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Backbone Internet



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Cette page est consacrée aux différents éléments qui constituent le backbone du réseau Internet.
Nous commençons par présenter, de manière synthétique, la structure du réseau Internet.
Nous traitons ensuite des backbones proprement dits, leur structure et les opérateurs qui les gèrent.
Les points d'échange Internet (notés IX pour "Internet Exchange") sont également abordés : ils permettent de réaliser l'échange du trafic Internet entre les fournisseurs d'accès Internet et les backbones, au moyen d'accords commerciaux de différents types (essentiellement, peering et transit IP).
Enfin, nous listerons un ensemble d'outils permettant d'obtenir des mesure de trafic des réseaux, sous différents formats (graphiques, cartes météorologiques).


  1. Haut de page

    STRUCTURE DU RÉSEAU INTERNET
    Une vue d'ensemble des différents éléments qui composent l'Internet...

  2. Quelle est la structure du réseau Internet ?

    La page "Internet: The Big Picture" de Russ Haynal donne une vision synthétique du réseau Internet, à lire de haut en bas :
    http://www.navigators.com/internet_architecture.html
    On distingue successivement le poste client (PC et périphériques), l'interface réseau (modem ou carte réseau), la boucle locale de l'opérateur local (ADSL, câble...), le point de présence (PoP) du fournisseur d'accès Internet (ISP), les serveurs du fournisseur d'accès (DNS, messagerie...), les backbones interconnectés par des points d'échange de trafic (NAP), les serveurs distants (plate-formes d'hébergement) et les contenus mis en ligne (audio, vidéo...).

    Cette autre page du même auteur présente la structure physique du réseau Internet sous une forme encore plus condensée :
    http://navigators.com/sessphys.html (figure en haut de page)
    La figure en bas de page présente la vue routage (au niveau du protocole IP), où le réseau Internet est vu comme un ensemble de routeurs interconnectés par des liens.

    Cette figure de la société EverTEST donne également une autre vision de la structure d'Internet, à lire cette fois-ci de droite (les internautes) à gauche (les serveurs) :
    http://www.evertest.com/data/combinatoire_internet.gif


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    BACKBONES
    Les autoroutes de l'information à très haut débit, fibre optique ou satellite...

  3. Quels sont les principaux opérateurs de backbones dans le monde ?

    On appelle backbones (épine dorsale en Anglais) les réseaux à très haut débit constituant le cœur du réseau Internet. Ces réseaux sont constitués majoritairement de câbles à fibres optiques installés sous les océans et sur les continents, plus quelques liaisons satellites pour desservir des zones plus isolées. Le terme backbone ou réseau fédérateur est aussi utilisé pour désigner le cœur de réseau d'une entreprise.
    La  Commission Spécialisée de Terminologie et de Néologie de l'Informatique et des Composants Électroniques a adopté le terme "dorsale" comme équivalent français de "backbone".

    Cette page de Russ Haynal est consacrée aux backbones :
    http://www.navigators.com/isp.html
    Ils sont classés à la fois par parts de marché et par connectivité (attention, les parts de marché affichées datent de 2001...). Cliquer sur le nom d'un opérateur pour visualiser la carte de son réseau.

    Le site d'information ISP-Planet du groupe Jupitermedia présente une liste de backbones nord-américains :
    http://www.isp-planet.com/resources/backbones/
    Les astérisques indiquent les sociétés sous la protection du chapitre 11 de la loi US sur les faillites.
    Cliquer sur un opérateur pour avoir plus d'informations (plan et description du réseau, coordonnées).

    La société TeleGeography édite un ouvrage annuel sur la structure du réseau Internet, sous le nom "Global Internet Geography". Voici la liste des opérateurs de backbones internationaux couverts dans la version courante de l'ouvrage :
    http://www.telegeography.com/products/gig/profiles.php (colonne de droite, "Providers Profiled include:")
    Par contre, le détail des différents opérateurs n'est pas accessible gratuitement.

    Le site Puck présente également une liste d'opérateurs de backbones (NSP : Network Service Providers), avec les coordonnées (téléphone, mail et horaires) de leur NOC (Network Operations Center) :
    http://puck.nether.net/netops/nocs.cgi

  4. Quelle est la structure des réseaux d'opérateurs de backbones nationaux et mondiaux ?

    Un atlas de cyber-espaces... Deux pages de cartes aux quatre coins du monde...
    http://www.cybergeography.org/atlas/isp_maps.html
    http://www.cybergeography.org/atlas/more_isp_maps.html

  5. Puis-je visualiser les différents backbones sur une seule et même carte ?

    L'outil Mapnet de l'association CAIDA (Cooperative Association for Internet Data Analysis) : une visualisation multi-opérateur de l'Internet mondial.
    http://www.caida.org/tools/visualization/mapnet/Backbones/
    Sélectionner le type de backbone : R&D ou commercial (en haut à droite), puis choisir les backbones (en bas).
    Attention : les cartes ne sont pas à jour.

