ARPANET: Internet à ses débuts

Tout le monde ou presque connaît Internet - même ceux qui n'y ont pas accès ont une idée de ce qu'est ce réseau mondial. Mais avez-vous déjà entendu parler d'Arpanet ? Il s’agit du réseau qui existait avant Internet. Bien que ce réseau ait cessé d'exister en 1990 et qu'il ait été largement oublié depuis, la connaissance de son fonctionnement et l’histoire de son développement nous permet de mieux comprendre l'Internet d'aujourd'hui. Alors : qu’est-ce qu’Arpanet ?

Les années 60 ont été marquées par l’avènement de l'informatique. Pour les utilisateurs individuels, les appareils étaient généralement hors d'atteinte en raison de leur prix. Cependant, dans les domaines de la recherche scientifique et de l'armée, il était déjà presque devenu inimaginable de travailler sans ordinateur. Ces appareils devenaient également de plus en plus importants pour les grandes et moyennes entreprises. Afin d'accélérer l'échange d'informations, beaucoup ont essayé de connecter leurs réseaux pour échanger aussi rapidement que possible. En effet, dans les années 60, les scientifiques envoyaient encore des données sous forme d'imprimés - un processus laborieux et chronophage. De plus, le contexte historique doit être pris en compte afin de pouvoir situer correctement le développement d'Arpanet : les Etats-Unis étaient au beau milieu de la guerre froide contre l'Union soviétique.

À cette époque, ces deux pays n'étaient pas seulement engagés dans une folle course aux armements et dans des guerres par procuration, mais ils essayaient aussi de se surpasser l'un l'autre sur le plan scientifique, en particulier dans le domaine de la conquête spatiale. Compte tenu de la situation politique de l'époque, il n'est guère surprenant que les missions de mise en place d'un réseau informatique américain proviennent de l'armée, et plus précisément de l'Advanced Research Projects Agency (ARPA). Le président de l'époque, Dwight D. Eisenhower, avait déjà fondé l’ARPA en 1958 en tant qu'agence du ministère de la Défense, en réponse au lancement du satellite soviétique Spoutnik.

Afin de mieux coordonner les projets scientifiques et de rattraper les recherches de l'Union soviétique, cette nouvelle autorité avait pour mission d'organiser les projets de recherche militaire de manière centralisée (sous le nom de DARPA, cette autorité est d’ailleurs toujours active aujourd'hui). A cette fin, un projet a été consacré à la mise en réseau des ordinateurs de diverses institutions de recherche universitaire. En 1962, l'informaticien et psychologue J.C.R. Licklider a pris la direction de l'ARPA. Il avait déjà une idée précise des réseaux et a pu inspirer les deux pionniers de l'informatique, Robert Taylor et Ivan Sutherland, avec sa vision. Dès lors, ces deux informaticiens ont mené des recherches à propos d’un réseau décentralisé (Licklider lui-même a quitté ARPA et le projet en 1964).

Au départ, il n'y avait aucun soutien de la part du ministère de la Défense. Mais en 1965, les travaux de recherche se sont avérés très fructueux pour finalement être achevés en 1969. BBN Technologies, une société informatique pour laquelle Linklider a longtemps travaillé en tant que vice-président, a ensuite été chargée de la mise en œuvre technique.

Le 29 octobre 1969, environ trois mois après que Buzz Aldrin et Neil Armstrong aient posé le pied sur la lune, le programmeur Charley Kline a pu envoyer le premier message entièrement lisible via ARPANET : « login ». A cette époque, le réseau encore tout neuf comprenait exactement quatre ordinateurs dans quatre endroits différents : Université de Californie Los Angeles (UCLA), Université de Californie Santa Barbara (UCSB), Stanford Research Institute (SRI International) et l’Université de l'Utah (UU).

Progressivement, le réseau s'est étendu et d'autres universités et autorités américaines furent reliées entre elles. En 1973, le réseau a fini par franchir l'Atlantique et à être adopté en Europe. En 1983, le protocole réseau TCP/IP fut également utilisé pour Arpanet, faisant de l'ancien réseau une partie intégrante d’Internet. En 1990, Arpanet a finalement été abandonné et remplacé par le NSFNet, qui existait depuis 1985. NSFNet fut ensuite abandonné à son tour en 1995.

Plusieurs développements techniques et concepts informatiques ont contribué à la création d'Arpanet. Certaines des inventions fondamentales n'ont pas été réalisées par les scientifiques eux-mêmes, mais par d'autres chercheurs, dans l'esprit d'une culture du savoir ouverte et mondiale.

