[1974] Ethernet

Ethernet es un estándar de redes de área local para computadoras (LAN) que utiliza el algoritmo de Acceso Múltiple con Escucha de Portadora y Detección de Colisiones (CSMA/CD). Su nombre procede del concepto físico de éter (ether, en inglés). Ethernet define las características de cableado y señalización, de nivel físico, y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI). Ethernet se tomó como base para la redacción del estándar internacional IEEE 802.3, siendo usualmente tomados como sinónimos. Ambos estándares se diferencian en uno de los campos de la trama de datos, aunque las tramas de Ethernet e IEEE 802.3 pueden coexistir en la misma zona.

En 1970, mientras Norman Abramson montaba la gran red ALOHAnet en Hawái, un estudiante recién graduado del MIT llamado Robert Metcalfe se encontraba realizando sus estudios de doctorado en la Universidad de Harvard trabajando para ARPANET, que era el tema de investigación candente en aquellos días. En un viaje a Washington, Metcalfe estuvo en casa de Steve Crocker, el inventor de los RFC de Internet. Crocker dejó dormir a Metcalfe en el sillón de su casa, y para poder conciliar el sueño Metcalfe empezó a leer una revista científica donde encontró un artículo de Norman Abramson acerca de la red ALOHA. Metcalfe pensó cómo se podía mejorar el protocolo utilizado por Abramson, y escribió un artículo describiendo un nuevo protocolo que mejoraba sustancialmente el rendimiento de ALOHA. Ese artículo se convertiría en su tesis doctoral, que presentó en 1973. La idea básica era muy simple: las estaciones de trabajo, antes de transmitir, deberían detectar si el canal ya estaba en uso (es decir si ya había «portadora»), en cuyo caso esperarían a que la estación activa terminara. Además, cada estación, mientras transmitiera, estaría continuamente vigilando el medio físico por si se producía alguna colisión, en cuyo caso se pararía y retransmitiría más tarde. Este protocolo MAC recibiría más tarde la denominación Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Detección de Colisiones, o CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection).

En 1972 Metcalfe se mudó a California para trabajar en el Centro de Investigación de Xerox en Palo Alto, California, llamado Xerox PARC (Palo Alto Research Center). Allí se estaba diseñando lo que se consideraba la «oficina del futuro» y Metcalfe encontró un ambiente perfecto para desarrollar sus inquietudes. En el PARC se estaban probando las Xerox Alto, que ya disponían de interfaz gráfica de usuario y mouse, y fueron consideradas las primeras computadoras personales. También se estaban fabricando las primeras impresoras láser. El asunto es que se quería conectar las computadoras entre sí para compartir archivos e impresoras. La comunicación tenía que ser de muy alta velocidad, del orden de los megabits por segundo, ya que la cantidad de información a enviar a las impresoras era enorme (tenían una resolución y velocidad comparables a una impresora láser actual). Estas ideas, que hoy parecen obvias, eran completamente revolucionarias en ese entonces.

Fue así que Metcalfe, con apenas 27 años, se convirtió en el especialista en comunicaciones del equipo, y se le encomendó la tarea de diseñar y construir una red que uniera todo aquello. Para eso, contaba con la ayuda de un estudiante de doctorado de Stanford llamado David Boggs. Las primeras experiencias de la red, que denominaron «Alto Aloha Network», las llevaron a cabo en 1972. Con el tiempo fueron mejorando gradualmente el prototipo, hasta que el 22 de mayo de 1973 Metcalfe escribió un memorándum interno en el que informaba de la nueva red. Para evitar que se pensara que solamente servía para conectar computadoras Xerox Alto cambió el nombre de la red por el de Ethernet, que hacía referencia a la teoría de la física (hoy ya abandonada) según la cual las ondas electromagnéticas viajaban por un fluido denominado éter que se suponía llenaba todo el espacio (para Metcalfe el «éter» era el cable coaxial por el que iba la señal). Las dos computadoras Xerox Alto utilizadas para las primeras pruebas de Ethernet fueron rebautizadas con los nombres de Michelson y Morley, en alusión a los dos físicos que demostraron en 1887 la inexistencia del éter mediante el famoso experimento de Michelson y Morley.

La red de 1973 ya tenía todas las características esenciales de la Ethernet actual. Empleaba CSMA/CD para minimizar la probabilidad de colisión, y en caso de que ésta se produjera se ponía en marcha un mecanismo denominado retroceso exponencial binario para reducir gradualmente la «agresividad» del emisor, con lo que se adaptaba a situaciones de muy diverso nivel de tráfico. Tenía topología de bus y funcionaba a 2,94 Mb/s sobre un segmento de cable coaxial de 1,6 km de longitud. Las direcciones eran de 8 bits y el CRC de las tramas de 16 bits. El protocolo utilizado al nivel de red era el PUP (Parc Universal Packet) que luego evolucionaría hasta convertirse en el que luego fue XNS (Xerox Network System), a su vez el antecesor de IPX (la red Netware de Novell).

En 1975 Metcalfe y Boggs describieron Ethernet en un artículo que enviaron a ACM (Association for Computing Machinery), publicado en 1976. En él ya describían el uso de repetidores para aumentar el alcance de la red. En 1977 Metcalfe, Boggs y otros dos ingenieros de Xerox recibieron una patente por la tecnología básica de Ethernet, y en 1978 Metcalfe y Boggs recibieron otra por el repetidor. En esa época todo el sistema Ethernet era propiedad de Xerox.

Otro hecho destacable es que David Boggs construyó en 1975, durante su estancia en el Xerox PARC, el primer router de la historia y el primer Sistema de Nombres de Dominio o DNS (Domain Name System), un sistema de nomenclatura jerárquico descentralizado para dispositivos conectados a redes.

Como hemos visto en el post anterior sobre la Xerox Alto, y en este mismo dedicado a Ethernet, en el laboratorio del Xerox PARC, en plena década de los 70’s, trabajaron las mentes brillantes que crearon prácticamente toda la tecnología informática que disfrutamos hoy en día. Los avances técnicos que hicieron, increíbles para la época, se consolidaron en los 80’s y 90’s con la llegada de las home computers a los hogares y la expansión de las computadoras personales basadas en el estándar de IBM.