ARPANET, en abrégé Advanced Research Projects Agency Network, est un réseau informatique expérimental qui fut le précurseur d’Internet. L’Advanced Research Projects Agency (ARPA), une branche du ministère de la Défense des États-Unis, a financé le développement du réseau ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) à la fin des années 1960. Son objectif initial était de relier les ordinateurs des institutions de recherche financées par le Pentagone par des lignes téléphoniques.
Au plus fort de la guerre froide, les commandants militaires étaient à la recherche d’un système de communication informatique sans noyau central, sans quartier général ni base d’opérations qui pourrait être attaqué et détruit par des ennemis, ce qui mettrait tout le réseau hors service d’un seul coup. L’objectif d’ARPANET a toujours été plus académique que militaire, mais, au fur et à mesure que des installations universitaires s’y connectaient, le réseau a pris la structure en forme de tentacule que les responsables militaires avaient envisagée. L’Internet conserve essentiellement cette forme, mais à une échelle beaucoup plus grande.
Les racines d’un réseau
L’ARPANET est le produit final d’une décennie de développements en matière de communications informatiques stimulés par les inquiétudes des militaires qui craignaient que les Soviétiques n’utilisent leurs bombardiers à réaction pour lancer des attaques nucléaires surprises contre les États-Unis. Dans les années 1960, un système appelé SAGE (Semi-Automatic Ground Environment) avait déjà été construit et utilisait des ordinateurs pour suivre les avions ennemis en approche et coordonner la réponse militaire. Le système comprenait 23 « centres de direction », chacun doté d’un énorme ordinateur central capable de suivre 400 avions, distinguant les avions amis des bombardiers ennemis. Il a fallu six ans et 61 milliards de dollars pour mettre en place ce système.
Le nom du système laisse deviner son importance, comme le souligne l’auteur John Naughton. Le système n’étant que « semi-automatique », l’interaction humaine était essentielle. Pour Joseph Carl Robnett Licklider, qui allait devenir le premier directeur de l’Information Processing Techniques Office (IPTO) de l’ARPA, le réseau SAGE démontrait avant tout l’énorme pouvoir de l’informatique interactive ou, comme il l’appelait dans un essai fondamental de 1960, de la « symbiose homme-ordinateur ». Dans cet essai, l’un des plus importants de l’histoire de l’informatique, Licklider défendait la croyance radicale de l’époque selon laquelle le mariage de l’esprit humain et de l’ordinateur permettrait de prendre de meilleures décisions.
En 1962, Licklider rejoint l’ARPA. Selon Naughton, son bref passage de deux ans au sein de l’organisation a été à l’origine de tout ce qui allait suivre. Son mandat a marqué la démilitarisation de l’ARPA ; c’est Licklider qui a changé le nom de son bureau de Command and Control Research à IPTO. « Lick », comme il insistait pour qu’on l’appelle, a mis l’accent sur l’informatique interactive et la conviction utopique répandue que les humains, associés aux ordinateurs, pourraient créer un monde meilleur.
Peut-être en partie à cause des craintes liées à la guerre froide, pendant le mandat de Licklider à l’IPTO, on estime que 70 % de toute la recherche informatique américaine était financée par l’ARPA. Mais nombre des personnes concernées ont déclaré que l’agence était loin d’être un environnement militariste restrictif et qu’elle leur laissait le champ libre pour essayer des idées radicales. En conséquence, l’ARPA a été le berceau non seulement des réseaux informatiques et d’Internet, mais aussi de l’infographie, du traitement parallèle, de la simulation de vol par ordinateur et d’autres réalisations majeures.
Ivan Sutherland a succédé à Licklider en tant que directeur de l’IPTO en 1964, et deux ans plus tard, Robert Taylor est devenu directeur de l’IPTO. Taylor allait devenir un personnage clé dans le développement d’ARPANET, en partie grâce à ses capacités d’observation. Dans le bureau IPTO du Pentagone, Taylor avait accès à trois terminaux télétype, chacun relié à l’un des trois ordinateurs centraux à temps partagé distants soutenus par l’ARPA – chez Systems Development Corp. à Santa Monica, au projet Genie de l’UC Berkeley et au projet Compatible Time-Sharing System du MIT (connu plus tard sous le nom de Multics).
Dans sa chambre au Pentagone, l’accès de Taylor aux systèmes à temps partagé l’a conduit à une observation sociale clé. Il pouvait observer les ordinateurs des trois sites distants s’animer et connecter les utilisateurs locaux. Les ordinateurs à temps partagé permettaient aux gens d’échanger des messages et de partager des fichiers. Grâce aux ordinateurs, les gens pouvaient apprendre à se connaître. Des communautés interactives se sont formées autour des machines.
Taylor a également décidé qu’il était absurde d’avoir besoin de trois télétypes pour communiquer avec trois systèmes informatiques incompatibles. Il serait beaucoup plus efficace de fusionner les trois en un seul, avec un seul protocole en langage informatique qui permettrait à n’importe quel terminal de communiquer avec n’importe quel autre terminal. Ces idées ont conduit Taylor à proposer et à assurer le financement d’ARPANET.
