Donald Davies

Desde 1947, Davies trabajó en el Laboratorio Nacional de Física (NPL) en Teddington , a las afueras de Londres, donde Alan Turing diseñaba la computadora Automatic Computing Engine (ACE). ^{[ 5 ]} Davies detectó errores en el influyente artículo de Turing de 1936, On Computable Numbers , para gran disgusto de Turing, que fueron quizás algunos de los primeros errores de programación existentes, incluso si se trataba de una computadora teórica, la máquina universal de Turing . ^{[ 6 ]} El proyecto ACE fue demasiado ambicioso y fracasó, lo que llevó a la partida de Turing. ^{[ 3 ]} Davies se hizo cargo del proyecto y se concentró en entregar la computadora Pilot ACE , menos ambiciosa , ^{[ 7 ]} que funcionó por primera vez en mayo de 1950. Un derivado comercial, DEUCE, fue fabricado por English Electric Computers y se convirtió en una de las máquinas más vendidas de la década de 1950. ^{[ 3 ]}

Davies también trabajó en aplicaciones de simulación de tráfico y traducción automática. A principios de la década de 1960, colaboró ​​en iniciativas tecnológicas gubernamentales destinadas a impulsar la industria informática británica.

En 1965, Davies se interesó en las comunicaciones de datos después de asistir al Congreso de la Federación Internacional para el Procesamiento de la Información (IFIP) en la ciudad de Nueva York en 1965 y luego visitar el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) donde tuvo varias conversaciones sobre los problemas de comunicación relacionados con el tiempo compartido . Después de esto, organizó un seminario en el NPL con algunos de los científicos del MIT, incluido JCR Licklider , para discutir el Proyecto MAC . ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} Davies vio que un problema significativo con los nuevos sistemas informáticos de tiempo compartido era el costo de mantener una conexión telefónica abierta para cada usuario. ^{[ 9 ] [ 11 ]} La idea clave de Davies fue darse cuenta de que el tráfico de la red informática era inherentemente de naturaleza intermitente con períodos de silencio, en comparación con el tráfico telefónico relativamente constante. ^{[ 12 ] [ 3 ]} Aplicó el principio de tiempo compartido a la línea de comunicaciones de datos así como a la computadora para inventar el concepto de lo que llamó conmutación de paquetes . ^{[ 3 ] [ 13 ]} En su primer artículo sobre el tema, predijo la aplicación estrella de hoy para su nuevo servicio de comunicación: ^{[ 14 ]}

El mayor tráfico solo se produciría si el público utilizara este medio para fines cotidianos como las compras... Las personas que envíen consultas y realicen pedidos de todo tipo constituirán una gran parte del tráfico... El uso comercial del teléfono podría verse reducido por el crecimiento del tipo de servicio que contemplamos.

Davies propuso dividir los mensajes informáticos en mensajes muy cortos de formato fijo que se enrutan de forma independiente a través de una red, permitiéndose rutas diferentes para paquetes relacionados, que se reensamblan en el destino. ^{[ 15 ]} Davies utilizó la palabra paquete tras consultar con un lingüista porque podía traducirse a otros idiomas además del inglés sin comprometer su significado. ^{[ 16 ]}

Al año siguiente, regresó a trabajar en el NPL, donde se convirtió en Superintendente de la División de Ciencias de la Computación y transformó su actividad informática. ^{[ 17 ]} Diseñó y propuso una red nacional de datos comercial basada en la conmutación de paquetes en su Propuesta para el desarrollo de un servicio nacional de comunicaciones para el procesamiento de datos en línea de 1966. ^{[ 15 ]} Este trabajo fue el primero en describir el concepto de nodos de conmutación de alta velocidad, hoy conocidos como enrutadores y computadoras de interfaz. ^{[ 10 ] [ 18 ]} Davies aplicó la teoría de colas para demostrar que podría haber un tiempo de respuesta satisfactorio para un usuario humano. ^{[ 19 ] [ 15 ]} Esto abordó una cuestión clave sobre la viabilidad de las redes informáticas. ^{[ 20 ]} En este artículo, predijo que habría una única red para comunicaciones de datos y telefonía: ^{[ 15 ]}

Los avances informáticos en un futuro lejano podrían dar como resultado un tipo de red capaz de transmitir mensajes de voz y digitales de manera eficiente.

