Robert Metcalfe: el padre de Ethernet

 

 
Por Evelio Martínez
evelio(at)uabc.edu.mx
MUNDO DIGITAL
 
Aunque Robert Metcalfe realizó varias investigaciones en el desarrollo de Arpanet (hoy Internet), su mayor contribución fue en las redes de área local (LAN, Local Area Network), al desarrollar el protocolo que hasta la fecha sigue conectando a millones de dispositivos en el mundo: el Ethernet. 
 
Sus orígenes
Robert Metcalfe nació el 7 de abril de 1946, en Brooklyn, Nueva York en los EUA. Cuando estaba en la preparatoria no tenía muy claro que iba estudiar en la Universidad, pero algo sí estaba muy seguro, quería estudiar en el MIT (Massachusetts Institute of Technology).
 
Cuando era estudiante en el MIT,  siempre se quedaba dormido, debido a que trabajaba como programador de computadoras  durante madrugada en el horario de 12:00 am a 8:00 am en la compañía Raytheon. Gracias a su trabajo nocturno pagó las altas colegiaturas. En 1969, se graduó en la prestigiosa Institución con dos grados, uno en ingeniería eléctrica y otro en administración de negocios.  En 1970 obtuvo el grado de maestría en matemáticas aplicadas en la Universidad Harvard y el doctorado en ciencias de la computación en la misma institución en 1973.
 
El desarrollo de Ethernet
Robert Metcalfe inició el desarrollo del protocolo Ethernet en 1973, mientras trabajaba en el Centro de Investigación PARC (Palo Alto Research Center) de la compañía Xerox en Palo Alto, California. La idea surgió cuando Robert Metcalfe leyó un artículo en 1970, de Norman Abramson, de la Universidad de Hawaii, acerca de un sistema de radio llamado ALOHAnet que enlazaba las islas hawaianas. 
 
Metcalfe eligió este problema para su tesis doctoral de ciencias de la computación en Harvard y demostró que él podía mejorar el acceso arbitrario del sistema Aloha a un canal de comunicaciones compartido. Desarrolló un nuevo sistema que incluye un mecanismo que detecta cuándo ocurre una colisión durante la transmisión de datos (collision detect). El sistema también incluye un esquema de "escucha antes de hablar" en el cual las estaciones “escuchan” si hay actividad en el canal antes de transmitir, soporta un acceso a un canal compartido por múltiples estaciones. Poniendo todos estos componentes juntos, se puede notar el origen del protocolo de acceso al medio de Ethernet llamado CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Metcalfe también desarrolló un algoritmo que, combinado con el protocolo CSMA/CD, permitía al sistema Ethernet funcionar hasta con un cien por ciento de carga.
 
Xerox pidió a Robert construir un sistema de red que enlazara las computadoras del centro. La motivación de Xerox en la red de computadoras iba más allá; además quería construir la primera impresora láser del mundo y que todas las computadoras de PARC pudieran imprimir en red con esta impresora. Robert Metcalfe tenía dos retos importantes en Xerox: la red tenía que ser suficientemente rápida para poder soportar la nueva impresora y, además, debía conectar cientos de computadoras en el mismo edificio.
 
En 1976, Robert Metcalfe y su asistente David Boggs publicaron un artículo en la revista Communication of the ACM, titulado "Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks" (Conmutación de paquetes distribuido para redes locales de computadoras). En 1997, Robert M. Metcalfe, David R. Boggs, Charles P. Thacker y Butler W. Lampson recibieron la patente estadounidense 4,063,220 sobre Ethernet para un "sistema de comunicación de datos multipunto con detección de colisiones". 
 
Previamente, una patente para un repetidor Ethernet ya había sido otorgada a Xerox en 1978. Hasta este punto, la compañía Xerox ya era propietaria de todo el sistema Ethernet. El siguiente paso en la evolución del protocolo era liberar Ethernet de una sola compañía y hacerlo un estándar mundial. Para eso en 1979, Metcalfe renuncia a Xerox y funda su propia compañía, 3Com; después, convence a las compañías Digital Equipment Corporation (DEC), Intel y a la misma Xerox para trabajar juntos en la promoción del estándar a nivel mundial.
 
El término "Ethernet" derivó de "luminiferous ether", a lo cual muchos científicos del siglo XIX se referían como la sustancia pasiva que permite la propagación de la luz y otras ondas electromagnéticas en el espacio libre. Metcalfe describió a Ethernet como la tecnología que permitiría que un cable, como un medio pasivo, llevara datos a todas partes a través de una red.
 
El primer estándar de Ethernet (10 Mbps) fue publicado en 1980 por el consorcio DEC-Intel-Xerox. En 1985,  el IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) publica el estándar con el título “IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collition Detection (CSMA/CD)”. En el título no se menciona el nombre Ethernet por ser una marca registrada de Xerox; sin embargo, la mayoría de las personas siguen utilizando el nombre Ethernet cuando se refiere al estándar IEEE 802.3. El estándar tiene soporte para muchos medios de comunicación incluyendo par trenzado, fibra óptica e interfaces de aire. 
 
La batalla de las arquitecturas de LAN, en los años ochenta, se dio principalmente entre Token Ring, la tecnología de anillo introducida por IBM y Ethernet; finalmente, ésta última ganó la batalla de las redes de área local. Hay muchos factores que han hecho a Ethernet muy popular, entre otros: su bajo costo, escalabilidad, confiabilidad, la optimización de algoritmos de acceso al medio y una amplia disponibilidad de herramientas de administración. 
 
Distinciones y reconocimientos
Por sus contribuciones al mundo de las redes de computadoras, Robert Metcalfe ha recibido una variedad de reconocimientos por el desarrollo, estandarización y comercialización de Ethernet. En 1996 recibió la medalla de honor del IEEE. En 1998, recibió el premio de liderazgo por la Innovación de la compañía MCI. En 2003, recibió de manos del presidente Bush, la Medalla Nacional de Tecnología. En 2007 fue inducido al salón de la Fama de inventores nacionales en Akron, Ohio. Estos son algunos de los reconocimientos que ha recibido Bob Metcalfe durante su carrera. Su legado en el mundo de las redes, quedará para siempre. 
 
A pesar de todos sus reconocimientos, también ha tenido tropiezos. En una columna de diciembre de 1995, titulada “From the Ether”, de la revista InfoWorld, predijo que el Internet colapsaría catastróficamente en 1996; hecho que jamás ocurrió y tuvo que tragarse sus palabras en una conferencia que dictó en un congreso en ese año.  
 
El futuro de Ethernet
La adopción mundial de Ethernet ha creado un mercado competitivo, por el bajo costo de los componentes de red. La escalabilidad ha evolucionado de los 10 Mbps originales, a 100 Mbps, 1000 Mbps, 10 Gbps, 40/100 Gigabit Ethernet. Las redes locales necesitarán soportar los requerimientos de capacidad de 1 Terabit por segundo (Tbps) en 2015 y 10 Terabits por segundo en 2020. Para eso, ya se están organizando grupos de trabajo en el IEEE.
 
*El autor es docente-investigador de la carrera de Lic. en Ciencias Computacionales de la Facultad de Ciencias de la UABC, Ensenada, Baja California. Parte del texto, es extraído del libro “Fundamentos de Telecomunicaciones y Redes” de Martínez, Evelio & Serrano, Arturo (2012).
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