  6. Peut-on connaître précisément la position des câbles sous-marins utilisés dans les backbones des opérateurs internationaux ?

    La position exacte des câbles autour des côtes est communiquée de manière à éviter que les chalutiers ne les accrochent (risque de chavirement et danger électrique). Ces figures illustrent un tel scénario catastrophe :
    http://www.kisca.org.uk/cable_snagging.htm

    France Télécom Longue Distance maintient ainsi le site SIGCABLES, qui fournit la liste des câbles aux alentours des côtes françaises :
    http://www.sigcables.com/
    Cliquer sur le liens "Câbles" à gauche pour obtenir la liste des câbles sous-marins. Pour chaque câble, le tableau donne son nom, son état (actif ou désactivé),  la date de sa pose (et de son retrait s'il a été désactivé), sa zone (Atlantique Nord, Manche / Mer du Nord, Méditerranée, Caraïbes, Océan Indien), et l'opérateur en charge de sa gestion (majoritairement France Télécom, mais pas uniquement). Cliquer sur le nom d'un câble pour obtenir plus d'informations (carte, points d'atterrissement, latitude / longitude / profondeur d'un ensemble de points le long de son tracé).
    On peut également visualiser l'ensemble sur une carte de France en cliquant sur le lien "Cartographie" en haut de page (patienter un peu pour le chargement). Utiliser ensuite les fonctions de zoom et de déplacement.

    Au Royaume-Uni, ces informations sont fournies par la "Sea Fish Industry Authority" :
    http://www.kisca.org.uk/charts.htm#option2
    On peut visualiser les côtes françaises en cliquant sur les liens "Channel East" et "Channel West". Ces liens ouvrent des fichiers PDF (longs à charger). Utiliser les fonctions de zoom pour observer la position des câbles et leur point d'atterrissement.

  7. Plus près de nous, quelle est la structure du backbone de l'INT, du réseau métropolitain d'Évry et des réseaux académiques français (RENATER) et européen (GÉANT) ?

    Voici les cartes des différents réseaux successifs qui permettent de connecter l'INT à l'Internet mondial (réseau local, métropolitain, régional, national, européen, mondial) :

  8. Mais de manière synthétique, où donc passent les "autoroutes de l'information" d'Internet ?

    Ce poster de la société TeleGeography, datant de 2001, représente la localisation de la bande passante Internet installée entre les continents :
    http://www.telegeography.com/products/map_internet/index.php

  9. Les interconnexions entre backbones augmentent-elles rapidement ?

    Une étude de CAIDA sur l'évolution des interconnexions entre backbones de 2000 à 2002 :
    http://www.caida.org/analysis/topology/as_core_network/historical.xml (figures en bas de la page)
    Les points sur ces figures représentent des opérateurs de backbones, ils sont positionnés sur le globe terrestre au moyen de la longitude de leur siège social. Les segments entre ces points représentent les échanges de trafic entre opérateurs. Les opérateurs les plus connectés sont les plus proches du centre de la figure.

  10. Ces cartes de backbones utilisent souvent des termes compliqués : E-1, T-2, J-3, STM-1, STS-12, OC-48... C'est quoi ce charabia ?

    Cette page de la société ZyTrax présente de manière synthétique la hiérarchie des débits utilisés sur les réseaux télécom :
    http://www.zytrax.com/tech/data_rates.htm#sum
    Pour simplifier : T=Amérique du Nord, E=Europe, J=Japon, OC=Optical Carrier, STS=Sonet, STM=SDH.

  11. On dit que le marché des backbones est sinistré. Est-ce vrai ?

    Le site d'information "Converge! Network Digest" fournit une liste de quelques faillites dans le$mondg tes Télécoms (opérateurs de backbones, câblo-opérateurs, opérateurs satellites et FAI) :
    http://www.convergedigest.com/searchdisplay.asp?ID=4160
    Cliquer sur le nom d'un opérateur pour obtenir la liste des articles associés.


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    POINTS D'ÉCHANGE INTERNET (IX)
    Les points d'échange de trafic entre fournisseurs d'accès et opérateurs de backbones...

