http://www.slac.stanford.edu/grp/scs/net/talk11/internet-history.pptx

l’école de météorologie de l’espace, utilisation des outils GPS , SIG et grille de calculsBasic theory & hands-on experience

Internet: Origine et défis

Les Cottrell – SLACÉcole SIG et nouvelles Technologies, République

Démocratique du Congo, 12-17 Septembre, organisée par l’Université de Kinshasa

Translated by Guillaume Cesieux, SLAC

Plan

• Courte histoire• Objectifs initiaux• Croissance et succès• Défis actuels• Internet futur• Quels sont les moteurs de changement

1961: Vision du Système “Bell Phone”

Le transfert de données n’est pas nouveau

Tu veux dire que deux machines

peuvent se parler a une distance de

plusieurs milliers de km ?

Un jour il y aura autant de communications entre

machines qu’actuellement entre personnes

Les débuts

• 1965: Larry Roberts et Thomas Marill créent la première connexion longue distance par ligne téléphonique

• Cette connexion s’avère inefficace et couteuse• Kleinrock prédit que l’échange de paquets (développé par

Baran, Davies, Kleinrock et. al.) est plus prometteur• l’Internet original a été crée en 1969 et

reliait 4 sites• UCLA• Stanford Research Institute• MIT• Utah

avec une vitesse de 50kbs (aujourd’hui multipliée par un million)

Les débuts

• 1972• 1983 400 nœuds • Maintenant 750 million de nœuds

ObjectifsConstruit en tant que collaboration globale, les

objectifs étaient:• Des systèmes indépendants avec des sites

décentralisés et autonomes (chaotique, contrairement au système téléphonique, car pas de contrôle central)

• “best effort”, pas de garanties, récupération des pertes, “pipelining (TCP)”, contrôle de flux, vérifications (“checksums”)

• Indépendant des sociétés (c.f. SNA, DECnet, XNS …)

Objectifs (2)• Peu d’importance attachée aux questions de sécurité– Si cela l’avait été, l’Internet n’aurait jamais existé

• De simples boites noires qui connectent des réseaux– Routeurs

• Des paquets dans des enveloppes en couches indépendantes– i.e. Les couches du milieu ne savent pas si les couches plus basses

sont sans fil, en cuivre, en fibre, par satellite etc.• Transparence pour les applications– Seuls les équipements terminaux interprètent le contenu– Au contraire des réseaux télévisés ou téléphoniques fait pour une

application spécifique

Croissance: Nombre d’utilisateurs

– Maps from http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/8552410.stm La plus forte croissance est attendue dans les pays en voie de développement

2,09 Milliards en Mars 2011

Croissance: Équipements connectés

• Août 2010: 5 milliards d’équipements connectés a Internet

• Une croissance multipliée par 4 en 10 ans– Motivée par les téléphones mobiles et les nouveaux

équipements portatifs (OLTP/Netbooks, eBooks, tablets, TV sur Internet, photos numériques …)

– Mais surtout par le trafic de machine à machine (gestion de l’énergie, surveillance, sécurité, gestion du trafic et des parkings, voitures, réseaux de contrôles…)

Croissance: Bande passante

– Le Dense Wave Division Multiplexing (DWDM) fut un point de rupture en 1998, puis la vitesse a doublé tout les 6 mois– Wavelength-Division Multiplexing (WDM) est une technologie qui

multiplexe plusieurs (jusqu’à 160) porteuses optiques sur une seul fibre optique en utilisant différentes longueurs d’ondes (couleurs) de la lumière laser pour transporter différents signaux. Cela permet une multiplication de la capacité, e.g 1.6Tbps avec des canaux a 10Gbps

– La voie est dépassée depuis longtemps par les données

– La vitesse de connexion double environ tous les 22 mois (Loi de Moore)

– Passage de 75bps en 1960, 50kbps en 1970, à 10-100Gbps aujourd’hui (multipliée par 1 milliard)

Bande passante internationale d’Internet – Croissance 2005-2010

• Croissance annuelle > 50% ces dernières années• i.e. presque autant de bande passante rajoutée en

2010 que celle disponible en 2008 (=12.5Tbps)

Source: Telegeography

Croissance: Calcul scientifiquecf. http://www.top500.org/

• Le meilleur calculateur dépasse 10PFlops en 2011

• Les USA dominent toujours, suivis par la Chine, l’Angleterre et la France

Il y a 50 ans par rapport a maintenant

• Si l’on compare un gros supercalculateur IBM du début des années 60 avec le Smartphone d’aujourd’hui on mesure le chemin accompli:– Le Smartphone est bien plus petit, i.e il tient dans la main par

rapport à 230m²– Il pèse 150 grammes contre 18 tonnes– Il consomme 10 000 fois moins d’énergie– Il a ~3 000 fois plus de puissance de calcul– Smartphone 200 $, IBM 8 millions de US$

