ARPANET

L'Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET) fut l'un des premiers réseaux opérationnels à commutation de paquets et est largement considéré comme le précurseur d'Internet. Créé en 1969 par l'Advanced Research Projects Agency (ARPA) du département de la Défense des Etats-Unis, il avait pour objectif de permettre une communication efficace entre différents centres de recherche universitaires et gouvernementaux.

Bien qu'issu d'un projet financé par le ministère de la Défense, ARPANET s'inscrivait avant tout dans une démarche de recherche scientifique. Il visait à développer un réseau de communication décentralisé et résilient, capable de continuer à fonctionner même en cas de défaillance d'un nœud ou d'attaques. Dans ce contexte marqué par la guerre froide, l'hypothèse d'un conflit nucléaire accentuait l'importance de cette robustesse. Le réseau introduisit la technologie novatrice de la commutation de paquets, un concept fondamental qui rend possible le transfert rapide et efficace de données sur Internet aujourd'hui.

Objectifs d'ARPANET

Résilience face aux pannes et interruptions

• L'un des objectifs majeurs d'ARPANET était de créer un réseau capable de maintenir les communications en cas de défaillance ou d'interruption, qu'il s'agisse de pannes matérielles ou d'attaques. Si l'idée d'une survie à une attaque nucléaire a souvent été évoquée, l'accent était surtout mis sur la conception d'un réseau décentralisé et robuste, capable de rerouter automatiquement les données autour des nœuds défaillants.
• Grâce à cette architecture distribuée, les informations pouvaient contourner les éléments hors service ou détruits, garantissant la continuité des échanges. Cette résilience aux interruptions constitue une caractéristique essentielle du design d'ARPANET.

Partage des ressources informatiques

• Le réseau avait pour but de permettre le partage de ressources informatiques coûteuses entre centres de recherche universitaires et militaires.
• Ce système optimisait l'utilisation des ordinateurs et serveurs en offrant un accès distant, permettant ainsi à plusieurs institutions d'exploiter efficacement des équipements puissants sans avoir à les dupliquer.

Collaboration entre chercheurs

• ARPANET facilitait la coopération entre chercheurs et scientifiques travaillant sur des projets financés par l'ARPA.
• Le réseau encourageait l'échange d'informations et de données entre laboratoires, améliorant ainsi l'efficacité et la coordination des projets collaboratifs.

Expérimentation de nouvelles technologies

• ARPANET servit de plateforme d'expérimentation pour des technologies innovantes, comme les protocoles de communication. Parmi elles, TCP/IP, adopté officiellement en 1983, devint la base fondamentale de l'Internet.
• Cette phase expérimentale joua un rôle décisif dans l'élaboration de normes qui influencèrent durablement le développement des réseaux informatiques.

Amélioration des communications longue distance

• Enfin, ARPANET visait à améliorer les communications longue distance en offrant une efficacité supérieure aux méthodes traditionnelles, telles que les lignes téléphoniques commutées, moins adaptées à l'acheminement de données numériques.

Mise en service d'ARPANET

ARPANET a été mis en service en 1969 avec quatre nœuds initiaux, installés dans des universités américaines.

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UCLA : University of California, Los Angeles

• Le premier nœud d'ARPANET fut établi à l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA).
• Le tout premier message ARPANET fut envoyé depuis ce site le 29 octobre 1969.
• Le message initial devait être « LOGIN », mais seules les lettres « L » et « O » furent transmises avant que le système ne plante.
• Cet événement est aujourd'hui considéré comme le point de départ officiel de l'ère des réseaux informatiques modernes.

SRI : Stanford Research Institute, Menlo Park

• Le deuxième nœud se trouvait au Stanford Research Institute (aujourd'hui SRI International) à Menlo Park, en Californie.
• SRI développa la première interface utilisateur d'ARPANET, jouant ainsi un rôle central dans l'interaction avec le réseau.

