ARPANET: los primeros pasos de Internet

Prácticamente todo el mundo conoce Internet e incluso los que no tienen acceso a la red tienen una idea aproximada de en qué consiste la red global. ¿Has oído de hablar de Arpanet? Antes de que existiera Internet, esta red de ordenadores ya estaba en funcionamiento. Sin embargo, desapareció en 1990 y desde entonces ha ido cayendo progresivamente en el olvido. No obstante, conocer el funcionamiento y la historia de Arpanet permite comprender mejor cómo funciona Internet hoy en día.

Los años 60 supusieron la entrada triunfal en escena de los ordenadores. Estos dispositivos técnicos no resultaban muy asequibles para los usuarios particulares, aunque las calculadoras se convirtieron en imprescindibles en los sectores de la ciencia y el ejército, y estas se hicieron incluso cada vez más importantes para las pequeñas y medianas empresas. Para permitir un intercambio de información más rápido, muchos tuvieron incluso que conectar las máquinas en red.

Para entenderlo mejor, pensemos que en aquella época los científicos todavía tenían que enviar datos de forma impresa, lo que constituía un proceso engorroso y pesado. Conviene también tener presente el contexto histórico si se aspira a entender la evolución de la red Arpanet: Estados Unidos se encontraba en Guerra Fría con la Unión Soviética.

Estas dos grandes potencias no solo llevaron a cabo una impetuosa carrera armamentística y una desesperada guerra de poderes en Vietnam, sino que en el sector de la ciencia también se hicieron intentos por superarse mutuamente, por ejemplo en el ámbito de la navegación espacial. Si se tiene en cuenta la situación política de la época, no es de extrañar que el ejército o, para ser más precisos, la Advanced Research Projects Agency (ARPA), impulsara la creación de una red informática estadounidense. El entonces presidente Dwight D. Eisenhower fundó la ARPA en 1958 como un departamento del Ministerio de Defensa, reaccionando así a la puesta en marcha del satélite soviético Sputnik. 

Para una mejor coordinación de los proyectos científicos y, asimismo, ponerse a la altura de los avances en la investigación soviética, la tarea de dicho departamento fue la de organizar proyectos de investigación militares de un modo centralizado (en la actualidad sigue activo bajo el nombre de DARPA). Con este objetivo, también se dedicó a conectar los ordenadores de diferentes instituciones universitarias de investigación entre sí. En 1962, el informático y psicólogo J. C. R. Licklider adoptó el cargo de director de ARPA. Este ya tenía una idea concreta para una red y entusiasmó a los pioneros en tecnologías de la información (TI) Robert Taylor e Ivan Sutherland con su visión, tras lo que ambos informáticos realizaron investigaciones en una red descentralizada. El mismo Licklider abandonó tanto ARPA como el proyecto en el año 1964.

Inicialmente, el Ministerio de Defensa no ofreció su apoyo, pero en 1965 la investigación obtuvo algunos éxitos remarcables, pudiéndose finalizar en 1969. Su realización técnica fue encomendada a BNN Technologies, una empresa de TI para la que curiosamente Licklider había trabajado durante mucho tiempo.

El 29 de octubre de 1969, casi tres meses después de que Buzz Aldrin y Neil Armstrong se convirtieran en los primeros hombres en pisar la luna, el programador Charley Kline envió el primer mensaje legible a través de Arpanet, que consistió en la palabra “login”. En este punto, la red recientemente desarrollada contaba con cuatro ordenadores en cuatro localizaciones distintas: la Universidad de California en los Ángeles (UCLA), la Universidad de California en Santa Bárbara (UCSB), el Stanford Research Institute (SRI International) y la Universidad de Utah.

La red fue ampliándose de forma progresiva vinculando así a más universidades y organismos estadounidenses. En 1973, la red consiguió saltar el Atlántico y establecerse en Europa. En 1983 también se utilizó el protocolo de red TCP/IP para Arpanet, lo que hizo que la red antigua se convirtiera en una parte esencial de Internet. En 1990 se puso fin a lo que es Arpanet, que fue sustituida por la ya existente NSFNet desde 1985 (que en 1995 deja de funcionar).

En el desarrollo de la historia de Arpanet entraron en juego diversos avances técnicos e ideas de las ciencias de la información. Algunas de las invenciones fundamentales no procedieron de los científicos responsables de la investigación, sino que, conforme a una cultura global del conocimiento libre, surgieron de la contribución de otros investigadores.

