Précurseur de l’Internet d’aujourd’hui, le réseau Arpanet a été créé par le ministère américain de la Défense en 1969. C’est néanmoins en France et dans les laboratoires d’Inria que certaines bases du protocole de commutation de paquets ont été inventées quatre ans plus tard. L'Arpanet aurait eu 50 ans cette année. Le premier "réseau à transfert de paquets", développé par l'Agence pour les projets de recherche avancée de défense américaine (la DARPA), a créé tous les protocoles qui ont permis la naissance de son héritier : internet.
Les origines et le contexte de la création d'ARPANET
L’histoire d’Internet plonge ses racines dans les années 1960, voire plus tôt si l’on considère par exemple les rêves de bibliothèques universelles, bien antérieurs, ou encore le développement de l’informatique après la Seconde Guerre mondiale et l’apparition des premiers réseaux de données. Dans les années 1950 est ainsi conçu un réseau militaire, Sage, pour protéger l’espace aérien des États-Unis dans le contexte de la guerre froide.
En octobre 1957, les Américains apprennent que les Soviétiques viennent de lancer avec succès un premier satellite dans l’espace : Spoutnik. A la Maison-Blanche, la nouvelle fait l’effet d’une bombe. Voilà les Etats-Unis à portée de tir des missiles intercontinentaux ! Dans les semaines qui suivent, le président Eisenhower consulte beaucoup. Des militaires, bien sûr, mais aussi des scientifiques. Comment faire pour mettre le territoire américain à l’abri d’une attaque nucléaire ? Comment rattraper les Soviétiques, qui, avec Spoutnik, semblent avoir pris une longueur d’avance ? Quelles pistes de recherches privilégier ? C’est ainsi qu’est créée, au début de l’année 1958, l’Advanced Research Projects Agency, l’Arpa.
Au sein d’une agence de sécurité américaine à but non lucratif, la Rand Corporation, Paul Baran (1926-2011) commence ainsi à penser à un réseau plus distribué : au lieu de l’organiser en étoile autour d’un centre vital pour le fonctionnement du réseau, dont l’attaque empêcherait tout le fonctionnement du réseau, il imagine un système plus résilient car distribué entre plusieurs ordinateurs. Il conçoit également un système de circulation de l’information distribué, et qui est toujours utilisé dans Internet aujourd’hui : il s’agit de découper les messages qui circulent dans un réseau en petits paquets, afin de rendre plus difficiles leur interception, leur perte ou leur blocage en cas de destruction de certains points d’échanges et lignes du réseau. C’est ce que l’on appelle la commutation de paquets.
Cette agence militaire, née dans le contexte de la guerre froide en même temps que la NASA (National Aeronautics and Space Administration), en 1958, est composée de scientifiques chargés de développer des projets innovants pour soutenir la puissance des États-Unis en matière de nouvelles technologies. L’ARPA lance au milieu des années 1960 le premier projet de grande envergure d’un réseau distribué à commutation de paquets. L’équipe de ce qui devient le réseau ARPANET veut également concevoir un réseau hétérogène, c’est-à-dire constitué de machines de constructeurs différents.
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Le rôle clé de la DARPA et des universités américaines
En réalité, ce réseau dédié au transfert de paquets de données est envisagé depuis 1966, lorsque la DARPA, l'Agence pour les projets de recherche avancée de défense (Defense Advanced Research Projects Agency), une antenne du département de la Défense des États-Unis finance à hauteur d'un million de dollars un projet visant à relier les universités en contrat avec l'agence à un même réseau, délocalisé, pour transférer des fichiers entre ordinateurs. Le réseau téléphonique n'étant pas adapté, il est décidé d'utiliser la commutation par paquets, qui consiste à découper les données avant de les envoyer d'un point à un autre.
À l’ARPA, mais aussi dans les universités américaines comme Stanford ou UCLA, et au sein de l’entreprise BBN (Bolt, Beranek and Newman) qui participe activement à mettre en place les équipements pour ARPANET, des équipes rendent le réseau opérationnel à partir de 1969, date de la première interconnexion par l’ARPA d’ordinateurs de constructeurs différents dans quatre universités aux États-Unis.
