La red NPL , o red de comunicaciones de datos NPL , era una red informática de área local operada por un equipo del Laboratorio Nacional de Física (NPL) en Londres que fue pionero en el concepto de conmutación de paquetes .
Basándose en diseños concebidos por primera vez por Donald Davies en 1965, el trabajo de desarrollo comenzó en 1966. La construcción comenzó en 1968 y los elementos de la primera versión de la red, la Mark I, entraron en funcionamiento a principios de 1969 y luego estuvieron plenamente operativos en enero de 1970. La versión Mark II funcionó desde 1973 hasta 1986. La red NPL fue la primera red informática en implementar conmutación de paquetes y NPL fue la primera en utilizar enlaces de alta velocidad. Su diseño original, junto con las innovaciones implementadas en la red ARPANET y la red CYCLADES , sentaron las bases técnicas de la Internet moderna .
En 1965, Donald Davies , quien más tarde fue designado jefe de la División de Ciencias de la Computación de la NPL, propuso una red nacional de datos comercial en el Reino Unido basada en conmutación de paquetes en Propuesta para el desarrollo de un servicio nacional de comunicaciones para el procesamiento de datos en línea . [1] [2] Al año siguiente, refinó sus ideas en Propuesta para el desarrollo de un servicio nacional de comunicaciones para el procesamiento de datos en línea . [3] [4] El diseño fue el primero en describir el concepto de una "computadora de interfaz", hoy conocida como enrutador . [5]
En el Simposio sobre Principios de Sistemas Operativos de 1967, Roger Scantlebury presentó una versión escrita de la propuesta titulada Red de comunicaciones digitales para ordenadores que den respuesta rápida en terminales remotas. El diseño implicaba transmitir señales ( paquetes ) a través de una red con una estructura jerárquica. Se propuso que se construyeran "redes locales" con ordenadores de interfaz que tuvieran la responsabilidad de multiplexar entre varios sistemas de usuario ( ordenadores de tiempo compartido y otros usuarios ) y de comunicarse con una "red de alto nivel". Esta última 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 ). [6] [7] [8] [9] En el informe de Scantlebury posterior a la conferencia, señaló: "Parece que las ideas del documento de NPL en este momento son más avanzadas que cualquiera de las propuestas en los EE. UU." [10] [11] [12]
El primer fundamento teórico de la conmutación de paquetes fue el trabajo de Paul Baran , en RAND , 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. [13] [14] [15] Davies llegó de forma independiente al mismo modelo en 1965 y lo llamó conmutación de paquetes . [16] Eligió el término "paquete" después de consultar con un lingüista de NPL porque era capaz de traducirse a otros idiomas además del inglés sin compromiso. [17] En julio de 1968, NPL realizó una demostración de redes reales y simuladas en un evento organizado por el Real Time Club en el Royal Festival Hall de Londres. [18] Davies dio la primera presentación pública de conmutación de paquetes el 5 de agosto de 1968 en el Congreso IFIP en Edimburgo. [19]
Las ideas originales de Davies influyeron en otras investigaciones en todo el mundo. [7] [20] [21] Larry Roberts incorporó estos conceptos al diseño de ARPANET . [22] [23] [24] La red NPL propuso inicialmente una velocidad de línea de 768 kbit/s . [25] 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. [26] [27] El proyecto CYCLADES de Louis Pouzin en Francia también estuvo influenciado por el trabajo de Davies. [28] Estas redes sentaron las bases técnicas de la Internet moderna .
A finales de 1966, [29] Davies encargó a Derek Barber, su adjunto, que estableciera un equipo para construir una red de área local que satisficiera las necesidades de NPL y demostrara la viabilidad de la conmutación de paquetes. El equipo estaba formado por: [18] [29] [30] [31] [32] [33]
El equipo trabajó durante 1967 para producir conceptos de diseño para una red de área amplia y una red de área local para demostrar la tecnología. La construcción de la red de área local comenzó en 1968 utilizando un nodo Honeywell 516. [34] [35] El equipo de NPL colaboró con Honeywell en la adaptación del controlador de entrada/salida DDP516 , [29] y, al año siguiente, ARPANET eligió la misma computadora para que sirviera como procesador de mensajes de interfaz (IMP). [36]
Los elementos de la primera versión de la red, Mark I NPL Network, comenzaron a funcionar a principios de 1969 (antes de que ARPANET instalara su primer nodo). [7] [37] [38] [39] La red estuvo completamente operativa en enero de 1970. [7] La red de área local NPL seguida por la red de área amplia ARPANET en los Estados Unidos fueron las dos primeras redes de computadoras que implementaron la conmutación de paquetes. [40] [41] La red utilizó enlaces de alta velocidad, la primera red de computadoras en hacerlo. [42] [30] [43]
La red NPL se interconectó posteriormente con otras redes, incluido el Servicio Experimental de Conmutación de Paquetes Postales (EPSS) y la Red Informática Europea (EIN) en 1976. [7]
En 1976 se conectaron 12 computadoras y 75 dispositivos terminales [44] y se agregaron más. La red permaneció en funcionamiento hasta 1986. [34]
El primer uso del término protocolo en un contexto moderno de conmutación de datos aparece en un memorando titulado A Protocol for Use in the NPL Data Communications Network escrito por Roger Scantlebury y Keith Bartlett en abril de 1967. [30] [45] [46] [47] Una publicación posterior de Bartlett en 1968 introdujo el concepto de un protocolo de bits alternos (utilizado posteriormente por ARPANET y EIN) [48] [49] y describió la necesidad de tres niveles de transmisión de datos, [50] que corresponden aproximadamente a los niveles inferiores del modelo OSI de siete capas que surgió una década después.
