de agosto de 1968. [15] Sus ideas originales influyeron en otras investigaciones en todo el mundo. Larry Roberts incorporó estos conceptos en el diseño de ARPANET . [16] [17] [18] La red NPL propuso inicialmente una velocidad de línea de 768 kbit/s . [19] Influenciado por esto, la velocidad de línea planificada para ARPANET se actualizó de 2,4 kbit/s a 50 kbit/s y se adoptó un formato de paquete similar. [20] [21] El proyecto CYCLADES de Louis Pouzin en Francia también estuvo influenciado por el trabajo de Davies. [22] [6] [23]
El equipo de NPL utilizó su concepto de conmutación de paquetes para producir una red experimental utilizando un nodo Honeywell 516 . La construcción comenzó en 1968. Casualmente, esta fue la misma computadora elegida por ARPANET para servir como procesadores de mensajes de interfaz . [24]
Los elementos de la primera versión de la red, Mark I NPL Network, entraron en funcionamiento durante 1969 (antes de que ARPANET instalara su primer nodo). [25] [26] La red estaba en pleno funcionamiento en enero de 1970. [6] La red NPL de área local seguida por la ARPANET de área amplia en los Estados Unidos fueron las dos primeras redes informáticas que implementaron la conmutación de paquetes. [27] [28] Posteriormente, la red utilizó enlaces de alta velocidad, siendo la primera red informática en hacerlo. [29] [30] La versión Mark II funcionó desde 1973. [6] [31]
El equipo de NPL también llevó a cabo trabajos de simulación sobre el rendimiento de redes de paquetes de área amplia, estudiando datagramas y congestión de la red . [6] [32] [33]
Posteriormente, la red NPL se interconectó con otras redes, incluido el servicio experimental de conmutación de paquetes de la oficina de correos y la red europea de informática (EIN) en 1976. [6]
En 1976, se conectaron 12 computadoras y 75 dispositivos terminales [34] y se agregaron más. La red permaneció en funcionamiento hasta 1986. [35]
Además de Donald Davies, el equipo de la NPL incluía a Derek Barber, Roger Scantlebury, Peter Wilkinson, Keith Bartlett y Brian Aldous. [36] [29] [37]
El primer uso del término protocolo en un contexto moderno de conmutación de datos se produce en un memorando titulado Un protocolo para su uso en la red de comunicaciones de datos NPL escrito por Roger Scantlebury y Keith Bartlett en abril de 1967. [29] [38] [39] A Una publicación adicional de Bartlett en 1968 introdujo el concepto de un protocolo de bits alternos (más tarde utilizado por ARPANET y EIN) [40] [41] y describió la necesidad de tres niveles de transmisión de datos (que corresponden aproximadamente a los niveles inferiores de los siete). modelo OSI de capas que surgió una década después). La versión Mark II, que funcionó desde 1973, utilizó una arquitectura de protocolo "en capas". El equipo de NPL también introdujo la idea de "verificación de protocolo". [29]
La red NPL fue un banco de pruebas para la investigación de interconexiones durante la década de 1970. Davies, Scantlebury y Barber fueron miembros activos del Grupo de Trabajo de Redes Internacionales (INWG) formado en 1972. Vint Cerf y Bob Kahn reconocieron a Davies y Scantlebury en su artículo de 1974 Un protocolo para la intercomunicación de redes de paquetes, que DARPA desarrolló en el conjunto de protocolos de Internet utilizado . en la Internet moderna . [42]
Derek Barber fue nombrado director del proyecto europeo COST 11 y desempeñó un papel destacado en la propuesta de la Red Europea de Informática (EIN) y dirigió el proyecto, mientras que Scantlebury dirigió la contribución técnica del Reino Unido. [29] [43] [44] [45] El protocolo EIN ayudó a lanzar el trabajo del INWG, [41] [46] que propuso un protocolo internacional de extremo a extremo en 1975, aunque este no fue ampliamente adoptado. [47] [48] [49] [50]
NPL investigó el "dilema básico" que implica la interconexión de redes; es decir, un protocolo de host común requeriría reestructurar las redes existentes si no estuvieran diseñadas para utilizar el mismo protocolo. NPL se conectó con la Red Europea de Informática mediante la traducción entre dos protocolos de host diferentes, mientras que la conexión de NPL al Servicio Experimental de Conmutación de Paquetes de la Oficina Postal utilizó un protocolo de host común en ambas redes. Este trabajo confirmó que establecer un protocolo de host común sería más confiable y eficiente. [51]
Davies y Barber publicaron Redes de comunicación para computadoras en 1973 y Redes de computadoras y sus protocolos en 1979. [52] [53] [54] Hablaron en el Simposio de comunicaciones de datos en 1975 sobre la "batalla por los estándares de acceso" entre datagramas y circuitos virtuales. , y Barber dice que "la falta de interfaces de acceso estándar para las redes públicas emergentes de comunicación con conmutación de paquetes está creando 'una especie de monstruo' para los usuarios". [55] Durante un largo período de tiempo, la comunidad de ingenieros de redes estuvo polarizada sobre la implementación de conjuntos de protocolos competidores, comúnmente conocidos como Guerras de Protocolos . No estaba claro qué tipo de protocolo daría como resultado las mejores y más robustas redes informáticas. [56]
La investigación posterior de Davies en NPL se centró en la seguridad de los datos de las redes informáticas. [57]
El concepto de conmutación de paquetes desarrollado en la NPL se convirtió en el principal medio de comunicación de datos en las redes informáticas modernas, incluida Internet . [4] [58] [59] [60]
NPL patrocina una galería, inaugurada en 2009, sobre la "Tecnología de Internet" en el Museo Nacional de Computación en Bletchley Park . [37]
Luego, en junio de 1966, Davies escribió un segundo artículo interno, "Propuesta para una red de comunicación digital", en el que acuñó la palabra paquete, una pequeña subparte del mensaje que el usuario desea enviar, y también introdujo el concepto de " Computadora de interfaz" para ubicarse entre el equipo del usuario y la red de paquetes.