La idea central surgió de la mano de J. C. R. Licklider y esta se manifestó principalmente en su visión de la Intergalactic Computer Network (red informática intergaláctica). El objetivo de Licklider era desarrollar una red que funcionara independientemente de la localización del ordenador y de los sistemas utilizados y, en el mejor de los casos, que no dependiera de los conocimientos de TI de los usuarios. Dentro de dicha red, los participantes (tanto los humanos como las máquinas utilizadas) deberían poder comunicarse entre sí. Para ello fueron y son importantes los nodos, pero sin embargo no existe ninguna entidad central desde la que se distribuyan los datos.

Esto significa que se prescinde de la conexión de extremo a extremo propia de la telefonía que predominaba en aquel momento: las llamadas telefónicas se recibían en una interfaz central y son los telefonistas quienes las transmiten, de modo que se crea una línea directa al receptor.

En las redes descentralizadas se envían paquetes de datos, pero no se colocan todos los datos en un mismo paquete, sino que se distribuyen en varios paquetes: la palabra clave para ello es conmutación de paquetes o packet switching. Cada paquete es autónomo de los otros paquetes que transmiten la información. Esto también significa que los paquetes pueden seguir diferentes caminos, puesto que no se establece ninguna conexión de extremo a extremo y los paquetes se agrupan una vez llegan al receptor. La conmutación de paquetes funciona de un modo diferente a la conmutación de circuitos que se conoce a partir de la red telefónica.

La ventaja del packet switching es que la red se utiliza de forma mucho más eficiente. Los diversos participantes se reparten las líneas y envían sus paquetes a través de ellas con los mismos derechos. Por lo tanto, Arpanet ha sentado las bases de lo que se conoce como la neutralidad de red. Además, el que haya diversas rutas posibles impide el fallo total de la red.

Para que los diferentes ordenadores, a su vez basados en diversos sistemas, pudieran comunicarse entre sí, tuvieron que crearse interfaces que regularan la comunicación entre los participantes. Para este propósito se buscó un software, aunque finalmente se optó por colocar miniordenadores entre los ordenadores y la red. Estos Interface Message Processors (IMP) eran máquinas más pequeñas, en relación con los ordenadores que ocupaban toda una habitación, encargadas de la interoperabilidad de la red.

Construidos por BBN Technologies, las bases de los IMP se erigen sobre miniordenadores de Honeywell, cuya función es comparable hoy en día con la de los routers: a través de ellos los paquetes de datos se envían a los receptores. El IMP del receptor envía para ello una confirmación, pero solo cuando el paquete llega sin errores, si no, el remitente se activa de nuevo automáticamente y vuelve a iniciar la transferencia, que durante los comienzos de la red Arpanet tenía una velocidad de 50 kbits por segundo y se llevaba a cabo a través de líneas telefónicas.

Para que los IMP pudieran comunicarse entre sí, BBN Technologies introdujo un nuevo estándar, el protocolo 1822, denominación derivada del informe 1822 de BBN en el que la empresa describía el protocolo. En este se establecieron las formalidades que tenía que cumplir la comunicación en Arpanet y, dado que solo los miniordenadores intermedios tenían que cumplir estas normas (cada ubicación tenía que realizar la conexión de host a IMP por su cuenta), se garantiza la interoperabilidad a través del protocolo.

El protocolo exigía que los paquetes contuvieran dos áreas: por un lado la información (o parte de la información) que se pretendía transmitir y, por otro, un header (encabezado). En este se deposita una dirección numérica del destinatario (equiparable a la dirección IP) con la que el remitente de IMP puede informar al receptor del IMP acerca de si los paquetes llegan al lugar correcto. Los paquetes tenían un tamaño máximo de 8159 bits, de los que 96 estaban reservados para el encabezado.

El Network Control Program (NCP) también es un protocolo utilizado en la capa intermedia (transport layer) de la comunicación, por lo que es superior al protocolo 1822, introducido en los tres niveles inferiores de la arquitectura de red: physical layer (capa física), data link layer (capa de enlace de datos) y network layer (capa de red). Las tareas del NCP son establecer comunicaciones entre dos hosts, finalizarlas o desviarlas. Para poder establecer la conexión se integró lo conocido como logger en el protocolo, servicio encargado de buscar intentos de inicios de sesión de otros ordenadores host.

