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Internet: Origine et défis

Internet: Origine et défis. Les Cottrell – SLAC École 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

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Internet: Origine et défis

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Presentation Transcript

  1. Internet: Origine et défis • Les Cottrell– SLAC • École SIG et nouvelles Technologies, République Démocratique du Congo, 12-17 Septembre, organisée par l’Université de Kinshasa • Translated by Guillaume Cesieux, SLAC

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

  3. 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

  4. 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 originala été crée en 1969 et reliait 4 sites • UCLA • StanfordResearch Institute • MIT • Utah • avec une vitesse de 50kbs (aujourd’hui multipliéepar un million)

  5. Les débuts • 1972 • 1983 400 nœuds • Maintenant 750 million de nœuds

  6. Objectifs Construit 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 …)

  7. 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

  8. Croissance: Nombre d’utilisateurs 2,09 Milliards en Mars 2011 La plus forte croissance est attendue dans les pays en voie de développement • Maps from http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/8552410.stm

  9. 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…)

  10. Croissance: Bande passante • 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) • 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

  11. 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

  12. 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

  13. 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

  14. 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 réseau commercial utilisé partout dans le monde • Mais il reste des challenges… 2,09 milliards Mars 2011

  15. 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

  16. 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

  17. 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

  18. 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?

  19. 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 $) en 2006, maintenant (2010) restreint à 2-4 avec jusqu’à 9 millions de US$

  20. 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

  21. 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)

  22. Couverture haut débitAkamai 2Mbps

  23. 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

  24. 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

  25. 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

  26. 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

  27. 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 « cloudcomputing » • Stockage: 70$ pour 1To en Août 2000 aurait couté 300 millions de $ en 1981 • Facteur d’1 million en 25 ans

  28. 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

  29. 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-outlook-vision-predictions.html?page=1 • Le futur Internet • www.networkworld.com/news/2010/010410-outlook-vision.html?ts • Carte de la pénétration d’Internet 1998-2010 • news.bbc.co.uk/2/hi/technology/8552410.stm

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