Tanto Paul Baran como Donald Davies en sus artículos originales anticiparon el uso de troncales T1.
La red ARPA se está implementando utilizando técnicas telegráficas existentes simplemente porque el tipo de red que describimos no existe.
Parece que las ideas contenidas en el documento NPL en este momento son más avanzadas que cualquiera de las propuestas en los EE. UU.
les faltaba un ingrediente vital. Como ninguno de ellos había oído hablar de Paul Baran, no tenían una idea seria de cómo hacer funcionar el sistema. Y fue necesario un equipo inglés para decírselo.
De hecho, Roger convenció a Larry de que lo que estaba hablando estaba mal y que la forma en que NPL proponía hacerlo era correcta.
Tengo algunas notas que dicen que primero Larry se mostró escéptico pero varios de los otros allí se pusieron del lado de Roger y finalmente Larry se sintió abrumado por los números.
En 1965, Davies fue pionero en nuevos conceptos para las comunicaciones por computadora en una forma a la que dio el nombre de "conmutación de paquetes".
... El diseño de la red ARPA (ArpaNet) se cambió por completo para adoptar esta técnica.; "Un defecto en el diseño". El Washington Post . 30 de mayo de 2015.
Internet nació de una gran idea: los mensajes podían dividirse en trozos, enviarse a través de una red en una serie de transmisiones y luego volverse a ensamblar en las computadoras de destino de manera rápida y eficiente.
Los historiadores atribuyen sus conocimientos fundamentales al científico galés Donald W. Davies y al ingeniero estadounidense Paul Baran.
... La fuerza institucional más importante... fue la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA) del Pentágono... cuando ARPA comenzó a trabajar en una red informática innovadora, la agencia reclutó científicos afiliados a las mejores universidades del país.
Aunque hubo un intercambio técnico considerable entre el grupo NPL y quienes diseñaron e implementaron ARPANET, el esfuerzo de la Red de Datos NPL parece haber tenido poco impacto fundamental en el diseño de ARPANET. Los diseñadores de ARPANET ignoraron en gran medida aspectos importantes del diseño de la red de datos NPL, como la interfaz de red estándar, el algoritmo de enrutamiento y la estructura del software del nodo de conmutación. No hay duda, sin embargo, de que en muchas formas menos fundamentales la Red de Datos de NPL tuvo un efecto en el diseño y la evolución de ARPANET.
En casi todos los aspectos, la propuesta original de Davies, desarrollada a finales de 1965, era similar a las redes reales que se construyen hoy.
Leonard Kleinrock: Donald Davies... hizo un cambio de paquetes de un solo nodo antes de que lo hiciera ARPA.
La primera red de conmutación de paquetes se implementó en los Laboratorios Nacionales de Física del Reino Unido.
Le siguió rápidamente ARPANET en 1969.
la primera aparición impresa del término protocolo en un contexto de comunicaciones de datos... las siguientes tareas de hardware fueron el diseño detallado de la interfaz entre los dispositivos terminales y la computadora de conmutación, y las disposiciones para asegurar la transmisión confiable de paquetes de datos a través de las líneas de alta velocidad
Esta fue la primera red local digital del mundo en utilizar conmutación de paquetes y enlaces de alta velocidad.
Como recuerda Kahn: ... Las contribuciones de Paul Baran ... Si nos fijamos en lo que escribió, hablaba de interruptores que eran productos electrónicos de bajo coste.
La idea de colocar ordenadores potentes en esos lugares no se le había ocurrido del todo como rentable.
Entonces faltaba la idea de los interruptores de computadora.
Toda la noción de protocolos no existía en ese momento.
Y la idea de las comunicaciones de computadora a computadora era en realidad una preocupación secundaria.
Los autores desean agradecer a varios colegas por sus útiles comentarios durante las primeras discusiones sobre protocolos de redes internacionales, especialmente a R. Metcalfe, R. Scantlebury, D. Walden y H. Zimmerman;
D. Davies y L. Pouzin, quienes comentaron constructivamente las cuestiones de fragmentación y contabilidad;
y S. Crocker quien comentó sobre la creación y destrucción de asociaciones.