El Network Control Program fue sustituido el 1 de enero de 1983 por su sucesor TCP/IP (familia de protocolos de red sobre la que se construye Internet hoy en día). El día del cambio de sistema, que se conoce como flag day, fue largo, ya que no se pueden utilizar los diferentes protocolos uno al lado del otro, de tal modo que no es posible que los hosts que utilizan el NCP se comuniquen con hosts que emplean el modelo TCP/IP. Esto hizo necesario reiniciar la red al completo en la fecha prevista.

Si bien es cierto que el sistema operativo Unix no está directamente vinculado con Arpanet, también lo es que el desarrollo de ambas tecnologías transcurrió de forma paralela. Así, tanto Unix como el lenguaje de programación C en el que se basa el sistema operativo influyeron en el desarrollo de la red Arpanet. El software ya pudo utilizarse entonces en muchas plataformas diferentes, por lo que Unix se convirtió, por así decirlo, en un estándar en la recién creada red y la homogeneidad resultante facilitó la introducción de aplicaciones y protocolos obligatorios.

Retrospectivamente, muchos consideran que el principal beneficio de la red Arpanet es que le ha facilitado el camino a Internet. Ya en las primeras décadas posteriores a su desarrollo, Arpanet fue de gran utilidad para las universidades asociadas, pues gracias a ella fue posible ejecutar programas en ordenadores remotos. El servicio correspondiente era y es conocido como “Remote job entry” o NETRJS. Para comprender su significado plenamente es necesario ser consciente de que la potencia de procesamiento de la mayoría de los ordenadores de entonces no se acercaba a lo que hoy es habitual. Dado que los científicos solo podían valerse de los recursos de ordenadores conectados, esto posibilitó un trabajo mucho más eficiente.

Otras dos aplicaciones que caracterizan a la red global hasta hoy ya se introdujeron a principios de la existencia de Arpanet, es decir, las conexiones FTP y los correos electrónicos, servicios implementados en 1972. El protocolo de transferencia de archivos permitía intercambiar archivos entre dos hosts pero, por el contrario, el correo electrónico es un servicio común para todos los usuarios de Internet. Por aquel entonces ya se habían desarrollado los programas READMAIL (read mail) y SNDMG (send message), que permitían a los usuarios de Arpanet enviar y recibir mensajes electrónicos. El programador de ambos fue Ray Tomlinson, que trabajó en BBN Technologies y a quien también se debe la utilización de la @ para separar el nombre del usuario del nombre del servidor. 

Otro de los servicios que forman parte de Internet, pero que ha perdido bastante importancia, es Telnet. El protocolo cliente-servidor permite acceder a otro ordenador mediante una conexión remota. Mediante el panel de entrada, los usuarios pueden ejecutar comandos en otros ordenadores para, por ejemplo, buscar bases de datos o iniciar programas. No obstante, actualmente apenas se utiliza. Aunque Telnet ofrece algunas ventajas (por ejemplo, es compatible con cualquier plataforma), también plantea una desventaja notable, y es que debido a que el intercambio de datos se realiza sin cifrar, los accesos son puertas de enlace para ciberdelincuentes. En lugar de Telnet, hoy en día se utiliza generalmente el protocolo SSH (Secure Shell).

Casi nadie puede negar que Internet, tal como lo conocemos hoy en día, se convirtió en algo esencial gracias a Arpanet, pero ¿qué significa esto? Después de todo, Arpanet no era Internet con otro nombre. Algunas de las innovaciones desarrolladas por la ARPA y por BBN Technologies en los años 60 y 70 siguen utilizándose en la actualidad, como son el correo electrónico y el File Transfer Protocol. Principalmente fue el concepto de una red descentralizada y móvil lo que impulsó la creación de Internet.

Otros logros cambiaron tanto que es difícil conocer sus orígenes hoy en día. El hecho de que hoy nuestros pequeños routers se encarguen de lo que en su día hacían IMP del tamaño de un frigorífico es difícil de imaginar para muchos. También fue decisivo el desarrollo de TCP/IP, una técnica promovida por los informáticos de ARPA. La tecnología de redes Ethernet también surgió en el entorno de Arpanet y hoy sigue siendo un estándar para la conexión de ordenadores. 

Lo que todavía no existía en ese momento y que probablemente sea una de las diferencias más importantes entre Arpanet e Internet es la World Wide Web. El sistema de hipertextos fue desarrollado por Berners-Lee en 1989, poco antes de que desapareciera Arpanet. Sin embargo, no se podía acceder a los datos disponibles en una red de servidores operativa a todas horas, sino que tenían que solicitarse los hosts de manera individual y los primeros navegadores web todavía estaban muy lejos en 1969.