La versión Mark II, que funcionó a partir de 1973, utilizó una arquitectura de protocolo "en capas". [7] [51]
El equipo NPL también introdujo la idea de la verificación de protocolos . [30] La verificación de protocolos se analizó en la edición especial de noviembre de 1978 de las Actas del IEEE sobre conmutación de paquetes. [52]
El equipo de NPL también realizó trabajos de simulación sobre el rendimiento de redes de paquetes de área amplia, estudiando datagramas y congestión de la red . Este trabajo se llevó a cabo para investigar redes de un tamaño capaz de proporcionar instalaciones de comunicaciones de datos a la mayor parte del Reino Unido [7] [28] [53] [54] [55]
Davies propuso un método adaptativo de control de la congestión que llamó isarítmico . [29] [56] [57] [58] [59]
La red NPL fue un banco de pruebas para la investigación de interconexión de redes a lo largo de la década de 1970. Davies, Scantlebury y Barber fueron miembros activos del Grupo de Trabajo de Redes Internacionales (INWG) formado en 1972. [60] [61] [62] 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 hasta convertirse en el conjunto de protocolos de Internet utilizado en la Internet moderna . [63]
Barber fue nombrado director del proyecto europeo COST 11 y desempeñó un papel destacado en la Red Informática Europea (EIN). [64] Scantlebury dirigió la contribución técnica del Reino Unido, reportando directamente a Donald Davies. [30] [60] [65] [66] El protocolo EIN ayudó a lanzar los protocolos INWG y X.25 . [49] [67] [68] INWG propuso un protocolo internacional de extremo a extremo en 1975/6, [69] aunque no fue ampliamente adoptado. [70] [71] Barber se convirtió en el presidente de INWG en 1976. [60] Propuso e implementó un protocolo de correo para EIN. [72]
El NPL investigó el "dilema básico" que implica la interconexión de redes; es decir, un protocolo host común requeriría la reestructuración de las redes existentes si no estuvieran diseñadas para utilizar el mismo protocolo. El NPL se conectó con la Red Informática Europea mediante la traducción entre dos protocolos host diferentes, mientras que la conexión del NPL con el Servicio Experimental de Conmutación de Paquetes de la Oficina Postal utilizó un protocolo host común en ambas redes. Este trabajo confirmó que establecer un protocolo host común sería más confiable y eficiente. [73]
Davies y Barber publicaron Communication networks for computers en 1973 y Computer networks and their protocols en 1979. [74] [75] [76] Hablaron en el Data Communications Symposium en 1975 sobre la "batalla por los estándares de acceso" entre datagramas y circuitos virtuales , y Barber dijo que la "falta de interfaces de acceso estándar para las redes de comunicación públicas emergentes con conmutación de paquetes está creando 'una especie de monstruo' para los usuarios". [77] Durante un largo período de tiempo, la comunidad de ingeniería de redes estuvo polarizada sobre la implementación de conjuntos de protocolos en competencia, comúnmente conocidos como las Guerras de Protocolos . No estaba claro qué tipo de protocolo daría como resultado las mejores y más robustas redes de computadoras. [78]
Derek Barber propuso un protocolo de correo electrónico en 1979 en INWG 192 y lo implementó en el EIN. [79] Jon Postel hizo referencia a esto en su primer trabajo sobre el correo electrónico en Internet, publicado en la serie Internet Experiment Note . [80]
Las investigaciones posteriores de Davies en NPL se centraron en la seguridad de los datos para redes informáticas. [81]
Los conceptos de conmutación de paquetes, enrutadores de alta velocidad, protocolos de comunicación en capas, redes informáticas jerárquicas y la esencia del principio de extremo a extremo que se investigaron y desarrollaron en la NPL se volvieron fundamentales para la comunicación de datos en las redes informáticas modernas, incluida Internet . [82] [83] [84] [85] [86]
Más allá de NPL y los diseños de Paul Baran en RAND, DARPA fue la fuerza institucional más importante, creando ARPANET, la primera red de conmutación de paquetes de área amplia, con la que se compararon o replicaron muchos otros diseños de red de la época. [87] El enrutamiento, el control de flujo, el diseño de software y el control de red de ARPANET fueron desarrollados independientemente por el equipo IMP que trabajaba para Bolt Beranek & Newman . [88] [89] La red CYCLADES diseñada por Louis Pouzin en el IRIA en Francia se basó en el trabajo de Donald Davies y fue pionera en importantes mejoras en el diseño de ARPANET. [90] [91]
Además, en opinión de algunos, la investigación y el desarrollo de la interconexión de redes [92], y de TCP/IP en particular (que fue patrocinado por DARPA), marcan los verdaderos comienzos de Internet. [36] [93] [94] La adopción de TCP/IP y la gobernanza temprana de Internet también fueron fomentadas por DARPA.