UCSB : University of California, Santa Barbara

• Le troisième nœud fut installé à l'Université de Californie à Santa Barbara (UCSB).
• UCSB participa activement au développement des premières applications réseau et contribua notamment aux recherches qui ouvrirent la voie à l'essor du courrier électronique sur ARPANET.

Utah : University of Utah, Salt Lake City

• Le quatrième nœud fut mis en place à l'Université de l'Utah à Salt Lake City.
• Ce site se distingua par le développement des premiers outils de mesure de performance du réseau, indispensables pour évaluer la stabilité et l'efficacité du système.

NORSAR : Premier nœud international

• NORSAR, un institut de recherche norvégien spécialisé dans la sismologie, fut le premier nœud non américain à rejoindre ARPANET, au début des années 1970.
• Sa mission consistait à détecter les explosions nucléaires au moyen d'un réseau de stations sismiques, renforçant ainsi la collaboration scientifique internationale via ARPANET.

Compléments d'information

Topologie décentralisée

• ARPANET reposait sur une architecture décentralisée, où plusieurs nœuds (ordinateurs) étaient reliés entre eux par des liaisons de communication redondantes.
• Cette conception permettait au réseau de survivre à des pannes locales : les données pouvaient être redirigées vers d'autres chemins, augmentant considérablement la résilience et la robustesse du système.

Protocole TCP/IP

• ARPANET fut le premier réseau à tester puis à adopter le protocole TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol), devenu l'un des piliers de l'Internet moderne.
• Ce protocole assure une communication fiable entre ordinateurs en découpant les données en paquets transmis indépendamment, puis réassemblés à leur arrivée.

Evolution vers Internet

• En 1983, ARPANET abandonna le protocole NCP (Network Control Program) au profit du TCP/IP, marquant une étape décisive dans la naissance de l'Internet.
• Ce changement permit l'interconnexion fluide de réseaux hétérogènes, ouvrant la voie à l'expansion mondiale du réseau des réseaux.

Elargissement

• Au fil des années, ARPANET s'élargit pour intégrer de nombreuses universités et centres de recherche américains.
• Cette extension donna naissance à la première communauté académique interconnectée, favorisant une collaboration scientifique à une échelle inédite.

Démilitarisation

• Bien qu'initialement conçu pour des usages militaires, ARPANET évolua au cours des années 1970 vers des applications civiles et universitaires.
• Cette transition fut essentielle pour permettre l'émergence d'un réseau ouvert, accessible au-delà des cercles militaires, et poser les bases d'un Internet global et public.

Héritage

• ARPANET a transmis un héritage durable en instaurant des principes fondateurs : décentralisation, tolérance aux pannes et interopérabilité.
• Ces concepts structurent encore aujourd'hui l'architecture et les technologies de l'Internet moderne.

Commutation par paquets

ARPANET joua un rôle déterminant dans le développement et la diffusion du concept de commutation par paquets (packet switching). Cette technique de transmission consiste à diviser un message en petites unités appelées paquets, envoyées individuellement à travers le réseau par différents chemins possibles, puis réassemblées automatiquement à leur arrivée à la destination finale.

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Avant l'apparition de cette innovation, la plupart des réseaux de communication reposaient sur la commutation de circuits (circuit switching), une méthode qui établissait une connexion dédiée et continue entre deux points pour toute la durée de la communication. La commutation par paquets introduisit une rupture majeure en permettant une utilisation plus efficace et flexible des ressources réseau.

Commutation de circuits

Etablissement d'un circuit dédié

• Lorsqu'un utilisateur souhaitait communiquer avec un autre, un circuit dédié était établi entre les deux points.
• Pendant toute la durée de la communication, une ligne physique restait réservée exclusivement pour ces deux utilisateurs, y compris durant les périodes de silence.

Exclusivité de la connexion

• Une fois le circuit établi, il demeurait entièrement réservé aux deux parties jusqu'à la fin de l'échange.
• Aucune autre communication ne pouvait emprunter ce circuit durant ce laps de temps.

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⊕ Avantages de la commutation de circuits

1. Qualité de service constante

   • Les circuits commutés offraient une qualité stable, puisque la ligne restait dédiée à la communication.
   • Cela éliminait les délais ou pertes liés au partage de ressources, assurant une transmission fluide.