9 mètres de long

Succès• Internet s’est développé de quelques utilisateurs à

plus d’un milliard, et la bande passante a été multiplié par une puissance 7– 56kbps => 100Gbps

• D’un réseau pour la recherche et l’enseignement vers un réseaucommercial utilisé partout dansle monde

• Mais il reste des challenges…

2,09 milliardsMars 2011

Challenges: L’adressage

• IPv4 utilise des adresses sur 32 bits = ~ 4 milliards d’adresses, parfait initialement mais l’IANA n’a plus d’adresses libres depuis Février 2011 et l’APNIC depuis Avril 2011– Limitation reconnue dès 1991 - Contournements possibles:

adresses privées (e.g. NATs), blocs CIDR etc.– Même avec cela la limite sera atteinte dans les prochaines années

• À l’origine ce n’était un problème que pour certaines régions (Chine, Inde …)

• Pas de retro compatibilité, IPv6 pas aussi mature qu’IPv4 (cible pour les pirates)– Complexité supplémentaire car les deux protocoles seront utilisés

dans les prochaines années

Challenges: Mobilité• Habitué aux gros ordinateurs fixes• Quand on se déplace on doit changer d’adresse– Ca peut ressembler à un détournement, un mécanisme de

confiance est nécessaire– La topologie peut changer

• La connexion doit persister– Tolérance aux délais et aux ruptures (e.g. vols dans l’espace)– Pas de couche session dans TCP/IP, donc géré par les

applications sinon déconnecté puis reconnecté• Maillage, réseaux de capteur, réseaux auto-organisés– Un ennemi risque de se connecter, e.g scenarii militaires où

si l’on pirate un équipement on peut prétendre être un ami

Challenges: SPAM• 2003: On estime a 15 milliards le nombre de

spam envoyés quotidiennement par internet– 45% des emails = Messages indésirables, pour vendre

de la drogue, des actions…• 2008: 164 milliards de spam quotidien = 97% des

emails

Challenges: Autres

• Manque de broadcast et multicast efficaces, l’unicast est toujours majoritairement utilisé

• Comment améliorer un réseau en production, critique pour l’économie globale, sans le perturber– Similaire à la précédente migration du réseau

téléphonique vers internet, mais comment cela se passera-t-il la prochaine fois?

Challenges: Internet nouvelle génération (NG Internet)

• Le déploiement d’ipv6 commença en 1991, en 2008 0,4% du trafic TCP/ IP était IPv6

• Comme le disait John Lennon: "Imagine there's no latency, no spam or phishing, a community of trust. Imagine all the people, able to get online"

• L’objectif est audacieux– Créer un internet sans de nombreuses failles de sécurité, avec une meilleure

confiance et une gestion intégrée des identités– Les chercheurs essayent de créer un internet plus fiable, plus performant et

capable de gérer des Exaoctets de contenus– Et ils espèrent construire un internet qui permette d’atteindre les régions les

plus reculés du monde, peut être même d’autres planètes• Future Internet Design (FIND) fondé par la NSF travaille sur une

nouvelle définition et une implémentation d’ici 2020– 50 projets ont été lancés (0,5-1 million $) en 2006, maintenant (2010) restreint

à 2-4 avec jusqu’à 9 millions de US$

Comment les choses ont changé -Ce n’est plus l’internet d’antan

• Les jeunes d’aujourd’hui grandissent avec des attentes différentes:– Qu’est ce qu’un téléphone filaire, une cabine téléphonique, une machine a écrire,

une encyclopédie – => Messageries instantanées, recherche Google, internet multimédia,

communication vidéo (YouTube), accès internet répandus, mobilité, monde virtuels, réseaux sociaux (Facebook, Twitter), jeux vidéo. Information partagée (n’importe qui peut publier)

• Et ce sont les dirigeants de demain• En 1998 75% de tous les utilisateurs d’internet étaient américains, ils

représentent maintenant moins de < 15%.• En 2014 le trafic IP global dépassera 767 Exaoctet (10^18, ¾ zettaoctet)

– CAGR 34% 2009-2014– Trafic moyen mensuel en 2014 = 32 million de personnes regardant en permanence

le film Avatar en 3D pendant un mois entier• Les pages web on quintuplé en taille depuis 2003, le nombre d’objet par page

augmente de 14% par an, le temps de réponse est mauvais pour ceux qui ont une faible bande passante, alors que pour les autres c’est acceptable

Changements: Ubiquité/Mobilité• Smartphones (c.f autre présentation)• WiFi• 257 millions d’abonnés au haut débit mobile en

2007– 85% d’augmentation annuelle - 2,5 milliards en 2014

• GPS et géolocalisation– Pour la langue, la monnaie, publicités ciblées…

• Fin 2010 60% des avions commerciaux américains (sur une flotte de 3 500) auront le WiFi

