Procesador de mensajes de interfaz

El Procesador de Mensajes de Interfaz ( IMP ) fue el nodo de conmutación de paquetes utilizado para interconectar las redes participantes a ARPANET desde finales de la década de 1960 hasta 1989. Fue la primera generación de pasarelas , que hoy se conocen como enrutadores . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} Un IMP era una minicomputadora Honeywell DDP-516 reforzada con interfaces y software de propósito especial. ^{[ 4 ]} En años posteriores, los IMP se fabricaron a partir del Honeywell 316 no reforzado, que podía manejar dos tercios del tráfico de comunicación a aproximadamente la mitad del costo. ^{[ 5 ]} Un IMP requiere la conexión a una computadora host a través de una interfaz serial de bits especial , definida en el Informe BBN 1822. El software del IMP y el protocolo de comunicaciones de red ARPA que se ejecutaba en los IMP se discutieron en RFC 1 , ^{[ 6 ]} el primero de una serie de documentos de estandarización publicados por lo que más tarde se convertiría en el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF). 

El concepto de una computadora de interfaz para redes informáticas fue propuesto por primera vez en 1966 por Donald Davies para la red NPL en Inglaterra y se implementó allí en 1968-9. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

La misma idea se desarrolló de forma independiente a principios de 1967 en una reunión de investigadores principales de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA) del Departamento de Defensa para discutir la interconexión de máquinas en todo el país. Larry Roberts , quien dirigió la implementación de ARPANET, propuso inicialmente una red de computadoras anfitrionas . Wes Clark sugirió insertar "una pequeña computadora entre cada computadora anfitriona y la red de líneas de transmisión" ^{[ 11 ]} , es decir, hacer del IMP una computadora separada.

Los IMP fueron construidos por la empresa Bolt Beranek and Newman (BBN) , con sede en Massachusetts, en 1969. BBN recibió un contrato para construir cuatro IMP; el primero debía llegar a UCLA antes del Día del Trabajo, y los tres restantes se entregarían con intervalos de un mes, completando así toda la red en un total de doce meses. Cuando el senador de Massachusetts, Edward Kennedy, se enteró del logro de BBN al firmar este acuerdo millonario, envió un telegrama felicitando a la empresa por haber sido contratada para construir el "Procesador de Mensajes Interreligiosos". ^{[ 11 ]}

El equipo que trabajaba en el IMP se hacía llamar los "chicos del IMP": ^{[ 11 ]}

• Jefe de equipo: Frank Heart ^{[ 12 ]}
• Software: Willy Crowther , David Walden , Bernie Cosell y Paul Wexelblat
• Hardware: Severo Ornstein , Ben Barker
• Teoría y colaboración con los anteriores en el diseño general del sistema: Bob Kahn
• Otros: Hawley Rising
• Posteriormente se unieron al equipo de IMP: Marty Thrope (hardware), Jim Geisman, Truett Thach (instalación), Bill Bertell (Honeywell).

BBN comenzó a programar en febrero de 1969 en computadoras Honeywell DDP-516 modificadas. El código final constaba de seis mil palabras y estaba escrito en lenguaje ensamblador Honeywell 516. El software IMP se desarrolló principalmente en una PDP-1 , donde se escribía y editaba el código IMP, para luego ejecutarlo en la computadora Honeywell.

Hubo un considerable intercambio técnico con el equipo británico que construyó la red NPL y Paul Baran en RAND , pero el equipo de BBN desarrolló de forma independiente aspectos importantes del funcionamiento interno de la red, como el enrutamiento, el control de flujo, el diseño de software y el control de la red. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

BBN diseñó el IMP simplemente como un "mensajero" que solo "almacenaría y reenviaría". ^{[ 11 ]} BBN diseñó únicamente la especificación host-IMP, dejando que los sitios host construyeran interfaces host-host individuales. El IMP tenía un mecanismo de control de errores que descartaba los paquetes con errores sin confirmar su recepción; el IMP de origen, al no recibir una confirmación de recepción, reenviaba posteriormente un paquete duplicado. Con base en los requisitos de la solicitud de propuestas de ARPA, el IMP utilizaba una suma de verificación de 24 bits para la corrección de errores. BBN optó por que el hardware del IMP calculara la suma de verificación, ya que era una opción más rápida que utilizar un cálculo por software. Inicialmente, el IMP se concibió para conectarse a una computadora host por sitio, pero ante la insistencia de los investigadores y estudiantes de los sitios host, cada IMP se diseñó finalmente para conectarse a múltiples computadoras host.

El primer IMP fue entregado al grupo de Leonard Kleinrock en UCLA el 30 de agosto de 1969. Utilizaba una computadora host SDS Sigma 7. El grupo de Douglas Engelbart en el Instituto de Investigación de Stanford (SRI) recibió el segundo IMP el 1 de octubre de 1969. Estaba conectado a un host SDS 940. El tercer IMP se instaló en la Universidad de California, Santa Bárbara, el 1 de noviembre de 1969. El cuarto IMP se instaló en la Universidad de Utah en diciembre de 1969. La primera prueba de comunicación entre dos sistemas (UCLA y SRI) tuvo lugar el 29 de octubre de 1969, cuando se intentó iniciar sesión en la máquina SRI, pero solo se pudieron transmitir las dos primeras letras. La máquina SRI falló al recibir el carácter 'g'. ^{[ 20 ]} Unos minutos después, se corrigió el error y el intento de inicio de sesión se completó con éxito.

