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.