En 1965, Roberts testa avec Thomas Merrill la première connexion informatique à longue distance, entre le Massachusetts et la Californie. Le résultat montra que des ordinateurs pouvaient travailler ensemble à distance, mais que le mode de communication par commutation de circuit du système téléphonique était inadapté. Le concept de communication par commutation de paquets de Kleinrock s’imposa.
Le Network Working Group (NWG) conduit par Steve Crocker finit le protocole de communication poste-à-poste NCP en décembre 1970. Ce protocole fut adopté entre 1971 et 1972 par les sites branchés à ARPANET. Ceci permit le développement d’applications par les utilisateurs du réseau. La perspective d’une informatique plus décentralisée commence à intéresser les constructeurs souhaitant rivaliser avec le géant IBM.
En 1972, Ray Tomlinson mit au point la première application importante : le courrier électronique. En octobre 1972, Kahn organisa la première démonstration à grande échelle d’ARPANET à l’International Computer Communication Conference (ICCC). C’était la première démonstration publique.
Le concept d’Internet est né d’ARPANET. L’idée était de permettre la connexion entre des réseaux divers : ARPANET, des communications avec les satellites, des communications par radio. Cette idée fut introduite par Kahn en 1972 sous le nom de Internetting. Le protocole NCP d’ARPANET ne permettait pas d’adresser des hôtes hors d’ARPANET ni de corriger d’éventuelles erreurs de transmission. Kahn décida donc de développer un nouveau protocole, qui devint finalement TCP/IP.
En parallèle, un projet inspiré par ARPANET était dirigé en France par Louis Pouzin : le projet Cyclades. De nombreuses propriétés de TCP/IP ont ainsi été développées, plus tôt, pour Cyclades. Pouzin et Kahn indiquent que TCP/IP a été inspiré par le réseau Cyclades français, poussé par la CII et sa distributed system architecture : on commence à parler de calcul distribué. Aux États-Unis, IBM et DEC créent les architectures SNA et DECnet, en profitant de la numérisation du réseau d’AT&T (Réseau téléphonique commuté)17.
En 1973, Kahn demanda à Vint Cerf (parfois appelé le « père d’Internet ») de travailler avec lui, car Cerf connaissait les détails de mise en œuvre de NCP. Le premier document faisant référence à TCP fut écrit en 1973 par Cerf : A Partial Specification of an International Transmission Protocol. La première spécification formelle de TCP, rédigée en décembre 1974, fut le RFC 67518.
La version initiale de TCP ne permettait que la communication en établissant un circuit virtuel. Cela fonctionnait bien pour le transfert de fichiers ou le travail à distance, mais n’était pas adapté à des applications comme la téléphonie par Internet. TCP fut donc séparé de IP et UDP proposé pour les transmissions sans établissement d’un circuit.
