ProspecTIC

Mots-clés : Protocoles, Annexes-2008

Les différentes solutions proposées pour permettre à l’internet de passer à l’échelle avec l’augmentation du nombre d’utilisateurs, d’objets et d’applications critiques, sont à la fois concurrentes et complémentaires. Elles font appel à des approches et même des cultures différentes. Elles se concentrent sur des couches de communication qui ne sont pas les mêmes.

Notion de base : la communication, une histoire de couches Les différents protocoles de communication s’empilent les uns sur les autres pour permettre une communication complète de bout en bout. Le modèle le plus connu de communication, appelé « modèle OSI », propose 7 couches. Nous allons surtout lister les premières qui nous intéressent ici pour comprendre les évolutions proposées par IP. Le niveau 1, appelé « couche physique », propose les protocoles qui sont adaptés au support physique de communication. Certains protocoles sont adaptés aux réseaux radio (en fixant par exemple la fréquence sur laquelle sont transmises les données) alors que d’autres sont adaptés aux fibres optiques (Sonet)… Le niveau 2, appelé « couche liaison », gère la transmission directe entre deux points situés sur le même réseau physique. Dans le cas d’un réseau de type Ethernet [1] où plusieurs équipements peuvent être branchés sur un même câble, cela nécessite que les ensembles de données (qui dans ce cas s’appellent « trame ») transportent également l’adresse  de la source et l’adresse du destinataire dans ce réseau physique (pour Ethernet on parle d’adresses MAC). Le niveau 3, appelé « couche réseau », permet d’interconnecter plusieurs réseaux physiques pour constituer un plus grand réseau. Des « routeurs » situés entre deux réseaux physiques orientent des « paquets de données » de proche en proche pour qu’ils atteignent leur destination. Les paquets doivent donc contenir une adresse globale pour la source et une adresse globale pour la destination. Les routeurs (ou les commutateurs dans d’autres cas) doivent alors trouver le chemin que les données doivent suivre pour se rendre de la source à la destination. Tout se passe un peu comme avec la numérotation téléphonique : nous devons juste connaître le numéro de téléphone de la personne que nous souhaitons appeler. Le réseau téléphonique se charge de déterminer le chemin à suivre sans que nous ayons besoin de connaître l’ensemble des réseaux téléphoniques pour déterminer par où notre appel doit passer. C’est à ce niveau que se situe IP (Internet Protocol). Il propose des « adresses IP » globales pour les systèmes connectés. D’immenses « tables de routage » permettent ensuite aux routeurs de définir les routes possibles entre une source et une destination. Chaque couche est indépendante des autres. Cette approche permet de constituer un même réseau de réseaux sur des médias physiques très différents (câble blindé, paire téléphonique, ondes radio, fibre optique…). La décomposition des données en petites unités pour faciliter leur transport n’est pas forcément la même à chaque niveau ; ainsi les « paquets IP » peuvent être encapsulés dans « des trames » du niveau 2 qui elles-mêmes sont encapsulées dans un système physique qui les transporte. Les couches s’empilent ainsi les une sur les autres jusqu’à la septième qui accueille les différents protocoles applicatifs (« http » pour le Web, « smtp » et « pop » pour la messagerie…). Les différents niveaux de communication permettent une virtualisation où chaque nouveau niveau cache la complexité des couches inférieures .

Différentes solutions sont proposées pour palier aux limitations de la version actuelle des protocoles internet :

• IPv6, surtout soutenu en Asie mais qui commence à être déployé en France par les fournisseurs d’accès, propose une solution sur la « couche réseau » (3) comme la version précédente de l’IP. Il définit un nouveau champ d’adresses immense qui pourrait également être utilisé par d’autres types de réseaux (6LowPAN, par exemple, pour les réseaux d’objets). Il intègre également, comme des extensions dans le protocole, des fonctionnalités qui n’étaient jusqu’à présent qu’optionnelles.
• Le NGN, principalement défendu par les opérateurs de télécommunications, préfère construire les chemins au niveau de la « couche liaison » (2) afin d’accélérer le traitement  et de baisser les coûts. Si les adresses globales dans le réseau restent de type Internet (couche 3), l’établissement des chemins entre les différents réseaux physiques se fait au niveau 2 soit par commutation (établissement d’un chemin qui sera affecté à toutes les données ayant la même source et le même destinataire, proposition de la plupart des acteurs), soit par routage (établissement du chemin pour chaque paquet de données, solution prônée par IEEE).
• L’autonomic Computing, sur lequel l’Europe est bien placée, consiste à fournir à chaque algorithme des différentes couches de communication dans les routeurs, les informations pour qu’ils puissent s’adapter au contexte local afin d’agir dans le sens de buts définis globalement [2]. Cela se fait en général en ajoutant un « plan de connaissance » dans le réseau. Cela permet aux routeurs de s’adapter eux-mêmes au contexte pour éviter la multiplication des erreurs de configuration dues aux limites cognitives des opérateurs humains.
• Les routeurs virtuels, sur lesquels les Etats-Unis ont un cran d’avance, consiste à couper la « couche physique » (1) en deux : le réseau physique et la partie physique des  routeurs, permettent à différents réseaux virtuels indépendants de cohabiter, chacun pouvant répondre à des besoins propres (réseaux internet multimédia, réseaux peu consommateurs d’énergie pour les objets, réseaux à sécurité garantie pour les banques ou les militaires…). L’initiative GENI d’Intel devrait permettre d’avoir rapidement des routeurs génériques avec des prix à la baisse.

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Notes

[1]  A ne pas confondre le réseau Ethernet qui se situe au niveau 2 et le réseau de réseaux internet qui lui est au niveau 3.
[2]  A partir de la définition proposée par Guy Pujolle