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lécole de météorologie de lespace, utilisation des outils GPS, SIG et grille de calculs.

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1 lécole de météorologie de lespace, utilisation des outils GPS, SIG et grille de calculs Basic theory & hands-on experience Internet: Origine et défis Les Cottrell – SLAC École SIG et nouvelles Technologies, République Démocratique du Congo, Septembre, organisée par lUniversité 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 nest 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 quactuellement entre personnes

4 Les débuts 1965: Larry Roberts et Thomas Marill créent la première connexion longue distance par ligne téléphonique Cette connexion savère inefficace et couteuse Kleinrock prédit que léchange de paquets (développé par Baran, Davies, Kleinrock et. al.) est plus prometteur lInternet original a été crée en 1969 et reliait 4 sites UCLA Stanford Research Institute MIT Utah avec une vitesse de 50kbs (aujourdhui multipliée par un million)

5 Les débuts 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 dimportance attachée aux questions de sécurité – Si cela lavait été, lInternet naurait 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 dutilisateurs – Maps from La plus forte croissance est attendue dans les pays en voie de développement 2,09 Milliards en Mars 2011

9 Croissance: Équipements connectés Août 2010: 5 milliards déquipements 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 lénergie, surveillance, sécurité, gestion du trafic et des parkings, voitures, réseaux de contrôles…)

10 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 (jusquà 160) porteuses optiques sur une seul fibre optique en utilisant différentes longueurs dondes (couleurs) de la lumière laser pour transporter différents signaux. Cela permet une multiplication de la capacité, e.g 1.6Tbps avec des canaux a 10Gbpsmultiplexeporteuses optiquesfibre optiquelongueurs dondeslumière laser – 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 Gbps aujourdhui (multipliée par 1 milliard)

11 Bande passante internationale dInternet – Croissance 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 scientifique cf. Le meilleur calculateur dépasse 10PFlops en 2011 Les USA dominent toujours, suivis par la Chine, lAngleterre et la France

13 Il y a 50 ans par rapport a maintenant Si lon compare un gros supercalculateur IBM du début des années 60 avec le Smartphone daujourdhui 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 fois moins dénergie – Il a ~3 000 fois plus de puissance de calcul – Smartphone 200 $, IBM 8 millions de US$ 9 mètres de long

14 Succès Internet sest développé de quelques utilisateurs à plus dun milliard, et la bande passante a été multiplié par une puissance 7 – 56kbps => 100Gbps Dun réseau pour la recherche et lenseignement vers un réseau commercial utilisé partout dans le monde Mais il reste des challenges… 2,09 milliards Mars 2011

15 Challenges: Ladressage IPv4 utilise des adresses sur 32 bits = ~ 4 milliards dadresses, parfait initialement mais lIANA na plus dadresses libres depuis Février 2011 et lAPNIC depuis Avril 2011 – Limitation reconnue dès Contournements possibles: adresses privées (e.g. NATs), blocs CIDR etc. – Même avec cela la limite sera atteinte dans les prochaines années À lorigine ce nétait un problème que pour certaines régions (Chine, Inde …) Pas de retro compatibilité, IPv6 pas aussi mature quIPv4 (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 dadresse – 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 lespace) – 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 lon 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 s = Messages indésirables, pour vendre de la drogue, des actions… 2008: 164 milliards de spam quotidien = 97% des s

18 Challenges: Autres Manque de broadcast et multicast efficaces, lunicast est toujours majoritairement utilisé Comment améliorer un réseau en production, critique pour léconomie 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 dipv6 commença en 1991, en ,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" Lobjectif 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 datteindre les régions les plus reculés du monde, peut être même dautres planètes Future Internet Design (FIND) fondé par la NSF travaille sur une nouvelle définition et une implémentation dici 2020 – 50 projets ont été lancés (0,5-1 million $) en 2006, maintenant (2010) restreint à 2-4 avec jusquà 9 millions de US$

20 Comment les choses ont changé - Ce nest plus linternet dantan Les jeunes daujourdhui grandissent avec des attentes différentes: – Quest ce quun 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 (nimporte qui peut publier) Et ce sont les dirigeants de demain En % de tous les utilisateurs dinternet étaient américains, ils représentent maintenant moins de < 15%. En 2014 le trafic IP global dépassera 767 Exaoctet (10^18, ¾ zettaoctet) – CAGR 34% – 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 dobjet 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 cest acceptable

21 Changements: Ubiquité/Mobilité Smartphones (c.f autre présentation) WiFi 257 millions dabonnés au haut débit mobile en 2007 – 85% daugmentation annuelle - 2,5 milliards en 2014 GPS et géolocalisation – Pour la langue, la monnaie, publicités ciblées… Fin % des avions commerciaux américains (sur une flotte de 3 500) auront le WiFi Université > Travail > Maison (Haut débit DSL, câble, FTTH)

22 Couverture haut débit Akamai 2Mbps

23 Changements: Voix VoIP, e.g. Skype, initialement pour économiser le coût des appels téléphoniques – 40 millions daméricains utilisent maintenant la voix sur IP pour communiquer Skype utilise internet pour transporter la voix Intégration avec dautres 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 en 17 ans Le trafic vidéo dépasse le trafic P2P depuis fin 2010 Les utilisateurs de vidéo étaient plus dun 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 lapplication 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 daccueil remplacent les fixes, les netbooks/OLPC prennent le pas sur les portables Smartphones, Smartbooks (mélange de téléphone et netbooks) – Vise une autonomie batterie dun jour ou plus (e.g. processeur ARM, gestion dénergie) – Les ventes de-Books Amazon dépassent déjà les ventes de livres, et les ventes du Kindle ont triplé lannée dernière (Juillet 2010) LiPAD est arrivé au bon moment – Initié en tant que « Penpoint » a la fin des années 80. Mais 6 ans et 75 millions dinvestissements plus tard le projet est abandonné – Le Newton développé par Apple dans les années 90 a disparu – Ensuite les PalmPilot – LiPAD nécessite des processeurs plus rapides, moins consommateurs et moins chers, Internet et une bonne connexion sans fil LiPAD 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 dutilisateurs = plus de bénéfices Quest ce que la loi de Metcalf? – C.f. linformatique domine par Microsoft Actuellement risque dêtre 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 lEurope, Facebook & Apple décident quelles sont les applications autorisées – Discrimination du trafic pouvant mener à des abus au lieu dassurer 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 délectricité Communications Gouvernement/citoyens Banques, finance etc. Nécessité dêtre écologique – La consommation dénergie a doublé entre – 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 d1 million en 25 ans

28 Convergence voix/données Les mobiles ont dépassé en nombre les fixes en 2001, le nombre de fixe a cesser daugmenter depuis Mobiles = population mondiale en 2011 Utilisateurs dinternet = population en 2020 (croissance plus lente) Les Smartphones ont besoin dinternet mais en même temps favorisent son extension

29 Plus dinformation Prévisions sur la vidéo par Cisco – ns827/white_paper_c _ns827_Networking_Solutions_White_Paper.htm l ns827/white_paper_c _ns827_Networking_Solutions_White_Paper.htm l Prévisions par Network World – vision-predictions.html?page=1 vision-predictions.html?page=1 Le futur Internet – vision.html?ts vision.html?ts Carte de la pénétration dInternet – news.bbc.co.uk/2/hi/technology/ stm news.bbc.co.uk/2/hi/technology/ stm


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