• Université > Travail > Maison (Haut débit DSL, câble, FTTH)

Couverture haut débit

Akamai

2Mbps

Changements: Voix

• VoIP, e.g. Skype, initialement pour économiser le coût des appels téléphoniques – 40 millions d’américains utilisent maintenant la

voix sur IP pour communiquer• Skype utilise internet pour transporter la voix• Intégration avec d’autres applications/services– Capteur de présence, GPS, RFID, Wifi

Changements: Vidéo• Les appareils photo numériques sont très répandus (produit de

consommation depuis 2000) et souvent capables de faire de la vidéo• Les processeurs graphiques sont matures• Le coût du stockage a été divisé par 10 000 en 17 ans• Le trafic vidéo dépasse le trafic P2P depuis fin 2010• Les utilisateurs de vidéo étaient plus d’un milliard fin 2010• La vidéo représente maintenant 1/3

du trafic sur Internet• Le total de tout les types de vidéo

sur Internet (TV, vidéo à la demande, Internet, et P2P) dépassera 91% du trafic total en 2014

• La vidéo est l’application ayant le plus fort taux de croissance sur les mobiles

Source: TeleGeography

Streaming audio/video + stockage de fichiers en ligne + P2P =52% - principalement de la video

Changements: Interfaces utilisateur• Bandes cartonnées > cartes perforées> terminaux texte ASCII > PC de bureau• Câbles: câble téléphonique cuivre, coaxial épais, coaxial fin, double paire cuivrée, fibre optique• Les ordinateurs portables avec station d’accueil remplacent les fixes, les netbooks/OLPC prennent

le pas sur les portables• Smartphones, Smartbooks (mélange de téléphone et netbooks)

– Vise une autonomie batterie d’un jour ou plus (e.g. processeur ARM, gestion d’énergie)– Les ventes d’e-Books Amazon dépassent déjà les ventes de livres, et les ventes du Kindle ont triplé l’année

dernière (Juillet 2010)• L’iPAD est arrivé au bon moment

– Initié en tant que « Penpoint » a la fin des années 80. Mais 6 ans et 75 millions d’investissements plus tard le projet est abandonné

– Le Newton développé par Apple dans les années 90 a disparu– Ensuite les PalmPilot– L’iPAD nécessite des processeurs plus rapides, moins consommateurs et moins chers, Internet et une bonne

connexion sans fil• L’iPAD a une interface simple avec de larges caractères – Séduisant pour les seniors• Les tablettes tactiles devraient être plus vendues que les netbook aux USA en 2013, et devraient

représenter 20% des équipements informatique vendus en 2015

Neutralité du Net• Il y a 15 ans internet était une plateforme largement ouverte,

fédératrice, gratuite, que tout le monde pouvait utiliser– Ilots historiques: AOL, Compuserve, SNA, DecNet, Bitnet …– Internet en tant que réseau de réseaux: Plus d’utilisateurs = plus de

bénéfices• Qu’est ce que la loi de Metcalf?

– C.f. l’informatique domine par Microsoft• Actuellement risque d’être Balkanisé

– Gouvernements: Blackberry, Greatwall & Google en Chine, filtrage de pornographie infantile (Australie)

– Les entreprises marquent leur territoire: Impossible de télécharger une vidéo sur Hulu depuis l’Europe, Facebook & Apple décident quelles sont les applications autorisées

– Discrimination du trafic pouvant mener à des abus au lieu d’assurer un transport neutre. Les fournisseurs poussent dans cette direction.

– NATs: De nouvelles applications ont besoin du NATs pour fonctionner correctement

Changements: Autres• Contrôle efficace de la distribution d’électricité• Communications Gouvernement/citoyens• Banques, finance etc.• Nécessité d’être écologique– La consommation d’énergie a doublé entre 2000-2006– La consommation énergétique doit augmenter moins vite

que les volumes de données• La gestion doit être automatisée• Augmentation des services en « cloud computing »• Stockage: 70$ pour 1To en Août 2000 aurait couté 300

millions de $ en 1981– Facteur d’1 million en 25 ans

Convergence voix/données• Les mobiles ont dépassé en nombre les fixes en 2001, le nombre de fixe a cesser

d’augmenter depuis• Mobiles = population mondiale en 2011• Utilisateurs d’internet = population en 2020 (croissance plus lente)• Les Smartphones ont besoin d’internet mais en même temps favorisent son extension

Plus d’information• Prévisions sur la vidéo par Cisco

– www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/white_paper_c11-481360_ns827_Networking_Solutions_White_Paper.html

• Prévisions par Network World– http://www.networkworld.com/news/2010/010410-out

look-vision-predictions.html?page=1

• Le futur Internet– www.networkworld.com/news/2010/010410-outlook-vi

sion.html?ts

• Carte de la pénétration d’Internet 1998-2010– news.bbc.co.uk/2/hi/technology/8552410.stm