Le 29 octobre 1969, il y a maintenant 50 ans, le réseau Arpanet effectuait sa première communication. Les trois dernières lettres de ce premier message, le simple mot "login", mettent plusieurs heures avant de parvenir à destination mais qu'importe, le Advanced Research Projects Agency Network, ou ARPAnet, a rempli sa première mission : des paquets de donnée ont transité avec succès entre l'université de Californie à Los Angeles (UCLA) et l'Institut de recherche de Stanford.
Les acteurs clés dans le développement d'ARPANET
Plusieurs figures ont joué un rôle essentiel dans la naissance d'ARPANET. Lawrence G. Roberts, un informaticien, physicien et mathématicien américain, ayant intégré l’ARPA, il élabore un projet appelé Arpanet en 1967. L’objectif de cet ancêtre d’Internet est d’arriver à transmettre une information d’un ordinateur à un autre en passant par un réseau téléphonique.
En 1961, l’US Air Force confie en effet à l’Arpa un Q-32, un énorme ordinateur construit par IBM. Il s’agit de concevoir, avec la société System Development Corporation (SDC), un sous-traitant habituel du Pentagone, un programme destiné au commandement des bombardements stratégiques. Pour gérer ce contrat, Jack Ruina se met en quête d’un spécialiste des questions informatiques. Son choix se porte sur Joseph Licklider, un docteur en psychoacoustique de l’université de Rochester devenu l’un des grands spécialistes des technologies de l’information. En 1962, Licklider accepte de rejoindre l’Arpa et de prendre la direction d’un bureau « contrôle-commande » en charge du contrat Q-32. Jack Ruina fait également appel à un autre « as » de l’informatique, en l’espèce Fred Frick, un ancien collègue de Licklider au Lincoln Lab, le laboratoire fédéral créé au sein du MIT pour développer le système SAGE.
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En 1966, Taylor obtient du directeur de l’Arpa, Charles Herzfeld, la création d’un programme spécial doté d’un budget de 1 million de dollars. Pendant deux années encore, le directeur de l’Ipto va travailler d’arrache-pied sur la conception de ce réseau informatique. Il va, dans l’affaire, bénéficier de l’aide précieuse d’un jeune scientifique du Lincoln Lab qui, lui aussi, a accepté de rejoindre l’Ipto : Larry Roberts.
Parmi les personnes ayant participer aux projets de recherche : Licklider de Bolt, Beranek, Newman, Ivan Sutherland, Bob Taylor Paul Baran, Donald Davies. Les protocoles de communication TCP / IP ont été développés pour l’ARPANET par les informaticiens Robert Kahn et Vint Cerf ; et ont intégré les concepts du projet français CYCLADES dirigé par Louis Pouzin.
Les principes fondateurs d'ARPANET
La création du projet ARPANET repose sur quelques principes de base. C’est ce que nous vous proposons de détailler dans ce paragraphe.
Le meilleur moyen pour transmettre des informations est de découper les messages sortants en plusieurs morceaux plus légers, donc plus facile à envoyer. Expédiés séparément, ils sont recomposés à l’arrivée sur l’ordinateur destinataire. Un nouveau protocole appelé TCP/IP augmente la sécurité de ce découpage en morceaux et garantit leur bonne livraison. Cette uniformisation des protocoles de transfert, imaginée par Vinton Cerf et Robert Kahn, marque la naissance officielle d’Internet.
La méthodologie de commutation de paquets utilisée dans ARPANET était basée sur les concepts et les conceptions des Américains Leonard Kleinrock et Paul Baran, du scientifique britannique Donald Davies et de Lawrence Roberts.
