Lorsque le directeur financier de Google, Patrick Pichette, a déclaré que le géant de la technologie pourrait apporter des connexions Internet de 10 gigabits par seconde aux foyers américains, cela semblait relever de la science-fiction. C’est environ 1 000 fois plus rapide que les connexions domestiques actuelles. Mais pour la NASA, c’est carrément lent.
Alors que le reste d’entre nous envoie des données sur l’internet public, l’agence spatiale utilise un réseau fantôme appelé ESnet, abréviation de Energy Science Network, un ensemble de tuyaux privés qui a démontré des transferts de données à travers le pays de 91 gigabits par seconde – le plus rapide de ce type jamais signalé.
La NASA ne va pas apporter ces vitesses aux foyers, mais elle utilise cette technologie de réseau super rapide pour explorer la prochaine vague d’applications informatiques. ESnet, qui est géré par le département américain de l’énergie, est un outil important pour les chercheurs qui traitent des quantités massives de données générées par des projets tels que le Large Hadron Collider et le Human Genome Project. Plutôt que d’envoyer des disques durs dans les deux sens par la poste, ils peuvent échanger des données via le réseau ultra-rapide. « Notre vision du monde est que la découverte scientifique ne devrait pas être limitée par la géographie », déclare le directeur d’ESnet, Gregory Bell.
En rendant son réseau aussi rapide que possible, ESnet et les chercheurs sont des organisations comme la NASA testent sur le terrain des technologies de réseau qui pourraient éventuellement trouver leur place dans l’Internet commercial. En bref, ESnet une fenêtre sur ce que notre monde informatique finira par ressembler.
L’autre Net
Le premier réseau national de recherche informatique était l’ARPAnet du ministère de la Défense, qui a évolué vers l’Internet moderne. Mais ce n’était pas le dernier réseau de ce type. En 1976, le ministère de l’énergie a parrainé la création du réseau Magnetic Fusion Energy Network pour connecter ce qui est aujourd’hui le National Energy Research Scientific Computing Center avec d’autres laboratoires de recherche. L’agence a ensuite créé un deuxième réseau en 1980, le High Energy Physics Network, pour connecter les chercheurs en physique des particules des laboratoires nationaux. Comme le réseautage devenait plus important, les chefs d’agence ont réalisé qu’il n’était pas logique de maintenir plusieurs réseaux et ont fusionné les deux en un seul : ESnet.
La nature du réseau change avec les temps. Au début, il fonctionnait avec des lignes terrestres et des liaisons par satellite. Aujourd’hui, il utilise des lignes en fibre optique, couvrant les 17 laboratoires nationaux du DOE et de nombreux autres sites, comme les laboratoires de recherche universitaires. Depuis 2010, ESnet et Internet2 – un réseau international à but non lucratif construit en 1995 pour les chercheurs après la commercialisation d’Internet – louent de la « fibre noire », la capacité excédentaire du réseau accumulée par les fournisseurs d’Internet commerciaux pendant la bulle Internet de la fin des années 1990.
An Internet Fast Lane
En novembre, en utilisant ce réseau, l’équipe High End Computer Networking de la NASA a réalisé son transfert de 91 gigabits entre Denver et le NASA Goddard Space Flight Center à Greenbelt, Maryland. Il s’agissait du transfert de données de bout en bout le plus rapide jamais réalisé dans des conditions « réelles ».
ESnet est depuis longtemps capable de transferts de 100 gigabits, du moins en théorie. Les entreprises d’équipement réseau proposent des commutateurs 100 gigabits depuis 2010. Mais en pratique, les transferts longue distance étaient beaucoup plus lents. Cela s’explique par le fait que les données ne voyagent pas en ligne droite sur Internet. Il s’agit moins d’une super-autoroute que d’un système d’autoroutes inter-États. Si vous vouliez aller de San Francisco à New York en voiture, vous passeriez par plusieurs villes en cours de route, en passant d’un tronçon d’autoroute à un autre. De même, pour envoyer un fichier de San Francisco à New York sur Internet— ou sur ESnet–les données circuleront à travers du matériel hébergé dans des villes à travers le pays.
ESnet
La NASA a effectué un transfert de 98 gigabits entre Goddard et l’Université de l’Utah sur ESnet en 2012. Et Alcatel-Lucent et BT ont pulvérisé ce record plus tôt cette année avec une connexion de 1,4 térabit entre Londres et Ipswich. Mais dans les deux cas, les deux endroits avaient une connexion directe, ce que l’on voit rarement dans les connexions du monde réel.
Sur Internet et ESnet, chaque arrêt le long du chemin crée le potentiel d’un goulot d’étranglement, et chaque pièce d’équipement doit être prête à gérer des vitesses complètes de 100 gigabits. En novembre, l’équipe a finalement réussi à le faire fonctionner. « Cette démonstration portait sur l’utilisation d’une technologie commerciale, prête à l’emploi, et sur la capacité à soutenir le transfert d’un grand réseau de données », explique Tony Celeste, directeur des ventes chez Brocade, la société qui a fabriqué l’équipement utilisé lors du test record.
Expériences pour l’avenir
En attendant, le réseau fait progresser l’état de l’art d’autres manières. Les chercheurs l’ont utilisé pour explorer des circuits de réseau virtuels appelés « OSCARS », qui peuvent être utilisés pour créer des réseaux complexes sans modifications matérielles complexes. Et ils travaillent sur ce que l’on appelle des « DMZ » de réseau, qui peuvent atteindre des vitesses exceptionnellement rapides en gérant la sécurité sans les pare-feu de réseau traditionnels.
Ces solutions sont conçues spécifiquement pour les réseaux dans lesquels un petit nombre de transferts très importants ont lieu – par opposition à l’internet commercial où beaucoup de petits transferts ont lieu. Mais les entreprises de l’Internet commercial ont encore beaucoup à apprendre d’ESnet. La société de télécommunications XO Communications dispose déjà d’un backbone de 100 gigabits, et on peut s’attendre à ce que d’autres sociétés lui emboîtent le pas.
Bien que nous ne verrons pas de sitôt des connexions de 10 gigabits – et encore moins de 100 gigabits – chez nous, des backbones Internet de plus grande capacité signifieront moins de congestion, car de plus en plus de personnes diffusent des vidéos haute définition et téléchargent des fichiers toujours plus volumineux. Et ESnet ne s’arrête pas là. Selon M. Bell, l’organisation travaille déjà sur un réseau de 400 gigabits, et l’objectif à long terme est un réseau de téraoctets par seconde, soit environ 100 000 fois plus rapide que les connexions domestiques actuelles. Maintenant, cela ressemble à de la science-fiction.
Mise à jour 13:40 EST 17/06/14 : Cette histoire a été mise à jour pour préciser que l’ESnet est géré par le ministère de l’Énergie.
*Mise à jour 4:40 PM EST 17/06/14 : Cette histoire a été mise à jour pour éviter toute confusion entre le réseau de production de l’ESnet et son réseau de banc d’essai plus expérimental. *