Davies y su equipo fueron los primeros en escribir protocolos de comunicación en un contexto moderno de conmutación de datos en un memorando de abril de 1967 titulado " Un protocolo para su uso en la red de comunicaciones de datos del NPL", escrito por Roger Scantlebury y Keith Bartlett. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

Su trabajo sobre conmutación de paquetes, presentado por Scantlebury, captó inicialmente la atención de los desarrolladores de ARPANET , una red del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD), en el Simposio sobre Principios de Sistemas Operativos en octubre de 1967. ^{[ 24 ]} El diseño de red propuesto se basaba en una estructura jerárquica, con redes locales que se comunicaban con una red de alto nivel. ^{[ 25 ]} Para lidiar con las permutaciones de paquetes (debido a las preferencias de ruta actualizadas dinámicamente) y las pérdidas de datagramas (inevitables cuando fuentes rápidas envían a destinos lentos), asumió que el control de errores sería proporcionado por los usuarios finales de la red, ^{[ 26 ]} capturando la esencia de lo que llegó a conocerse como el principio de extremo a extremo . ^{[ 27 ]} En el informe de Scantlebury posterior a la conferencia, señaló: "Parece que las ideas del documento del NPL en este momento son más avanzadas que cualquiera de las propuestas en los EE. UU." ^{[ 28 ] [ 29 ]} Larry Roberts , de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA) del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD), aplicó los conceptos de conmutación de paquetes de Davies para la ARPANET, que se convirtió en un precursor de Internet . ^{[ 2 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}

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. ^{[ 13 ]} Davies presentó por primera vez sus propias ideas sobre conmutación de paquetes en una conferencia en Edimburgo el 5 de agosto de 1968. ^{[ 33 ] [ 34 ]} En 1969, Davies fue invitado a Japón para dar conferencias sobre conmutación de paquetes. Impartió una serie de nueve conferencias de tres horas, que concluyeron con un intenso debate con alrededor de 80 personas. ^{[ 2 ]}

Durante 1968-9, ^{[ 22 ] [ 35 ]} Davies dirigió la construcción de la red, elementos de la cual se pusieron en marcha a principios de 1969, ^{[ 36 ] [ 37 ]} la primera implementación de conmutación de paquetes en el mundo. ^{[ 38 ] [ 39 ]} La red local Mark I NPL , se puso en pleno funcionamiento en enero de 1970. ^{[ 37 ]} Se actualizó a Mark II en 1973 con una arquitectura de protocolo en capas y permaneció en funcionamiento hasta 1986. ^{[ 22 ]} El equipo de NPL también llevó a cabo trabajos de simulación en redes de paquetes, estudiando datagramas y congestión de red en redes de área amplia de una escala para facilitar las comunicaciones de datos en todo el Reino Unido. ^{[ 3 ] [ 37 ] [ 40 ] [ 41 ]} Estos primeros años de compartición de recursos informáticos fueron documentados en la película de 1972 Computer Networks: The Heralds of Resource Sharing . Las ideas originales de Davies influyeron en otras investigaciones alrededor del mundo, ^{[ 37 ] [ 42 ]} incluyendo el proyecto CYCLADES de Louis Pouzin en Francia. ^{[ 27 ]}

En una edición especial de 1978 de las Actas del IEEE sobre conmutación de paquetes, Bob Kahn , el editor invitado, citó las reflexiones de Davies sobre diez años de experiencia con redes de comunicación de paquetes: ^{[ 43 ]}

Existen tres factores, sobre todo, que influyen decisivamente en la calidad de la red. El más importante es nuestra capacidad para diseñar interfaces hombre-máquina que resulten cómodas y fáciles de usar para la mayoría de las personas. Un segundo factor relevante es la alta fiabilidad y disponibilidad de los servicios. Estos no podrán integrarse plenamente en la industria y el comercio a menos que sean totalmente fiables, tal como esperamos de los medios de telecomunicaciones tradicionales. Un tercer requisito es un diseño general del sistema que permita la adaptabilidad a los cambios y a las nuevas necesidades de los usuarios.

