Présentation de l’Internet

dimanche 5 juin 2005.
 
Brève histoire de l’Internet et description schématique du fonctionnement

Historique

En 1966, des chercheurs réfléchissaient à la faisabilité d’un réseau d’ordinateurs pour le compte d’une agence du département de la défense des Etats-Unis : l’ARPA (Advanced Research Projects Agency).

Ce projet avait pour but de relier entre eux les ordinateurs des centres de recherche en réalisant deux objectifs :

1. mettre en place un système de transmission permettant à un terminal unique d’avoir accès aux ordinateurs distants [1] ;

2. pouvoir résister le plus possible aux pannes : en ne présentant pas de point central mais un ensemble de noeuds, les données fragmentées transitant par le réseau devaient être reroutées automatiquement en cas de dysfonctionnement d’un des éléments du réseau.

C’est ici que naît la légende tenace et infondée du réseau conçu pour résister aux attaques nucléaires [2].

C’est en septembre 1969 [3] qu’a lieu l’installation des deux premiers éléments du réseau expérimental : l’ARPAnet [4].

La genèse du réseau se situe autour de 3 pôles géographiques :

-  Boston : Harvard, MIT, BBN
-  Washington, DC : Pentagone/ARPA
-  Californie : UCLA, UCSB, SRI (San Francisco)

Au cours des années 70, de plus en plus d’Universités et de centres de recherche se sont raccordés au réseau. Ce sont les chercheurs et les universitaires qui permirent la croissance initiale de l’Internet en améliorant le réseau sans pressions extérieures :

-  les Etats investissent sans chercher une rentabilité à court terme pour ce nouvel outil de la recherche,
-  la communauté qui développe le réseau produit ses propres technologies.

Il faut attendre la décennie 90 pour que le réseau s’ouvre progressivement aux entreprises privées.

Les phases de croissance du réseau :

-  1969-1972 : ARPAnet
-  1973-1981 : concept de l’Internet (mise au point des protocoles TCP/IP)
-  1986-1995 : investissement des États [5], l’expansion commerciale débute en 1994
-  1995-  : privatisation des « backbones » [6] ; les opérateurs privés prennent le relai des États pour développer les infrastructures réseau.

Aujourd’hui, les entreprises (privées ou publiques) se doivent d’être visibles sur l’Internet. Le « réseau des réseaux » est devenu à la fois :

-  un média, au même titre que la presse, la télévision, la radio (concurrence avec les médias traditionnels),
-  un service d’information mondial,
-  un outil de communication qui permet de communiquer globalement pour un coût local (concurrence avec les télécommunications). [7]

Architecture et propriétés

Qu’est-ce que l’Internet ?

L’Internet est une interconnexion de réseaux qui communiquent avec une famille de protocoles communs : TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

On distingue en général trois niveaux dans les réseaux qui composent l’Internet :

-  réseau d’organisation
-  réseau régional
-  réseau de transit national ou international

Ces réseaux sont extrêmement divers par leurs tailles (réseau locaux ou étendus) et par le type de machines connectées (PC, portables, téléphones mobiles, PDA) : ils tous sont fédérés par le protocole IP (« IP par dessus tout »).

L’Internet est décrit comme un un réseau « plat » : il n’y a pas de hiérarchies entre les machines.

Chaque organisation gère son réseau et est responsable de l’interconnexion avec l’inter-réseau et de son utilisation.

Qui dirige l’Internet ?

Il n’y a pas de direction administrative de l’Internet, néanmoins, il existe un ensemble d’organisations dont le seul but est de faire évoluer l’architecture de l’Internet.

A la base on trouve l’IETF (Internet Engineering Task Force), c’est une communauté de spécialistes des réseaux organisés en sections [8]. Tout individu peut participer aux débats qui se déroulent dans les groupes de discussions ainsi que dans des rencontres quadrimestrielles. Le résultat des travaux est publié sous la forme de brouillons (Internet Draft) destinés à devenir des propositions de standards, les RFC.

Les RFCs sont disponibles à l’adresse : www.ietf.org/rfc

Les directeurs de sections et le président de l’IETF constituent l’IESG (Internet Engineering Steering Group). C’est l’IESG qui décide d’approuver les standards en attribuant notamment un numéro aux RFC.

Au niveau supérieur, l’IAB (Internet Architecture Board) est responsable de la cohérence de l’architecture à long terme en supervisant les travaux de l’IETF.

Enfin, l’Internet Society (ISOC) est une organisation internationale à but non lucratif chargée de promouvoir l’Internet. [9]

Un organisme travaille en collaboration avec l’IETF et est plus particulièrement chargé de l’amélioration du Web en produisant des standards, le W3C (World Wide Web Consortium). Le W3C repose essentiellement sur les travaux du MIT, de l’INRIA et de l’université de Keio au Japon.

Fonctionnement du réseau

L’Internet est un réseau à commutation de paquets [10].

Principe : pas de chemin physique réservé lors de la connexion entre deux extremités du réseau mais acheminement de noeud en noeud.

Sur ce type de réseau l’information est découpée en fragments appelés paquets. Les paquets sont envoyés vers leurs destinations indépendemment les uns des autres ; chaque paquet contient l’adresse du destinataire et de l’expéditeur.