BBN desarrolló un programa para probar el rendimiento de los circuitos de comunicación. Según un informe presentado por Heart, una prueba preliminar a finales de 1969, basada en un período de actividad de 27 horas en la línea UCSB-SRI, encontró "aproximadamente un paquete erróneo por cada 20.000"; las pruebas posteriores "descubrieron una variación del 100% en esta cifra, aparentemente debido a muchos períodos de tiempo inusualmente largos (del orden de horas) sin errores detectados". ^{[ 21 ]}

Existía una variante del IMP, llamada TIP (Terminal IMP), que conectaba terminales (es decir, teletipos ) y ordenadores a la red; estaba basada en el Honeywell 316, una versión posterior del 516. Más tarde, algunos IMP basados ​​en Honeywell fueron reemplazados por IMP BBN Pluribus multiprocesador , pero finalmente BBN desarrolló un clon microprogramado de la máquina Honeywell.

Los IMP fueron fundamentales para ARPANET hasta que DARPA la desmanteló en 1989. La mayoría de los IMP fueron desmantelados, desechados o transferidos a MILNET . Algunos se convirtieron en piezas de museos; Kleinrock exhibió el IMP número uno al público en UCLA. ^{[ 11 ]} El último IMP en ARPANET fue el de la Universidad de Maryland.

El informe BBN 1822 especifica el método para conectar una computadora host a un IMP. Esta conexión y protocolo se conocen generalmente como 1822 , el número del informe. La especificación fue escrita por Bob Kahn . ^{[ 11 ] : 116, 149}

Para transmitir datos, el host construye un mensaje que contiene la dirección numérica de otro host en la red (similar a una dirección IP en Internet ) y un campo de datos, y transmite el mensaje a través de la interfaz 1822 al IMP. El IMP enruta el mensaje al host de destino utilizando protocolos que posteriormente fueron adoptados por los enrutadores de Internet. Los mensajes podían almacenar una longitud total de 8159 bits, de los cuales los primeros 96 estaban reservados para la cabecera ("líder"). ^{[ 22 ]}

Si bien se asume que los paquetes transmitidos a través de Internet no son confiables, los mensajes 1822 tenían garantizada su transmisión confiable al destino indicado. Si el mensaje no se podía entregar, el IMP enviaba al host de origen un mensaje indicando que la entrega había fallado. Sin embargo, en la práctica, existían (raras) situaciones en las que el host podía pasar por alto la notificación de la pérdida de un mensaje, o en las que el IMP podía reportar un mensaje como perdido cuando, de hecho, se había recibido.

La especificación incorporó un protocolo de bits alternos , ^{[ 23 ]} del tipo propuesto por el equipo de Donald Davies para la red NPL en 1968. ^{[ 24 ]}

Las versiones posteriores del protocolo 1822, como la 1822L, se describen en el RFC 802 y sus sucesores. 

• Walden, David; IMP Software Guys (abril-junio de 2014). "El programa Arpanet IMP: retrospectiva y resurrección". IEEE Annals of the History of Computing . 36 (2): 28–39 . Bibcode : 2014IAHC...13b..28D . doi : 10.1109/MAHC.2014.30 . S2CID 16932766 . 
• Frank Heart; Robert Kahn; Severo Ornstein; William Crowther; David Walden (1970). "El procesador de mensajes de interfaz para la red informática ARPA" (PDF) . Actas de la Conferencia Conjunta de Informática de Primavera de 1970. Vol.  36. AFIPS. págs. 551–567 . 
• Especificaciones para la interconexión de un host y un IMP (PDF) (Informe). Bolt, Beranek y Newman, Inc. Enero de 1976. Informe BBN 1822.
• Hubert Zimmermann (abril de 1980). «Modelo de referencia OSI: el modelo ISO de arquitectura para la interconexión de sistemas abiertos» (PDF) . IEEE Transactions on Communications . 28 (4): 425–432 . Bibcode : 1980ITCom..28..425Z . doi : 10.1109/TCOM.1980.1094702 . S2CID 16013989. Archivado del original (PDF) el 9 de marzo de 2005. 

• Historia técnica de ARPANET con fotos de IMP
• Historia de IMP con foto de los desarrolladores
• Recuerdos de Dave Walden sobre el IMP y ARPANET
• Entrevista de historia oral con Severo Ornstein , del Instituto Charles Babbage de la Universidad de Minnesota. Ornstein fue el principal diseñador de hardware del IMP.
• Internet STD 39, también conocido como Informe BBN 1822 , "Especificación para la interconexión de un host y un IMP".