Davies, junto con Derek Barber, su adjunto, y Roger Scantlebury, llevaron a cabo investigaciones sobre protocolos para la interconexión de redes . Participaron en el Grupo de Trabajo Internacional de Redes desde 1972, inicialmente presidido por Vint Cerf y posteriormente por Barber. ^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]} Cerf y Bob Kahn reconocieron la labor de Davies y Scantlebury en su influyente artículo de 1974 sobre interconexión de redes, «Un protocolo para la intercomunicación de redes de paquetes» . ^{[ 48 ] [ 49 ]}

Davies y Barber publicaron Communication networks for computers en 1973. ^{[ 50 ]} En el Simposio de Comunicaciones de Datos de 1975 hablaron sobre la "batalla por los estándares de acceso" entre datagramas y circuitos virtuales , y Barber afirmó que "la falta de interfaces de acceso estándar para las redes de comunicación públicas emergentes de conmutación de paquetes está creando 'una especie de monstruo' para los usuarios". ^{[ 51 ]}

Los experimentos de interconexión de redes en el NPL bajo la dirección de Davies incluyeron la conexión con la Red Europea de Informática (EIN) mediante la traducción entre dos protocolos de host diferentes y la conexión con el Servicio Experimental de Conmutación de Paquetes de la Oficina Postal (EPSS) utilizando un protocolo de host común en ambas redes. Su investigación confirmó que establecer un protocolo de host común sería más fiable y eficiente que traducir entre diferentes protocolos de host utilizando una puerta de enlace. ^{[ 52 ]} Davies publicó Redes informáticas y sus protocolos en 1979, en el que señala: ^{[ 53 ]}

Los problemas de enrutamiento en redes interconectadas han recibido escasa atención en la literatura; destacan los trabajos de Cerf y Kahn y, más recientemente, Sunshine. ... Los nodos de puerta de enlace deben contar con un búfer de paquetes adecuado para gestionar el probable nivel de tráfico entre redes. Cerf y Kahn sugieren que el reensamblaje de mensajes no debería tener lugar en las puertas de enlace; esto implica que no es necesario mantener el orden de los paquetes si el enrutamiento adaptativo lo interrumpe. Si la fragmentación de paquetes es necesaria debido a los diferentes límites de tamaño de los paquetes de red, Cerf y Kahn sostienen que el único lugar lógico para ubicar el proceso de reconstrucción es en el host de destino (esto se debe a que la última red ingresada puede tener el límite de tamaño de paquete más bajo, por lo que la última puerta de enlace tiene que fragmentar los paquetes). Esta filosofía contradice la opinión generalizada de que las redes de paquetes deben entregar un flujo de datos exactamente equivalente al flujo de datos recibido.

Durante un largo período, la comunidad de ingeniería de redes estuvo polarizada en torno a la implementación de conjuntos de protocolos en competencia, un debate conocido como la Guerra de los Protocolos . No estaba claro qué tipo de protocolo daría como resultado las mejores y más robustas redes informáticas. ^{[ 54 ]}

Davies renunció a sus responsabilidades de gestión en 1979 para volver a la investigación. Se interesó particularmente en la seguridad de las redes informáticas y su investigación sobre criptografía dio lugar a varias patentes, incluidos métodos para proporcionar comunicación segura que permitieran el uso de tarjetas inteligentes . ^{[ 4 ] [ 55 ]}

Se retiró de NPL en 1984, convirtiéndose en un consultor destacado en seguridad de datos para la industria bancaria y publicando un libro sobre el tema ese mismo año. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Junto con David O. Clayden, diseñó el Algoritmo de Autenticación de Mensajes (MAA) en 1983, uno de los primeros algoritmos de código de autenticación de mensajes en obtener una amplia aceptación. Fue adoptado como estándar internacional ISO 8731-2 en 1987. ^{[ 2 ]}