Un plan pour le réseau a été rendu public pour la première fois en octobre 1967, lors d’un symposium de l’Association for Computing Machinery (ACM) à Gatlinburg, Tennessee. À cette occasion, des plans ont été annoncés pour la construction d’un réseau informatique qui relierait 16 universités et centres de recherche parrainés par l’ARPA à travers les États-Unis. À l’été 1968, le ministère de la Défense a lancé un appel d’offres pour la construction du réseau et, en janvier 1969, Bolt, Beranek et Newman (BBN) de Cambridge, dans le Massachusetts, a remporté le contrat d’un million de dollars.
Selon Charles M. Herzfeld, l’ancien directeur de l’ARPA, Taylor et ses collègues voulaient voir s’ils pouvaient relier les ordinateurs et les chercheurs. Le rôle militaire du projet était beaucoup moins important. Mais à l’époque de son lancement, note Herzfeld, personne ne savait si c’était possible, et le programme, initialement financé par un million de dollars détournés de la défense contre les missiles balistiques, était donc risqué.
Taylor est devenu l’évangéliste informatique de l’ARPA, reprenant le flambeau de Licklider et prêchant l’évangile de l’informatique interactive distribuée. En 1968, Taylor et Licklider cosignent un essai clé, « The Computer as a Communication Device », qui est publié dans la revue populaire Science and Technology. Il commençait par un coup de tonnerre : « Dans quelques années, les hommes seront capables de communiquer plus efficacement par le biais d’une machine que face à face. » L’article poursuivait en prédisant tout, des communautés mondiales en ligne aux interfaces informatiques détectant les humeurs. C’était la première fois que le public avait une idée du potentiel de l’informatique numérique en réseau, et il a attiré d’autres chercheurs à la cause.
Un paquet de données
ARPANET est né du désir de partager des informations sur de grandes distances sans avoir besoin de connexions téléphoniques dédiées entre chaque ordinateur du réseau. Il s’est avéré que la réalisation de ce désir nécessitait une « commutation par paquets ».
C’est Paul Baran, un chercheur du groupe de réflexion RAND Corporation, qui a lancé l’idée. Baran a été chargé de concevoir un plan pour un réseau de communication informatique capable de survivre à une attaque nucléaire et de continuer à fonctionner. Il a proposé un processus qu’il a appelé « routage par patate chaude », qui est devenu plus tard la commutation par paquets.
Les « paquets » sont de petits groupes d’informations numériques extraits de messages plus importants pour des raisons de commodité. Pour illustrer cela en termes plus récents : un courrier électronique peut être divisé en de nombreux paquets d’informations électroniques et transmis presque au hasard dans le labyrinthe des lignes téléphoniques du pays. Ils ne suivent pas tous le même chemin et n’ont même pas besoin de voyager dans un ordre séquentiel correct. Ils sont précisément réassemblés par un modem à l’extrémité du récepteur, car chaque paquet contient un « en-tête » d’identification, révélant quelle partie du message plus large il représente, ainsi que des instructions pour reconstituer le message prévu. Comme garantie supplémentaire, les paquets contiennent des mécanismes de vérification mathématique qui assurent que les données ne se perdent pas en cours de route. Le réseau sur lequel ils circulent, quant à lui, est constitué de commutateurs informatisés qui transmettent automatiquement les paquets à leur destination. Les paquets de données facilitent les communications informatiques au sein de l’infrastructure téléphonique existante en permettant à tous ces paquets de circuler en suivant les chemins de moindre résistance, évitant ainsi les embouteillages de données numériques sur les lignes téléphoniques directes et spécialisées.
L’idée de Baran a été ignorée par l’armée. Un article de 1964 décrivant son innovation a été publié, mais il a été classé secret et a commencé à prendre la poussière. Heureusement, l’un des endroits où il prenait la poussière était dans les bureaux de l’ARPA, où il a finalement été redécouvert. L’idée de Baran est devenue le concept clé qui a rendu ARPANET possible. La communication par commutation de paquets reste peut-être l’héritage le plus important transmis à l’Internet par ARPANET.
Ascension et chute
Fin 1969, une équipe d’étudiants diplômés de l’UCLA, sous la direction du professeur Leonard Kleinrock, a envoyé le premier message à commutation de paquets entre deux ordinateurs. Un membre de l’équipe de Kleinrock, Charley Kline, a eu la distinction d’être le premier à l’envoyer, mais ce n’était pas un départ fulgurant. Alors que Kline, à l’UCLA, essayait de se connecter pour la première fois à l’ordinateur de l’Institut de recherche de Stanford, le système a planté au moment où il tapait la lettre « G » dans « LOGIN ».
