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Quelle est la forme de l’Internet?

Si on dessine une carte de l’Internet, de quoi ça a l’air? Je parle d’ici de l’infrastructure (ordinateurs, routeurs, lignes de transmissions) et non des sites (le www)… quoique ils aient une forme tout-à-fait similaire. Utilisant l’image ci-dessous, s’agit-il d’après vous d’un réseau centralisé, décentralisé ou distribué?

réseaux de Baran

En fait, celui qui a imaginé le réseau pour l’armée américaine, Paul Baran, aurait aimé qu’il soit distribué afin d’être le plus robuste possible advenant la destruction de liens ou de stations. Cependant, l’Internet s’est bâti noeud par noeud sans plan précis, pour arriver à un réseau décentralisé. Ce qu’on apprend dans l’excellent livre Linked, de Albert-Laszlo Barabasi, c’est que cette forme de réseau n’est pas unique à l’Internet. Au contraire, beaucoup de systèmes naturels auto-organisés (cellules, écosystèmes, propagation de maladie, réseaux sociaux) et humains (www, réseaux électriques, réseaux aériens, économie) prennent cette forme de réseau “petit-monde“, “small world” ou “scale-free”.

Quelle est cette forme au juste?

  • La distribution des noeuds en fonction de leur nombre de connexions suit une loi de puissance, tel qu’illustré ci-dessous:loi de puissance internet
    Ça suit l’espèce de loi populaire du 20-80: 20% des noeuds ont 80% des connections et vice versa.
  • Comme une fractale, “il a des détails similaires à des échelles arbitrairement petites ou grandes”. Ceci est illustré sur la section de la carte de l’Internet ci-dessous. Si on zoom sur une partie, on aura l’impression de voir quelque chose de similaire.
    internet map

Pourquoi un tel réseau apparait-il?
Un réseau va prendre cette forme si sa création suit les deux conditions suivantes:

  1. Il est construit noeud par noeud. Pour l’Internet, c’est réellement ce qui se produit. Après un premier noeud à UCLA, puis un deuxième à Stanford, il s’est formé un noeud à la fois.
  2. L’attachement des noeuds se fait de façon préférentielle. Quand un noeud est ajouté à l’Internet, il n’est pas connecté à un autre noeud au hasard. Il sera connecté à un noeud qui présente un bon compromis entre proximité géographique et capacité de transmission.

Quels sont les comportements des réseaux de ce type?
C’est là tout l’intérêt de comprendre ces réseaux. Leur topologie leur donne des comportements vraiment particuliers:

  • La distance moyenne entre deux noeuds est très faible comparativement au nombre de noeuds. Par exemple, la distance moyenne entre deux individus sur la terre est estimé à environ 6 personnes. L’information y circule donc très rapidement, pouvant causer des buzz autant que des épidémies si le “message” est le moidrement contagieux.
  • Les noeuds avec beaucoup de connexions, les connecteurs, ont une importance capitale dans le réseau. La disparition d’un noeud faiblement connecté ne changera pas la dynamique du réseau. Par contre, la disparition de plusieurs connecteurs peut avoir un impact dévastateur sur la capacité de diffusion d’information du réseau. Par exemple, la disparition d’un aéroport mineur ne changera pas le temps de trajet de plusieurs voyageurs. Cependant, la disparition de l’aéroport de Chicago, de Heathrow et de New York aurait un effet considérable. De la même manière, c’est la surcharge d’un de ces connecteurs dans le réseau électrique du nord-ouest américain qui a causé le grand blackout de 1996.
  • De façon un peu surprenante, les relations faibles d’un noeud sont importantes pour sa connexion avec le reste du réseau. Par exemple, les gens trouvent d’avantage leur emploi grâce à leurs connaissances plus lointaines que grâce à leurs proches amis. Ceci s’explique par le fait qu’un groupe d’amis est souvent replié sur lui-même. Un de nos amis connait généralement nos autres amis. À l’inverse, un lien avec une connaissance peut nous permettre de rejoindre rapidement un autre noyau dans le réseau.
  • Puisque le réseau se construit un noeud à la fois, les noeuds plus anciens sont généralement avantagés, ils ont plus de chance de recevoir de nouvelles connexions. Cependant, certains noeuds qui arrivent plus pourront tout de même devenir des connecteurs s’ils sont particulièrement attirants.