La NPL patrocina una galería, inaugurada en 2009, sobre la "Tecnología de Internet" en el Museo Nacional de Computación en Bletchley Park . [33]
En su primer borrador, fechado el 10 de noviembre de 1965 [5], Davies pronosticó la "aplicación revolucionaria" de su nuevo servicio de comunicación: "El mayor tráfico sólo podría producirse si el público utilizara este medio para fines cotidianos, como ir de compras... Las personas que envíen consultas y hagan pedidos de bienes de todo tipo constituirán una gran parte del tráfico... El uso comercial del teléfono puede verse reducido por el crecimiento del tipo de servicio que contemplamos".
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 quiere 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 del artículo de 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 idea seria de cómo hacer que el sistema funcionara. Y fue necesario que un grupo inglés se lo dijera.
Roger convenció a Larry de que lo que estaba diciendo era totalmente erróneo y que la forma en que NPL proponía hacerlo era la correcta. Tengo algunas notas que dicen que al principio Larry era escéptico, pero varios de los otros que estaban allí se pusieron del lado de Roger y, finalmente, Larry se sintió abrumado por las cifras.
Había habido un artículo escrito por [Paul Baran] de la Rand Corporation que, en cierto sentido, prefiguró la conmutación de paquetes en cierto modo para las redes de voz y de voz.
[Scantlebury dijo] Claramente, Donald y Paul Baran habían llegado de forma independiente a una idea similar, aunque con diferentes propósitos. Paul para una red de voz/télex que pudiera sobrevivir, nosotros para una red informática de alta velocidad.
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)En casi todos los aspectos, la propuesta original de Davies, desarrollada a fines de 1965, era similar a las redes reales que se construyen hoy.
El artículo de Gatlinburg de 1967 influyó en el desarrollo de ARPAnet, que de otro modo podría haberse construido con una tecnología menos extensible. ... Davies fue invitado a Japón para dar una conferencia sobre conmutación de paquetes.
En 1965, Davies fue pionero en nuevos conceptos para las comunicaciones por ordenador en una forma a la que dio el nombre de "conmutación de paquetes". ... El diseño de la red ARPA (ArpaNet) se modificó por completo para adoptar esta técnica.; "Un fallo en el diseño". The Washington Post . 30 de mayo de 2015.
Internet nació de una gran idea: los mensajes podían cortarse en trozos, enviarse a través de una red en una serie de transmisiones y luego volver a ensamblarse en las computadoras de destino de manera rápida y eficiente. Los historiadores atribuyen ideas seminales 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 a científicos afiliados a las mejores universidades del país.
hubo un considerable intercambio técnico 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 tan importantes del diseño de la Red de Datos NPL como la interfaz de red estándar, el algoritmo de enrutamiento y la estructura de software del nodo de conmutación. Sin embargo, no hay duda de que, en muchos aspectos menos fundamentales, la Red de Datos NPL tuvo un efecto en el diseño y la evolución de ARPANET.
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
El sistema se puso en marcha por primera vez a principios de 1969.
Leonard Kleinrock: Donald Davies... hizo un conmutador 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. Fue seguida rápidamente por ARPANET en 1969.
La red NPL funcionaba a velocidades de varios megabits a finales de los años 1960, más rápida que cualquier red de la época.
Esta fue la primera red local digital del mundo en utilizar conmutación de paquetes y enlaces de alta velocidad.