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Assez rapidement, l'idée est évoquée de créer non pas un unique ordinateur dédié pour faire transiter les informations, mais un petit réseau d'ordinateurs, les Interfaces Messages Processors (considérés comme les ancêtres des routeurs), qui permettent d'assurer une connexion en réseau. Créé en pleine guerre froide, le réseau Arpanet a un autre avantage : il offre la possibilité de contrer les dégâts potentiels d'une bombe atomique, puisque l’interconnexion des différents nœuds du réseau permet à l'information de continuer à circuler malgré la destruction d'un ou plusieurs nœuds.
Contrairement à une légende solidement établie, cette architecture n’est pas choisie pour permettre au système de continuer à fonctionner en cas d’attaque nucléaire.
L'évolution d'ARPANET et sa transformation en Internet
Les interconnexions de centres de recherche (universitaires et militaires) augmentent ensuite rapidement. Dès 1972 des liaisons internationales existent avec le Norsar, un centre de recherche dédié notamment à la détection de séismes en Norvège, et avec l’University College of London en Angleterre. La même année naît un groupe de réflexion international, l’International Network Working Group, où commencent à être discutées les bases de ce qui deviendra plus spécifiquement Internet. Des chercheurs britanniques et français ont contribué à ces échanges.
Le 29 octobre 1969 à 22 h 30, Charley Kline, un programmeur de l’université de Californie (Ucla), envoie à l’Institut de recherches de Stanford le premier message électronique par le réseau informatique Arpanet. Il ne comporte qu’un mot : « login « . Les lettres « l » et « o » arrivent sans encombre jusqu’au destinataire. Puis le système s’interrompt, victime d’un bug. Le mot entier ne sera transmis qu’une heure plus tard. Un mois plus tard, le premier lien Arpanet permanent est établi entre l’université de Los Angeles (Ucla) et l’Institut de Stanford. En 1970, dix-huit liens auront déjà été créés entre des universités américaines. Ils seront 213 en 1981. La première liaison transatlantique, elle, aura été établie dès 1973 avec l’Institut norvégien d’études sismiques.
En 1972 est lancé à l’IRIA le projet français Cyclades, réalisé par une équipe dirigée par Louis Pouzin. Comme Arpanet, il utilise la commutation de paquets dans le réseau Cigale.
Au vu de la démocratisation du réseau Arpanet, la DARPA se sépare de sa gestion en créant un réseau propre aux forces armées américaines, le Military network, MILNet. C'est la National Science Foundation qui prend en charge la transition vers une utilisation tout public : l'adoption d'un nouveau protocole, TCP/IP, a permis de faciliter le transfert des données et peu à peu "internet" se substitue à "Arpanet".
En 1974, avec la définition des premières bases du protocole TCP/IP, l’idée se fait jour d’aller vers un « réseau des réseaux ». Alors qu’en 1983 ARPANET est totalement converti à TCP/IP, le réseau se scinde en deux parties : une branche qui reste proprement militaire, Milnet, et un réseau aux usages civils, Internet.
En 1984, tous les sites d’Arpanet basculent sur le standard TCP-IP d’Internet. Il n’y a pas de différence de nature ni d’ADN entre Arpanet et Internet, comme certains ont voulu le faire croire. C’est le même réseau avec les mêmes applications. Simplement la nouvelle plate-forme de transmission, désormais plus largement acceptée, permet le raccordement d’autres réseaux, et Internet devient davantage un réseau de réseaux.
L’accès a été élargi en 1981. Lorsque la National Science Foundation (NSF) a financé le Computer Science Network (CSNET). En 1982, la suite de protocoles Internet (TCP/IP) a été introduite en tant que protocole réseau standard. Au début des années 1980, la NSF a financé l’établissement de centres nationaux de superordinateurs dans plusieurs universités. Elle a assuré l’interconnectivité en 1986 avec le projet NSFNET ; qui créait également un accès au réseau des superordinateurs aux États-Unis auprès d’organismes de recherche et d’éducation. Enfin, ce réseau a été déclassé en 1990.