Les problèmes ont été résolus et d’autres connexions ont été établies sans problème, mais le premier réseau avait de nombreuses limites. À l’époque du premier message de Kline à Stanford, se connecter à un ordinateur distant était l’une des trois seules tâches possibles sur ARPANET ; les autres options étaient l’impression sur une imprimante distante et le transfert de fichiers entre ordinateurs. Néanmoins, l’intérêt suscité par le réseau naissant à deux nœuds était intense. À la fin de 1969, les institutions universitaires se bousculaient pour se connecter à ARPANET. L’Université de Californie-Santa Barbara et l’Université de l’Utah se sont connectées cette année-là. En avril 1971, le réseau comptait 15 nœuds et 23 terminaux hôtes. En plus des quatre écoles initiales, l’entrepreneur BBN avait rejoint le réseau, ainsi que le MIT, la RAND Corporation et la NASA, entre autres. En janvier 1973, il y avait 35 nœuds connectés ; en 1976, il y avait 63 hôtes connectés.
Au cours de ses dix premières années, ARPANET a été un banc d’essai pour les innovations en matière de réseau. De nouvelles applications et de nouveaux protocoles comme Telnet, le protocole de transfert de fichiers (FTP) et le protocole de contrôle du réseau (NCP) étaient constamment conçus, testés et déployés sur le réseau. En 1971, Ray Tomlinson, de BBN, a écrit le premier programme de courrier électronique, et la communauté ARPANET l’a adopté instantanément. Les « listes de diffusion », qui ont fini par être connues sous le nom de « LISTSERV », ont suivi le courrier électronique presque immédiatement, créant des groupes de discussion virtuels. L’une des premières listes de discussion par courrier électronique était SF-LOVERS, dédiée aux fans de science-fiction.
ARPANET ne pouvait pas communiquer avec les autres réseaux informatiques qui se sont inévitablement développés dans son sillage. Sa conception exigeait trop de contrôle et trop de normalisation entre les machines et les équipements du réseau, selon Naughton. Au printemps 1973, Vinton Cerf et Bob Kahn ont donc commencé à réfléchir aux moyens de connecter ARPANET à deux autres réseaux qui avaient vu le jour, à savoir SATNET (réseau de satellites) et un système de radio par paquets basé à Hawaï appelé ALOHANET. Un jour, alors qu’il attendait dans le hall d’un hôtel, Cerf a imaginé un nouveau protocole de communication informatique, une passerelle entre les réseaux, qui a fini par être connu sous le nom de protocole de contrôle de transmission/protocole Internet (TCP/IP). TCP/IP, qui a été testé pour la première fois sur ARPANET en 1977, était un moyen pour un réseau de transmettre des paquets de données à un autre, puis à un autre, et à un autre. Finalement, lorsque l’internet s’est constitué d’un réseau de réseaux, l’innovation de Cerf s’est avérée inestimable. Elle reste la base de l’Internet moderne.
En 1975, ARPANET a été transféré à la Defense Communications Agency. À cette époque, il n’était plus expérimental et n’était plus seul. De nombreux nouveaux réseaux avaient vu le jour à la fin des années 1970, notamment le CSNET (Computer Science Research Network), le CDnet (Canadian Network), le BITNET (Because It’s Time Network) et le NSFNET (National Science Foundation Network) ; ce dernier a fini par remplacer ARPANET en tant qu’épine dorsale de l’Internet, avant d’être lui-même supplanté par des réseaux commerciaux.
Le terme « Internet » a été adopté en 1983, à peu près au moment où le protocole TCP/IP a été largement utilisé. En 1983, ARPANET a été divisé en deux parties, MILNET, destiné à être utilisé par les agences militaires et de défense, et une version civile d’ARPANET. Le mot « Internet » a été initialement inventé comme un moyen facile de se référer à la combinaison de ces deux réseaux, à leur « interconnexion ».
La fin des jours d’ARPANET est arrivée au milieu de l’année 1982, lorsque son protocole de communication, NCP, a été désactivé pendant une journée, permettant aux seuls sites du réseau qui étaient passés au langage TCP/IP de Cerf de communiquer. Le 1er janvier 1983, NCP a été relégué aux oubliettes et TCP/IP a commencé à s’imposer comme le protocole universel. La percée finale de TCP/IP a eu lieu en 1985, lorsqu’il a été intégré dans une version du système d’exploitation UNIX. Il a fini par être intégré aux stations de travail de Sun Microsystems et, comme l’écrit Naughton, « au cœur du système d’exploitation qui a piloté la plupart des ordinateurs sur lesquels Internet a fini par fonctionner ». Comme le ferait remarquer Cerf, « l’histoire du Net est l’histoire des protocoles ».
À mesure que des services en ligne gratuits et commerciaux tels que Prodigy, FidoNet, Usenet, Gopher et bien d’autres se développaient et que NSFNET devenait l’épine dorsale d’Internet, l’importance d’ARPANET diminuait. Le système a finalement été fermé en 1989 et officiellement mis hors service en 1990, deux ans seulement avant que Tim Berners-Lee ne change tout à nouveau avec l’introduction du World Wide Web.
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