Paul Baran ... se centró en los procedimientos de enrutamiento y en la capacidad de supervivencia de los sistemas de comunicación distribuidos en un entorno hostil, pero no se concentró en la necesidad de compartir recursos en su forma tal como la entendemos ahora; de hecho, el concepto de conmutador de software no estaba presente en su trabajo.
Como recuerda Kahn: ... las contribuciones de Paul Baran ... Si nos fijamos en lo que escribió, estaba hablando de conmutadores que eran productos electrónicos de bajo coste. La idea de poner ordenadores potentes en estos lugares no se le había ocurrido como algo rentable. Así que la idea de los conmutadores informáticos faltaba. La noción completa de protocolos no existía en ese momento. Y la idea de las comunicaciones de ordenador a ordenador era realmente una preocupación secundaria.
Los estudios de viabilidad continuaron con un intento de aplicar la teoría de colas para estudiar el rendimiento general de la red. Esto resultó ser intratable, por lo que rápidamente recurrimos a la simulación.
Roger Scantlebury fue uno de los principales protagonistas. Y Donald Davies, que dirigía, al menos era superintendente de la división de sistemas de información o algo así. En ese momento, tuve mucha interacción con NPL. De hecho, vinieron al ICCC 72 y habían estado asistiendo a reuniones anteriores de lo que ahora se llama Datacomm. Su primera encarnación fue un título largo que tenía que ver con el análisis y la optimización de las redes de comunicación informática, o algo así. Esto comenzó a fines de 1969, creo, fue cuando se realizó la primera reunión en Pine Hill, Georgia. No fui a esa, pero fui a la siguiente que fue en Stanford, creo. Ahí fue donde conocí a Scantlebury, creo, por primera vez. Luego tuve mucha más interacción con él. Vendría al Reino Unido con bastante regularidad, en parte por razones de IFIP o INWG.
Los autores desean agradecer a varios colegas por sus útiles comentarios durante las primeras discusiones sobre los protocolos de redes internacionales, especialmente a R. Metcalfe, R. Scantlebury, D. Walden y H. Zimmerman; D. Davies y L. Pouzin, quienes comentaron de manera constructiva sobre los problemas de fragmentación y contabilidad; y S. Crocker, quien comentó sobre la creación y destrucción de asociaciones.
de la PTT francesa, que dio lugar a X25. Había un problema con las llamadas virtuales en EIN, así que convoqué esta reunión y, al final, eso dio lugar a X25.
y el diseño de redes de comunicación informática... fueron una piedra angular del desarrollo que condujo a Internet.
¿Significa eso que Gran Bretaña inventó Internet? "Sí y no", dijo Scantlebury. "Sin duda, la tecnología subyacente de Internet, que es la conmutación de paquetes, la inventamos nosotros".
Internet nació de una gran idea: los mensajes podían cortarse en trozos, enviarse a través de una red en una serie de transmisiones y luego volver a ensamblarse por las computadoras de destino de manera rápida y eficiente. Los historiadores atribuyen ideas seminales 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 a científicos afiliados a las mejores universidades del país.
Un equipo de BBN formado por Frank Heart, Robert Kahn, Severo Omstein, William Crowther y David Walden desarrolló aspectos significativos del funcionamiento interno de la red, como el enrutamiento, el control de flujo, el diseño de software y el control de red.
hubo un considerable intercambio técnico 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 tan importantes del diseño de la Red de Datos NPL como la interfaz de red estándar, el algoritmo de enrutamiento y la estructura de software del nodo de conmutación. Sin embargo, no hay duda de que, en muchos aspectos menos fundamentales, la Red de Datos NPL tuvo un efecto en el diseño y la evolución de ARPANET.
investigadores de Francia, el Reino Unido y los EE. UU. comenzaron a desarrollar formas de conectar redes entre sí, un proceso conocido como interconexión de redes.
Aunque el University College de Londres ayudó posteriormente a probar los protocolos de red que dieron origen a lo que hoy conocemos como Internet, gran parte del trabajo original sobre ellos se había llevado a cabo en Stanford. "Si bien Donald Davies y su equipo en el Laboratorio Nacional de Física pueden reivindicar haber desarrollado la conmutación de paquetes que permitió la infraestructura tecnológica de Internet, Vint Cerf y varios estadounidenses fueron las fuerzas impulsoras detrás de Arpanet que se convirtió en Internet", comentó el profesor Martin Campbell-Kelly, fideicomisario del Museo Nacional de Informática.
Por lo tanto, el esfuerzo por desarrollar los protocolos de Internet fue internacional desde el principio.