Comment fonctionne Internet et quelles sont les implications pour la politique du haut débit ?

Internet est, comme son nom l’indique, un « réseau de réseaux » complexe. Et l’envoi d’un e-mail ou l’accès à une page Web nécessite que les données transitent par plusieurs réseaux, détenus et exploités par différents fournisseurs de services Internet (FAI). Les décideurs qui s’efforcent d’améliorer la disponibilité et l’abordabilité des services Internet à haut débit, ou à large bande, doivent comprendre comment les données voyagent à travers les millions de kilomètres de tuyaux, de câbles, de fils et d’autres équipements appartenant à divers FAI entre les utilisateurs à travers le pays et autour le monde.

Trois composants principaux des réseaux à large bande se connectent les uns aux autres pour acheminer les données d’un point à un autre sur Internet :

• La colonne vertébrale se compose de grandes conduites de fibres optiques, souvent enfouies profondément sous terre, qui sont les principales routes de données sur Internet et le principal chemin du trafic Internet entre les pays.
• La mille moyen est la partie d’un réseau qui relie la dorsale au dernier kilomètre et est également appelée « backhaul ». Il s’agit généralement de lignes à fibres optiques, mais il peut s’agir d’un réseau sans fil et, dans certains cas, il peut fournir un service Internet directement aux gros clients, tels que les écoles ou les centres de soins de santé.
• La dernier kilomètre est le segment qui relie un FAI local à un client, par exemple via une ligne câblée jusqu’au domicile. Le type de technologie utilisé pour fournir le service du dernier kilomètre est le principal déterminant de la vitesse et de la qualité du service offert aux consommateurs.

Les FAI, qui peuvent être des services publics municipaux, des coopératives électriques et téléphoniques ou des entreprises privées telles que des entreprises de câblodistribution ou de téléphone, se répartissent en trois niveaux en fonction de la manière dont ils transportent et échangent des données entre les réseaux. Ces classifications sont définies par la portée géographique du fournisseur et s’il paie pour le « transit » sur les réseaux d’autres fournisseurs.

• Niveau 1 : Grands fournisseurs qui possèdent, exploitent et entretiennent l’infrastructure, y compris la dorsale Internet. Ces FAI, dont AT&T, Deutsche Telekom, Lumen (CenturyLink), Verizon et Zayo, ont une portée mondiale. Étant donné qu’ils transportent tous à peu près la même quantité de données sur leurs réseaux, les coûts qu’ils encourent chacun (et les frais qu’ils pourraient facturer les uns aux autres) pour l’échange de données sur les réseaux sont en fait les mêmes. En conséquence, ils échangent du trafic sans frais selon des arrangements mutuellement avantageux.
• Niveau 2 : Fournisseurs, généralement de grands câblodistributeurs et des entreprises de télécommunications multi-États telles que Comcast, Cox, Frontier et TDS, qui échangent des données gratuitement avec d’autres fournisseurs dans certaines parties de leur réseau mais achètent des services de transit, ce qui leur permet de déplacer les données des utilisateurs. sur le réseau d’un autre fournisseur, pour atteindre d’autres parties d’Internet.
• Niveau 3 : généralement les fournisseurs de services du dernier kilomètre ou ceux qui n’offrent que des connexions directes aux clients qui doivent acheter un accès à Internet plus large, soit par le biais de contrats directs avec des fournisseurs de niveau 1, soit en achetant des services auprès d’un fournisseur de niveau 2 qui incluent des connexions au niveau 1. réseaux.

Les contrats, connus sous le nom d’accords d’interconnexion ou de peering, régissent les échanges de données entre les réseaux de différents FAI, permettant aux données de voyager librement dans le monde entier. Les échanges se produisent aux points d’échange Internet (IXP), qui sont généralement de grands bâtiments où plusieurs opérateurs hébergent des équipements pour relier leurs réseaux et transférer des données. Les commutateurs de réseau au sein des IXP fonctionnent un peu comme des commutateurs de chemin de fer, dirigeant les données d’un FAI à un autre pour s’assurer qu’elles voyagent le long de l’itinéraire le plus direct et vers la bonne destination.

Accéder au contenu

Le contenu en ligne auquel nous accédons sur nos ordinateurs et nos téléphones est en grande partie généré par des « fournisseurs périphériques », généralement de grandes sociétés de vente au détail, de médias sociaux, de technologie ou de streaming vidéo, mais aussi parfois des particuliers qui proposent du contenu tel que des sites Web, des applications Web ou des hébergements Web. prestations de service.

La transmission de ces données est facilitée par les réseaux de diffusion de contenu (CDN), des systèmes de serveurs dans le monde entier qui appartiennent généralement à de grandes entreprises technologiques telles qu’Amazon CloudFront et Akamai et améliorent l’efficacité de la transmission de données sur Internet. Les CDN fonctionnent comme des entrepôts de données, stockant des copies de contenu Web à divers endroits afin de raccourcir le délai entre le moment où un utilisateur clique sur un lien et le chargement d’une page Web. Les CDN se connectent aux réseaux gérés par les FAI et accélèrent la transmission des données en « expédiant » le contenu d’une installation à proximité, plutôt que de l’obliger à voyager du siège du fournisseur périphérique, jusqu’à l’utilisateur final.

Les débits Internet dont bénéficient les clients sont déterminés par le lien le plus lent de ce système (généralement le dernier kilomètre) et dépendent de deux mesures de réseau associées :

• La bande passante est le volume de données qu’un réseau peut transmettre, mesuré en mégabits par seconde (Mbps). Plus de bande passante permet une connexion plus rapide.
• Le débit est la quantité de données pouvant transiter par un système de communication.

La relation entre eux s’apparente à une route. La bande passante est le nombre de voies et le débit est la quantité de trafic. Plus la route est large, plus elle peut transporter de trafic à pleine vitesse avant de devenir congestionnée et de ralentir. L’épine dorsale ressemble le plus à une autoroute inter-États, offrant une bande passante élevée, tandis que le kilomètre central pourrait être une artère urbaine majeure et le dernier kilomètre ressemblerait davantage à une rue résidentielle.

Cependant, la congestion peut se produire à n’importe quelle partie du réseau. Par exemple, un fournisseur du dernier kilomètre peut disposer d’une bande passante suffisante pour desservir la clientèle locale, mais le trafic peut être ralenti par la congestion au point de connexion avec la partie du kilomètre intermédiaire du réseau.