Pourquoi internet est-il tellement plus lent que la lumière?

Alors que la communication à la vitesse de la lumière est possible, la moitié des connexions accuse encore un retard d’un facteur 35. La mise en oeuvre de l’internet actuel est incroyablement retardatrice. Il y a moyen de faire beaucoup mieux, affirment des chercheurs américains.

Des chercheurs de l’université d’Illinois et de la Duke University ont examiné pourquoi la vitesse du trafic internet reste tellement inférieure à celle de la lumière, théoriquement possible.

Ces recherches ont débuté par la cartographie du problème. Les chercheurs y sont arrivés en mesurant en décembre 2014 pour 28.000 sites web éminents répartis en 186 endroits dans le monde combien de temps il fallait pour rapatrier la page d’index de chaque site. Longtemps, telle est leur conclusion.

La mise en oeuvre d’internet

Dans la moitié des cas, la durée de rapatriement était plus de 35 fois supérieure à celle mise par la lumière pour franchir la même distance. Dans 20 pour cent des cas, on dépassait même les 100 fois.

A y regarder de plus près, c’est la mise en oeuvre même d’internet qui est responsable de ces retards. Cela commençait dès la recherche du nom de domaine dans le Domain Name System, qui accusait un retard d’un facteur 7,4 par rapport au processus de traitement à la vitesse de la lumière. Les ‘TCP-handshakes’ provoquaient encore un retard d’un facteur 3,4, et les transferts de données TCP un retard d’un facteur 10,2.

Mais ce ne sont pas seulement les protocoles qui engendrent le retard, puisque l’infrastructure sous-jacente en provoque un aussi de facteur 3,2, ont calculé les chercheurs à partir du ‘ping-time’ médian des serveurs concernés.

Internet ‘ondes courtes’ en parallèle

Il faut absolument remédier à cette lenteur, affirment les chercheurs. L’idée la plus avancée serait de mettre en oeuvre une infrastructure internet parallèle sous la forme d’un réseau d’émetteurs à ondes courtes. Ce genre de réseau fonctionne dans la pratique plus vite qu’un réseau câblé. C’est la raison pour laquelle les Bourses de Chicago et de New York y ont actuellement recours pour leurs connexions mutuelles, font observer les chercheurs.

Via ces émetteurs à ondes courtes, il serait possible de traiter la partie critique au niveau du temps, mais pas trop lourde du trafic internet. La vidéo et l’échange de volumineux fichiers de données se prêtent moins bien à cette méthode de transmission, parce que la bande passante n’est pas trop importante. Mais pour le reste, cela peut générer une accélération substantielle.

Le problème, c’est que ce genre de réseau parallèle revient cher. Aux Etats-Unis, le déploiement d’un tel réseau reviendrait à 253 millions de dollars avec des coûts d’exploitation annuels de 96 millions de dollars. De plus, il faut obtenir un permis d’émission de la part de la Federal Communications Commission. Et l’on ne sait pour l’instant pas non plus clairement comment ce réseau à ondes courtes pourrait franchir les océans.

Bidouiller les protocoles

A côté de cela, l’on pourrait évidemment aussi se pencher d’un oeil critique sur les protocoles qui causent les retards actuels. La recherche de noms de domaine pourrait être accélérée en plaçant des copies du DNS en des endroits stratégiques. Pour le ‘TCP-handshake’, il existe des alternatives, où la validité des parties ne doit pas être établie à chaque session de communication. Et le transfert des données pourrait profiter de solutions avec lesquelles de plus grandes quantités de données pourraient être envoyées dès le départ par session, afin de limiter ainsi le nombre de fois que client et serveur communiquent entre eux au cours d’une même session. Le problème qui se pose lors de l’application de ces solutions, c’est le nombre important de parties impliquées dans la prise de décisions.

Les chercheurs estiment que des percées sur ce point précis vaudraient la peine d’être tentées. Internet à la vitesse de la lumière représenterait un fameux bond en avant technologique aux conséquences phénoménales, comme de nouvelles applications, des réactions instantanées et un changement radical dans l’interaction entre l’homme et son environnement IT.

Cette étude a été publiée en ligne sous le titre Towards a Speed of Light Internet.