L'idée de base est venue de J.C.R. Licklider et s'est manifestée dans sa vision d’un réseau informatique intergalactique. Il voulait développer un réseau qui fonctionne indépendamment de l'emplacement de l'ordinateur, des systèmes utilisés et, idéalement, même si l'utilisateur avait peu de connaissances en informatique. Au sein de tels réseaux, les participants devraient tous être capables de communiquer entre eux (ceci s'applique à l’utilisateur ainsi qu’à la machine). Bien que les nœuds étaient (et sont toujours) nécessaires à cet objectif, il n'existe pas de point central à partir duquel les données peuvent être distribuées.

Cela signifie que l'idée d'une connexion de bout en bout (comme les appels téléphoniques), qui prévalait à l'époque, a été abandonnée : les appels téléphoniques sont pris par une interface centrale et ensuite transmis par les standardistes, ce qui veut dire qu'une ligne directe est établie vers le destinataire.

Les paquets de données sont envoyés vers le réseau décentralisé. Cependant, toutes les informations à transmettre ne sont pas mises dans un même paquet avant d’être envoyées. Elles sont plutôt divisées en plusieurs paquets, et cela porte le nom de commutation de paquets. Chaque paquet fonctionne indépendamment des autres (à savoir, les autres paquets qui transmettent une partie de l'information). Cela signifie également que les paquets peuvent prendre des routes différentes en raison de l’absence de connexion de bout en bout. Les paquets sont ensuite assemblés une fois qu'ils sont reçus. La commutation de paquets fonctionne différemment de la commutation de circuits, que vous connaissez probablement en raison des réseaux téléphoniques.

L'avantage de la commutation par paquets est que le réseau est utilisé de manière beaucoup plus efficace. Plusieurs participants partagent les mêmes canaux et envoient leurs données en les utilisant de manière équitable. En conséquence, l'Arpanet a également posé les bases de ce que notre société appelle aujourd'hui la neutralité du net. De plus, l’existence de plusieurs routes réduit considérablement la probabilité d’une panne totale de réseau.

Pour que les différents ordinateurs (basés sur des systèmes différents) puissent communiquer entre eux, il était nécessaire de créer des interfaces pour réguler la communication entre les participants. Pour ce faire, les chercheurs ont d'abord mis en place une solution logicielle, avant de finalement décider de connecter des mini-ordinateurs entre les ordinateurs normaux et le réseau. Ces processeurs de messages d'interface (Interface Message Processor, IMP) étaient plus petits que les ordinateurs classiques dont la taille prenait à l’époque toute une pièce, et assuraient l'interopérabilité du réseau.

Construits par BBN Technologies, les IMPs étaient basés sur les mini-ordinateurs de Honeywell. Leur fonction serait aujourd'hui comparée à celle d'un routeur : les paquets de données sont envoyés grâce à eux aux bons destinataires. Le récepteur IMP envoie ensuite une confirmation, mais seulement si le paquet arrive sans erreur. Dans le cas contraire, la transmission sera immédiatement redémarrée par l’expéditeur. A ses débuts, Arpanet avait une vitesse de 50 kbit/seconde et fonctionnait par le biais de lignes téléphoniques.

Afin de permettre aux IMPs de communiquer entre eux, BBN Technologies a introduit une nouvelle norme : le protocole 1822, nommé d'après le rapport BBN 1822, dans lequel l'entreprise décrit le protocole pour la première fois. Dans ce protocole, les formalités requises pour la communication au sein d'Arpanet ont été décrites de manière spécifique. Comme seuls les mini-ordinateurs intermédiaires devaient se conformer à ces réglementations (la connexion de l'hôte à l'IMP devait être gérée par chaque site séparément), le protocole garantissait l'interopérabilité.

Le protocole exigeait que le paquet contienne deux sections : l'information (ou une partie de celle-ci) que vous voulez transmettre et un en-tête. Cette section d'en-tête contient également une adresse de destination numérique (comparable à l'adresse IP) avec laquelle l'expéditeur IMP peut déterminer le récepteur IMP afin que les paquets arrivent au bon endroit. Les paquets avaient une taille maximale de 8159 bits, dont 96 étaient réservés pour l'en-tête.

Le Network Control Program (ou NCP, « programme de contrôle du réseau ») est également un protocole. Cependant, ce dernier est utilisé au niveau intermédiaire (couche transport) de la communication. Ce niveau est donc plus élevé que celui du protocole 1822, qui peut être situé sur les trois niveaux inférieurs de l'architecture réseau : couche physique, couche de liaison de données et couche réseau. Les principales tâches du NCP sont d'établir, de couper, ou de rediriger les connexions entre deux hôtes. Afin de pouvoir établir une connexion à tout moment, un logger a été intégré au protocole. Ce service a pour rôle de prendre en compte les tentatives de connexion venant d'autres ordinateurs hôtes.

Le Network Control Program laissait place le 1er janvier 1983 à son successeur TCP/IP (la même famille de protocoles réseau sur laquelle Internet est encore actuellement basé). Cette journée de commutation connue sous le nom de Flag Day était relativement complexe puisque les différents protocoles ne peuvent pas être utilisés parallèlement. En d’autres termes, il n'est pas possible pour les hôtes utilisant NCP de communiquer avec les hôtes utilisant TCP/IP. Il était donc nécessaire de redémarrer la totalité du réseau à la date du grand remplacement.