2. Transmission de la voix en temps réel

   • Cette méthode était particulièrement adaptée à la téléphonie, car elle permettait un échange vocal sans délai perceptible ni variation de qualité.

⊖ Inconvénients de la commutation de circuits

1. Inefficacité des ressources

   • La ligne dédiée demeurait inutilisée pendant les silences, entraînant un gaspillage de bande passante.

2. Manque de résilience

   • En cas de panne sur une partie du circuit, la communication était immédiatement interrompue, sans possibilité de reroutage.

3. Coût élevé

   • Chaque communication exigeait la réservation de ressources spécifiques.
   • Avec l'augmentation du nombre d'utilisateurs, ce modèle devenait financièrement et techniquement prohibitif.

Info

Contrairement à la commutation de circuits, la commutation par paquets optimise l'utilisation des ressources en partageant les mêmes liaisons entre de nombreux utilisateurs. Elle permet aussi de rerouter dynamiquement les données en cas de panne, rendant le réseau plus résilient. C'est cette approche qui fut adoptée par ARPANET et qui constitue encore aujourd'hui le socle de l'Internet.

DARPA

La Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), ou Agence des projets de recherche avancée de défense, est une agence du département de la Défense des Etats-Unis chargée de la recherche et du développement de technologies de pointe à des fins militaires.

Création

• La DARPA, initialement appelée ARPA, fut créée en 1958 en réaction au lancement du satellite Spoutnik par l'Union soviétique.
• Son objectif était de garantir que les Etats-Unis conservent une avance technologique et militaire en misant sur le développement de technologies de rupture.

Innovation radicale

• L'agence est réputée pour sa mission centrée sur des projets à haut risque mais à fort potentiel de transformation.
• Ses travaux visent non seulement l'innovation militaire, mais également des avancées ayant un impact civil majeur.

Projets emblématiques

• DARPA fut à l'origine du développement d'ARPANET, précurseur de l'Internet.
• Elle a également contribué à des progrès décisifs en intelligence artificielle, robotique, biotechnologie et technologies spatiales.

Principe de l'innovation disruptive

• L'agence encourage le développement de technologies disruptives, capables de bouleverser les paradigmes existants et de créer de nouvelles possibilités d'application.

Collaboration avec l'industrie et les universités

• DARPA entretient une collaboration étroite avec des entreprises privées, des universités et des chercheurs.
• Elle publie régulièrement des appels à projets pour stimuler l'innovation dans la recherche et le développement.

Sécurité nationale

• Bien que plusieurs de ses innovations trouvent des usages civils, la mission première de la DARPA demeure le soutien aux intérêts de sécurité nationale des Etats-Unis.

Héritage technologique

• Les technologies et concepts issus de la DARPA ont eu un impact mondial, influençant aussi bien la défense que la société civile et l'économie.
• Des innovations majeures telles qu'Internet, la robotique avancée ou encore l'intelligence artificielle trouvent en partie leur origine dans ses programmes.

DARPA - Innovation Timeline

Note

De la création de la DARPA en 1958 au déploiement d'ARPANET en 1969 puis à l'adoption du protocole TCP/IP en 1983, cette aventure illustre la manière dont un projet initialement militaire a jeté les bases de l'Internet moderne.

Les principes fondateurs (résilience face aux pannes, décentralisation et interopérabilité) ont profondément marqué la conception des réseaux.

L'héritage d'ARPANET dépasse largement le domaine militaire ou académique : il a ouvert la voie à un réseau mondial, transformant durablement la société, l'économie et la culture numérique.

Timeline

• 1958 : Création de l'ARPA (future DARPA)
• 1969 : Mise en service d'ARPANET (4 nœuds)
• 1971 : Invention du courrier électronique (Ray Tomlinson)
• 1973 : Connexion de NORSAR (premier nœud international)
• 1983 : Adoption du protocole TCP/IP → naissance de l'Internet moderne