Les paquets transitent de noeuds en noeuds jusqu’à la destination finale ; les fragments sont réassemblés par la machine réceptrice pour reconstituer l’information originale.

L’adressage

Quelle méthode utiliser pour accéder à UNE machine parmi des dizaines de millions ?

La solution est d’utiliser un espace d’adressage unique : les adresses IP.

Principe : chaque machine dans l’Internet a une adresse unique codée sur 4 octets (32 bits = 4 milliards de possibilités en théorie), le format « quad ».

Exemple : 193.104.111.76.

La nouvelle version du protocole IP (IPv6) sera codée sur 128 bits (2 puissance 128 possibilités !).

Les domaines

Les adresses IP sont de très bon moyens de communiquer pour des machines (les seuls moyens d’ailleurs), mais elles sont en revanche très peu pratique à utiliser pour des humains.

TCP/IP nous permet de regrouper un ou plusieurs réseau sous la forme de domaines. Les domaines sont des groupes d’ordinateurs qui vont partager un nom commun. Ces noms sont beaucoup plus faciles à mémoriser que les adresses numériques.

A l’origine de l’Internet les domaines furent créés au nombre de six, ont étés ajoutés ensuite les domaines par pays (norme ISO 3166-1). Ils constituent les domaines de haut niveau (Top Level Domain).

Pour accéder à l’Internet une entreprise doit se faire attribuer un nom de domaine officiel : ce sont les domaines de second niveau (Secondary Level Domain).

C’est l’IANA (Internet Assigned Number Authority) qui est responsable de l’allocation des adresses IP et des noms de domaines dans l’Internet. Cet organisme a délégué cette responsabilité à des organismes régionaux comme ARIN aux USA, le RIPE NCC en Europe, et l’APNIC en Asie. Ces organismes déléguent à nouveau à d’autres organismes : les local registries.

Pour la France, par exemple, c’est l’AFNIC qui gère la coordination de l’attribution de noms de domaines.

Les noms de domaines se louent à l’année auprès de registrar comme Gandi (indépendant et pratiquant des tarifs raisonnables).

Le DNS

Le DNS est un système réparti d’annuaire « machines » et de conversion d’adresses.
Dans chaque réseau, on trouve au minimum un serveur DNS (DNS : Domain Name Service). Ce serveur connaît l’ensemble des adresses des ordinateurs de sa zone et au moins un autre serveur DNS à l’extérieur du réseau (le serveur du domaine supérieur). Les serveurs DNS permettent de localiser une machine en convertissant l’adresse textuelle (exemple : www.bnf.fr) en adresse numérique (exemple : 193.50.133.200). Il permettent également l’opération inverse : retrouver le nom de domaine correspondant à une adresse IP.

Le routage

Il s’agit du processus de détermination du chemin d’accès vers un hôte distant. [11]

Les matériels chargés de cette fonction se nomment des routeurs, ce sont des éléments essentiels au fonctionnement des réseaux.
Les routeurs sont des ordinateurs spécialisés qui ont pour mission d’acheminer les paquets d’un point à un autre : ils réalisent physiquement l’interconnexion des réseaux.

Les routeurs surveillent en permanence l’état des liaisons, ainsi que l’activité des autres routeurs à proximité.

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[1] Auparavant, les réseaux d’ordinateurs étaient extrêmement hétérogènes, ce qui ne permettait pas de les interconnecter entre eux, les technologies de l’Internet ont eues pour but principal de favoriser cette interconnexion.

[2] Bibliographie : Et Dieu créa l’Internet, par Christian Huitema, Eyrolles, 1996. Les sorciers du Net par Katie Hafner et Matthew Lyn, Calmann-Lévy, 1999.

[3] En France, au début des années 70, Louis Pouzin - inventeur du « datagramme » - met au point un réseau expérimental qui aurait pu devenir l’embryon de l’Internet : le réseau Cyclades. Hélas, l’administration des Postes et Télécommunications ne voit pas l’intérêt technologique ou économique d’un tel réseau qui sera finalement abandonné au profit de Transpac. Il est intéressant de noter que les travaux théoriques de Louis Pouzin ont été largement utilisés par les concepteurs de l’Internet, alors que lui même s’est inspiré d’ARPANET pour bâtir son réseau.

[4] Bien que financé par des crédits militaires, l’Arpanet a été mis au point par la société BBN (Bolt, Beranek & Newman) - qui a remporté un marché public en décembre 1968 - avec le concours de plusieurs universités américaines (Harvard, UCLA, UCSB, SRI, Université de l’Utah), l’ensemble étant placé sous le contrôle de l’ARPA.

[5] NSFnet aux USA, RENATER en France.

[6] Liens réseau à haut débit.

[7] A la fin de l’année 1998, le volume des données transitant sur l’Internet a dépassé le volume voix des opérateurs de télécommunications.

[8] 8 sections : applications générales, Internet, opération et gestion, routage, sécurité, transports, services aux utilisateurs - 115 groupes de travail.

[9] L’ISOC a été constituée en 1992 pour fournir un structure légale au processus de standardisation de l’IETF.

[10] Par opposition à la commutation de circuits, technologie jusqu’alors favorisée par les opérateurs de télécommunications.

[11] Le routage n’est nécessaire que lorsque l’on sort d’un réseau pour accéder à un autre.