Bien que le système d'exploitation Unix ne soit pas directement lié à Arpanet, le développement des deux technologies s'est déroulé en parallèle. Unix et le langage de programmation C (sur lequel est basé le fonctionnement du réseau) ont influencé le développement d'Arpanet. Le logiciel pouvait déjà être utilisé sur de nombreuses plateformes différentes à l'époque. Ceci a fait d'Unix un standard dans ce nouveau réseau. L'uniformité qui en résulte simplifie l'introduction d'applications et de protocoles obligatoires.

De nombreuses personnes considèrent que la principale avancée permise par Arpanet est d'avoir ouvert la voie à Internet. Mais Arpanet a également apporté de grands avantages à ses universités associées dans les premières décennies ayant suivi son développement : il a rendu possible l’exécution de programmes sur des ordinateurs distants. Le service correspondant était (et est toujours) connu sous le nom de « Remote job entry » ou NETRJS. Afin de bien comprendre l'importance de cette avancée, il faut savoir que la puissance de calcul de la plupart des ordinateurs de l'époque était bien inférieure à celle de ceux d’aujourd'hui. Le fait que les scientifiques aient pu utiliser les ressources des ordinateurs connectés a permis de travailler beaucoup plus efficacement.

Deux éléments faisant toujours partie intégrante du réseau mondial actuel ont été introduits dès les premiers jours d'Arpanet : les connexions FTP et la messagerie électronique. Ces deux services ont en effet été mis en place en 1972. Le protocole de transfert de fichiers (FTP) a rendu possible l’échange de fichiers entre deux hôtes. La messagerie électronique, quant à elle, est un élément rapidement devenu familier à tous les internautes. A cette époque, les deux programmes READMAIL (read mail) et SNDMG (send message) ont été développés, permettant aux utilisateurs d'Arpanet d'envoyer et de recevoir des messages textuels par voie électronique. Ils ont tous les deux été programmés par Ray Tomlinson, qui travaillait pour BBN Technologies à l'époque. On peut aussi le remercier pour le signe @, qui sert à distinguer le nom de l'utilisateur du nom du serveur.

Telnet est un autre service faisant toujours partie d’Internet mais ayant perdu beaucoup de son importance depuis son invention. Ce protocole client-serveur permet d'accéder à un autre ordinateur via une connexion à distance. Avec la console d'entrée, les utilisateurs peuvent exécuter des commandes sur d'autres ordinateurs pour rechercher des bases de données ou lancer des programmes, par exemple. Aujourd'hui cependant, ce service n'est pas vraiment utilisé. Bien que Telnet offre un certain nombre d'avantages (par exemple, ce protocole est multiplateforme), il présente également un inconvénient non négligeable : puisque l'échange de données n'est absolument pas crypté, les points d'accès sont des points d'entrée pour les cybercriminels. Ainsi, plutôt que Telnet, c’est le protocole SSH et son cryptage qui sont utilisés de nos jours.

La plupart des gens s’accordent à dire qu’Arpanet a eu une grande influence sur l’Internet d’aujourd’hui. Qu’est-ce que ça veut dire exactement ? Arpanet était bien plus qu’Internet avec un autre nom. Certaines des innovations apportées dans les années 60 et 70 par ARPA et BBN Technologies sont toujours utilisées aujourd’hui (comme par exemple les e-mails et le protocole de transfert de fichiers). Cependant, le concept d’un réseau décentralisé et géographiquement indépendant demeure l’élément ayant probablement mené au développement d’Internet.

D'autres aspects de la communication entre ordinateurs ont beaucoup changé, à tel point que leurs origines sont difficiles à retracer aujourd'hui. Pour beaucoup, il n’est pas aisé d'imaginer que des tâches actuellement réalisées par de petits routeurs étaient auparavant réalisées par des IMP (Interface Message Processor) de la taille d'un réfrigérateur. Un autre facteur décisif a été le développement des protocoles TCP/IP, une technologie également développée par les informaticiens de l'ARPA. Ethernet, une technologie réseau, a également été développé au sein de l'environnement Arpanet et demeure encore un standard en matière de réseaux.

Mais ce qui n'existait pas à l'époque (et représente probablement l'une des principales différences entre Arpanet et Internet), c’est le World Wide Web. Ce système hypertexte a été développé par Tim Berners-Lee en 1989, peu avant que le projet Arpanet ne soit abandonné. Auparavant, l'information n'était pas accessible dans le réseau des serveurs disponibles et devait être demandée individuellement aux hôtes. Aussi, en 1969, les premiers navigateurs Web étaient bien loin de voir le jour.