  12. Où sont les points d'échange Internet dans le monde ? Et en Europe ? Combien sont en France ?

    Sur le site EP.NET :
    http://www.ep.net/ep-main.html (classés par continent)
    http://www.ep.net/naps_eu2.html (en Europe, classés par pays)

    Sur le site du point d'échange danois DIX :
    http://www.dix.dk/euro/ (en Europe, carte cliquable)

    Certains points d'échange Internet permettent l'échange de trafic IPv6. Ce site maintient la liste des IX IPv6 dans le monde :
    http://www.v6nap.net/

  13. Quelle est l'architecture d'un point d'échange Internet ?

    Dans un point d'échange Internet, les routeurs des fournisseurs d'accès et des opérateurs de backbones sont connectés sur un commutateur Ethernet (via des ports à 10, 100, 1 000 ou 10 000 Mbps). Lorsqu'un IX possède plusieurs localisations géographiques, les commutateurs correspondants sont connectés entre eux par des liaisons distantes de type Gigabit Ethernet.
    Voici quelques exemples d'architectures pour les IX français :

    Le site de l'association LocalGix présente quelques photos du Lyonix (point d'échange régional à Lyon), de septembre 2004 :
    http://www.localgix.org/breve.php3?id_breve=7

    Le site "Formation aménagement numérique" présente également quelques photos du Lyonix, prises lors d'une visite organisée par Samuel Triolet en mai 2005 :
    http://www.formation21.net/article.php3?id_article=18

  14. Quels sont les FAI et les opérateurs de backbones connectés sur les points d'échange français ?

    Les listes sont fournies par les IX eux-mêmes :

    Pour les IX régionaux :

    La page de Parix permet d'obtenir les politiques de peering de certains opérateurs : cliquer sur les liens "Peering Policy" à droite. Pour les autres opérateurs, une adresse mail est fournie concernant le contact de peering.
    La page de FreeIX indique le type de politique de peering au moyen de l'icône de couleur à droite (légende en bas de la page).

  15. Combien paye un FAI ou un opérateur de backbone pour se raccorder sur un point d'échange Internet en France ?

    Voici les tarifs des IX français :

  16. À quoi ressemblent les matrices de peering des points d'échange Internet ?

    Une matrice de peering indique quels opérateurs ont établi des accords de peering entre eux, sur un IX donné. En voici quelques exemples, à travers le monde :

    Cependant, la plupart des points d'échange ne publient pas leur matrice de peering ou la réservent aux opérateurs connectés.

  17. J'habite à Lyon et je veux accéder à un site Web à Lyon. Mon trafic reste-t-il local à Lyon, ou fait-il un aller-retour sur Paris ?

    Les points d'échange régionaux (Lyon, Marseille, Strasbourg...) ont pour objectif de limiter le passage par les points d'échange nationaux à Paris dans un tel cas de figure. L'avantage est à la fois d'obtenir des temps d'aller-retour (temps de ping) plus courts, et de moins charger les backbones nationaux.
    Si la station origine et le serveur destination sont gérés par des fournisseurs d'accès distincts qui ne sont pas connectés sur l'IX régional Lyonix, le trafic passera par Paris (et fera même parfois un plus long détour...).
    Voici une base de chemins Lyon-Lyon réalisée en 2002 :
    http://www.lyonix.net/tracerouteaffichage.php
    La colonne "Villes Traversées" à droite visualise le chemin suivi par le trafic en question.
    Dans l'Internet français, bien des chemins mènent à Paris...

    Ce schéma issu du site de Lyonix illustre le trafic entre un utilisateur et un serveur lyonnais selon que l'on utilise ou pas le point d'échange régional :
    http://www.lyonix.net/images/transit.gif

    L'avantage sera encore plus important pour une région plus éloignée de Paris, comme la Réunion avec le point d'échange REUNIX créé en juillet 2004 :
    http://tic.regionreunion.com/IMG/gif/im10.gif

  18. Quel type de trafic circule sur les points d'échange ?

    Une étude de CAIDA analysant le trafic en temps réel sur le point d'échange SDNAP à San Diego :
    http://www.caida.org/dynamic/analysis/workload/sdnap/0_0_/
    Observer en particulier les protocoles, les applications, les pays origine et destination.


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    MESURE DE TRAFIC
    Observer en temps réel l'utilisation du réseau d'un FAI ou d'un backbone...