La contribution française et européenne
Des Européens en immersion dans des équipes d'ARPANET ? Je ne me rappelle pas, mais des Européens ont apporté des contributions importantes. Un des membres de la petite équipe française Cyclades - dirigée par Louis Pouzin (1931-) et qui crée en France un projet très proche d’ARPANET au début des années 1970 -, est d’ailleurs aux États-Unis en 1973 : Gérard Le Lann travaille alors auprès de Vinton Cerf (1943-).
J'ai commencé à participer au projet ARPANET alors que le protocole TCP/IP était en cours de définition, et je me suis intéressé aux problèmes de synchronisation et de contrôle des flux dans les protocoles dits "de bout en bout". J'avais rejoint le projet Cyclades pour créer une équipe à Rennes, où je bénéficiais d'un centre informatique bien organisé. J'ai décidé de mettre en place un programme de travail spécifique après avoir appris qu'un compilateur Simula-67 était disponible. Pourquoi ne pas développer un simulateur basé sur les événements pour révéler les causes des dysfonctionnements présentés par les premiers protocoles Cyclades, inspirés en partie par le protocole NCP ? L’idée s’est révélée bonne. Simula-67 était le premier langage orienté objet jamais créé et la programmation dans ce langage s'est avérée incroyablement plaisante et efficace. Les simulations ont été centrées sur la couche de transport (couche 4), tandis que du côté d'ARPANET, ils étudiaient les problèmes des couches 3 et 4 (l'organisation des couches n'était pas encore très claire). J'ai choisi de ne prendre en compte que les connexions de bout en bout entre les ordinateurs, et non pas les nœuds de commutation de paquets (nœuds Cigale ou IMP ARPANET).
Quand Louis Pouzin m'a engagé, il m’a dit qu'il voulait quelqu'un issu du projet Cyclades qui pourrait travailler en immersion sur un site ARPANET. J'ai donc entamé une tournée des centres ARPANET au printemps 1973. Vinton Cerf venait juste d'être nommé professeur au Digital Systems Lab de Stanford. Quand je l'ai rencontré, j'ai su que mon choix était fait, tant pour les échanges scientifiques haut niveau que pour le contact humain. J'avais apporté les résultats de mes simulations et Vint m'a dit qu'ils étaient très utiles, car le protocole NCP devait être remplacé par d'autres (TCP et IP étaient en préparation).
Toujours utilisé dans Internet aujourd’hui, TCP/IP retient notamment pour la commutation de paquets l’idée française de l’équipe Cyclades de faire circuler les paquets d’information d’un même message selon un routage adaptatif (plutôt que de les faire tous se suivre dans l’ordre) : les paquets s’éparpillent dans le réseau et suivent les chemins les plus commodes avant d’être rassemblés à destination grâce aux en-têtes dont ils sont munis, pour reformer le message original.
Les défis et les enjeux de l'évolution d'Internet
Nous n'avions pas prévu les cyberattaques, les menaces sur la vie privée ou le cyberespionnage. Nous étions fermement convaincus que nous étions en train de développer un outil qui allait servir l'humanité, et personne n'a pensé qu'il pourrait être utilisé à des fins malhonnêtes. Il n'y a ni algorithmes de chiffrement, ni schémas de pseudonymie dans l'ADN des protocoles ARPANET.
Si, depuis le milieu des années 2000, les réseaux socio-numériques et des formes facilitées et plus participatives d’interactions dans le monde numérique ont permis des échanges et contributions croissantes de la part des internautes, de nouveaux défis sont aussi à relever. Évasion fiscale, poids des géants des technologies, traçabilité des internautes et revente ou exploitation de leurs données à différentes fins, surveillance du Net par la NSA… les affaires qui interrogent la protection des données sont régulières et les enjeux majeurs. Les sources de tensions sont également nombreuses. Parallèlement continuent de se développer sur le Web des formes alternatives de cultures et de gouvernance, prônant la transparence, l’ouverture ou encore un mouvement participatif et collaboratif, à l’instar de Wikipedia.
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