L’étude de la théorie derrière ces réseaux nous permet de comprendre leur dynamique. C’est vraiment intriguant de voir comment des réseaux aussi différents, naturels ou créés par l’humain, possèdent la même forme et les mêmes comportements! La lecture de ce livre nous fait aussi comprendre l’affirmation acceptée qu’un réseau de contacts est important dans la vie et en affaires. On comprend aussi pourquoi tant de marketeurs essaient d’avoir les bloggueurs de leur côté pour la promotion de leurs nouveaux produits!

7 commentaires sur “Quelle est la forme de l’Internet?”

  1. Pierre dit :

    Excellent article, ces théories des noeuds sont passionnantes.

    Le but du réseau internet au début n’était pas d’avoir un réseau distribué ? Justement pour éviter les effets de coupure si il y avait la perte d’un noeud.

    Merci,

    Pierre

    P.S.: j’ajoute ce blog à mon Reader.

  2. Samuel dit :

    Pierre, tu as raison qu’au départ, Internet a été pensé pour être distribué. Comme j’écris dans l’article:

    “En fait, celui qui a imaginé le réseau pour l’armée américaine, Paul Baran, aurait aimé qu’il soit distribué afin d’être le plus robuste possible advenant la destruction de liens ou de stations.”

    La forme décentralisée qu’a plutôt prise l’Internet permet de transmettre l’information plus rapidement, mais est plus sensible à la disparition de certains noeuds.

  3. [...] J’assistais hier à une journée Infopresse sur les nouveaux modèles d’affaires électroniques. L’invité d’honneur était Chris Anderson, qui porte plusieurs chapeaux. D’abord, il est l’éditeur en chef de Wired. Ensuite, il est l’auteur de “The Long Tail” et bloggueur sur TheLongTail.com. Ce concept de la longue traîne implique qu’à l’ère actuelle, les entreprises peuvent adresser un segment de leur marché autrefois laissé de côté. Dans un modèle comme chez Chez Wal-Mart, il y a un espace limité sur les tablettes. L’entreprise ne doit donc y présenter qu’une petite quantité de produits qui sont ses meilleurs vendeurs. À l’inverse, sur le web, l’espace pour l’inventaire est virtuellement infini. Ainsi, on peut y vendre plusieurs produits de niche en plus petite quantité. La quantité d’objets qu’on vend suit donc une loi de puissance tel que discuté sur mon article précédent sur la forme de l’Internet. Il y a peu de produits très vendus, et beaucoup de produist très peu vendus. Cette grande quantité de produits peu vendus représente la longue traîne, qui peut dans certains cas être une source de revenu importante.Le dernier chapeau qu’Anderson porte est celui de père de cinq enfants, ce qui l’a amené à blogger à propos des Lego-Mindstorms et des véhicules aériens autonomes sur DIY-Drones. Bien qu’il touche des milliers de personnes par jour via Wired et son blog commercial, il semble quand même fier des 90 visiteurs qui s’intéressent à ses geekeries paternelles. [...]

  4. [...] y a un petit moment, j’écrivais sur les réseaux décentralisés comme l’Internet et les réseaux sociaux. J’y expliquais comment certains noeuds [...]

  5. [...] Ce comportement d’un système fait penser que les relations entre les compagnies forment un réseau small-world, où peu de gros noeuds sont connectés à plusieurs petits et vice-versa. Cette topologie permet [...]

  6. [...] présenter les cours en intégralité et gratuitement. Ils font tout ce qu’ils peuvent pour devenir des nœuds majeurs dans le réseau de la [...]

  7. [...] J’ai déjà discuté du fait que, dans un réseau, ce ne sont pas les éléments qui sont importants mais plutôt comment ils sont connectés les uns aux autres. C’est justement le concept derrière les grappes industrielles, qui tentent d’établir des ponts entre des intervenants qui ne se parleraient pas naturellement. L’objectif est de créer des réactions entre les éléments et idéalement  créer une masse critique d’interaction pour que le phénomène s’entretienne par lui-même. Un exemple de grappe est le CRIAQ, qui regroupe les intervenants du secteur aérospatial québécois : grandes entreprises, PME, universités, centres de recherches et étudiants. Des événements et du financement sont mis en place pour favoriser les collaborations. J’ai discuté cette semaine avec Clément Gosselin (Laboratoire de robotique de l’Université Laval) , Martin Duchaîne (TechnoMontréal) et mes collègues de Robotiq de la possibilité d’une organisation de ce genre pour la robotique au Québec. Voici un résumé de notre échange. [...]

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