  19. Comment peut-on visualiser le trafic d'un réseau ?

    L'outil de monitoring MRTG (Multi Router Traffic Grapher) a été développé par Tobias Oetiker et Dave Rand, de ETH Zürich (Swiss Federal Institute of Technology Zurich). Il permet d'interroger régulièrement un ensemble de routeurs au moyen du protocole SNMP, et d'afficher les résultats sous forme de graphes temporels. Cet outil est principalement utilisé par des fournisseurs d'accès Internet et des opérateurs de backbone, afin de visualiser en temps réel le trafic de leur réseau. Il permet également d'afficher d'autres paramètres de fonctionnement (charge des processeurs...).

    Voici des graphiques issus de l'outil MRTG appliqué aux routeurs de l'INT :
    http://cacti.int-evry.fr/php-weathermap/weathermap.html
    Positionner le curseur sur le lien vers l'extérieur pour observer le trafic entrant et sortant de l'INT (le débit entrant est en vert et le débit sortant en bleu).
    Positionner le curseur sur le lien vers la Maisel pour observer le trafic de la Maison des Élèves.
    Positionner le curseur sur les routeurs pour observer l'utilisation de leur CPU.

    Voici quelques autres exemples de graphes MRTG :

    Observer sur les graphes de Parix l'évolution du trafic entre le jour et la nuit, et lors des mois d'été.

    L'outil RRDtool (Round Robin Database), également développé par Tobias Oetiker, améliore les fonctionnalités de visualisation de MRTG.

    Voici par exemple des statistiques du FAI Nerim visualisées au moyen de RRDtool, concernant la répartition journalière du trafic Internet échangé avec les autres opérateurs (peering et transit IP) :
    http://stats.nerim.net/nav/global/
    Cliquer sur un graphe pour obtenir les statistiques sur d'autres durées (hebdomadaires, mensuelles, annuelles).

  20. Qu'est-ce qu'une carte météorologique de réseau (network weathermap) ?

    Une carte météorologique indique la température mesurée ou prévue en différents points d'un territoire. De manière analogue, une carte météorologique de réseau ou "network weathermap" présente, sur la carte d'un réseau, l'état de différents paramètres (fréquemment le taux d'occupation des liaisons) mesurés en différents points de ce réseau. La représentation graphique se base en général sur des codes de couleur.

    Plusieurs outils permettent de générer des cartes météorologiques de réseau, tel que le package "Network Weathermap" de Panagiotis Christias (N.T.U.A, National Technical University of Athens) basé sur MRTG, ou Weathermap4RRD de Alexandre Fontelle, basé sur RRDtool.

    Le fournisseur d'accès RENATER fournit plusieurs cartes de disponibilité de son réseau :

    Les fenêtres en bas de page visualisent les listes de tickets d'incident, de maintenance et d'information délivrés par RENATER. Cliquer sur le numéro d'un ticket pour en visualiser le contenu.

    Le réseau européen de la recherche GÉANT fournit les taux d'utilisation des liaisons d'accès de chaque pays, mis à jour en temps réel toutes les 5 minutes :
    http://stats.geant.net/usagemap/usagemap
    Cliquer sur un pays pour obtenir le graphique d'évolution du trafic entre le réseau national et GÉANT.

    Le FAI Nerim fournit un ensemble de courbes tout à fait remarquable sur le fonctionnement de son architecture. Voici un aperçu de son réseau :
    http://stats.nerim.net/nav/map/
    Positionner le curseur de la souris sur une liaison pour observer les statistiques correspondantes, ou cliquer dessus pour obtenir des statistiques plus complètes (graphiques RRDtool). On peut ainsi visualiser, de bas en haut, les liens de collecte ADSL (France Télécom et LDCOM), les liens de peering vers les points d'échange français (FreeIX, Parix, SFINX), les liens de transit IP (Global Crossing, Sprint, Teleglobe) et le lien vers leur centre d'hébergement (Data Center). Les liens HTML à gauche de la carte permettent d'obtenir encore d'autres statistiques.

    Voici également la météo du backbone Internet de France Télécom :
    http://meteo.rain.fr/
    La carte est rafraîchie toutes les 15 minutes. La couleur des drapeaux symbolise le temps de réponse vers chaque destination.
    Cliquer sur un drapeau pour voir l'évolution dans le temps des performances (temps de réponse et perte de paquets).

    Voici enfin quelques autres exemples de cartes météorologiques de réseau, générées au moyen du package "Network Weathermap" :

    Il est également possible d'obtenir des cartes animées, analogues aux animations satellites des bulletins météo. Voici par exemple un fichier GIF animé, représentant l'évolution sur 20 minutes des statistiques du réseau Free Île-de-France, créé par Alexandre Modesto dans son sympathique weblog :
    http://b0op.com/blog/images/stats_free.gif


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Contact : Patrick Maigron
Dernière mise à jour : 2007-02-08
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