Réarchitecturer Internet pour la résilience et la capacité de survie

Internet s’est considérablement transformé au cours des 50 dernières années, passant d’un réseau axé sur la recherche principalement utilisé dans le monde universitaire à une infrastructure cyber-physique fondamentale à la société moderne et à l’économie mondiale.

Fabián E. Bustamante de Northwestern Engineering et Walter Willinger, scientifique en chef de NIKSUN Inc., ont soutenu dans un article récent que cette évolution d’Internet a abouti à des hypothèses erronées sur sa robustesse continue et sa capacité à résister aux menaces actuelles et émergentes.

Bustamante est professeur d’informatique à la McCormick School of Engineering et directeur d’AquaLab, un laboratoire de recherche étudiant les réseaux à grande échelle et les systèmes distribués.

Bustamante et Willinger plaident en faveur d’un nouveau programme de recherche visant à repenser l’Internet pour en assurer la résilience et la capacité de survie, garantissant que le réseau puisse remplir sa mission face à des événements de défaillance potentiellement catastrophiques.

Comme première étape dans l’élaboration d’un programme de recherche aussi ambitieux, Bustamante et Willinger ont organisé l’atelier « Vers une réarchitecture de l’Internet d’aujourd’hui pour la survie », qu’ils ont organisé le mois dernier au centre-ville d’Evanston, dans l’Illinois.

Parrainé par la National Science Foundation, l’atelier a réuni une équipe multidisciplinaire de scientifiques invités issus de diverses disciplines, notamment les réseaux, l’électricité/les réseaux intelligents, la théorie du contrôle et l’ingénierie de la résilience. Parmi les participants figuraient Luís AN Amaral, professeur de Northwestern, professeur Erastus Otis Haven de génie chimique et biologique ; Pete Beckman, codirecteur du Northwestern Argonne Institute of Science and Engineering et Argonne Distinguished Fellow ; Igor Kadota, professeur adjoint de génie électrique et informatique ; et Ermin Wei, professeur agrégé de génie électrique et informatique et de génie industriel et sciences de gestion.

Le chevauchement entre l’orientation de recherche de Kadota et le sujet de l’atelier est significatif. Il étudie les réseaux de communication sans fil et travaille au développement de nouvelles architectures et protocoles qui permettront aux réseaux sans fil de nouvelle génération de prendre en charge des applications critiques qui nécessitent que le réseau sous-jacent soit robuste et résilient aux pannes.

« L’un des aspects remarquables de l’atelier a été l’inclusion de plusieurs communautés de recherche », a déclaré Kadota. « Nous avons eu l’occasion unique d’apprendre auprès de chercheurs qui travaillent sur la théorie du contrôle, l’infrastructure des réseaux centraux, les réseaux de distribution de contenu et les systèmes électriques, permettant ainsi une pollinisation croisée des idées. »

Les co-organisateurs de l’atelier comprenaient David Alderson (Naval Postgraduate School), John Doyle et Steven Low (California Institute of Technology), Stefan Savage (Université de Californie, San Diego) et Henning Schulzrinne (Université Columbia).

L’atelier combinait des séances de présentation décrivant les efforts de recherche actuels et les derniers développements dans les domaines liés à la survivabilité d’Internet avec des séances de discussion en groupe de travail.

Le groupe avait pour objectif de commencer à esquisser le programme de recherche autour de trois tâches de haut niveau :

• Définir et décrire les principes architecturaux de résilience et de capacité de survie, ainsi que réévaluer le paysage des menaces pesant sur le fonctionnement de base du réseau dans un contexte d’évolution économique, politique et sociétale constante.
• Coordonner les efforts visant à réorganiser la capacité de survie d’Internet de concert avec le développement et la croissance du réseau intelligent, en reconnaissant l’interdépendance critique d’Internet avec le réseau électrique.
• Développer de nouvelles approches de tests de résistance pour simuler Internet à l’échelle mondiale, permettant aux chercheurs de mieux comprendre comment Internet réagit à différents types de scénarios de défaillance et d’améliorer la viabilité des conceptions.

Les organisateurs de la session et les conférenciers comprenaient :

• «Reconsidérer l’architecture Internet» – John Doyle (California Institute of Technology), Ramesh Govindan (Université de Californie du Sud), Fernando Paganini (Université ORT Uruguay), Lixia Zhang (Université de Californie, Los Angeles)
• « Menaces pour la survie sur Internet » — Zakir Durumeric (Université de Stanford), Stefan Savage et Aaron Schulman (Université de Californie à San Diego)
• « Réseau électrique et Internet » — Dominic Gross (Université du Wisconsin-Madison), Steven Low (California Institute of Technology), Fernando Paganini (ORT University Uruguay), Joshua Taylor (Université de Toronto), Lang Tong (Université Cornell) et Le Xie (Université A&M du Texas)
• «Contrôle et apprentissage» – James Anderson (Université Columbia), Nikolai Matni (Université de Pennsylvanie)
• « Ingénierie de la résilience » — David Alderson (Naval Postgraduate School), John Allspaw (Adaptive Capacity Labs), Lorin Hochstein (Coupang, Inc.), Zoran Perkov et David Woods (Ohio State University)
• « Perspective des secteurs public et privé » – Marwan Fayed (Cloudflare), Yih-Chun Hu (Université de l’Illinois à Urbana-Champaign), Douglas Montgomery (Institut national des normes et de la technologie) et Henning Schulzrinne (Université Columbia)

Bustamante et Willinger travaillent actuellement sur un rapport tout en envisageant des activités de suivi pour tirer parti de l’élan acquis au cours de l’atelier.