L’évolution des performances Réseau

L’évolution des performances Réseau
3 novembre 2015 emsi

       Dans les premiers articles, nous nous sommes intéressés à l’émergence du réseau puis à son fonctionnement dans une approche plus technique.
Abordons maintenant un des thèmes les plus importants : la performance du réseau.

         La performance des réseaux s’est grandement améliorée avec le temps. Tout le monde se souvient de l’ère des modems 56k où l’Internet bas débit primait et la longue attente pour se connecter à une page Internet. Plongeons ensemble dans l’évolution de la performance des réseaux dans le temps ! Pour cet article, nous verrons dans un premier temps les réseaux avec une connexion locale puis dans un deuxième temps les réseaux mobiles.

Tout d’abord, qu’est-ce que la performance réseau ?
Cinq grandes variables définissent cette performance :

  • La bande passante : c’est à dire combien de data peut circuler au sein du réseau
  • La vitesse de traitement ou taux de production (throughput)
  • La latence
  • Le taux d’erreur
  • La variation du délai de transfert de l’information (ou gigue en français)

Ces variables étant imbriquées les unes dans les autres, cela signifie que l’amélioration de l’une participe à l’amélioration générale des performances du réseau.

Au début de la création des réseaux informatiques, les performances étaient très limitées. On ne parlait pas encore de bits mais de baud. Un baud correspond à un caractère affiché. Ainsi, lors de la première connexion au réseau Arpanet, les performances étaient tellement limitées que les équipes communiquaient entre elles par téléphone. Lors de leur première connexion, les équipes souhaitaient échanger le mot LOGIN. Après avoir écrit les deux premières lettre L et O l’une après l’autre le réseau planta sur le G, seules deux lettre avaient pu être échangées.

Au fil des années, les technologies ont évolué jusqu’à créer deux types de réseaux :
     I- Le réseau local
II- Le Wifi et les réseaux mobiles

I- Le réseau local : la guerre LAN/WAN

Deux types de réseaux locaux coexistent : le réseau local (LAN ou Local Area Network) et le réseau étendu (WAN ou Wide Area Network).

Le réseau WAN fut le premier à être créé, avec des modems WAN. Ainsi, en 1972, le coupleur acoustique fut le premier modem WAN et permettait une bande passante de 300 baud (soit 300 caractères).

Le LAN utilisait une technologie différente en reliant les ordinateurs au réseau grâce à un câble Ethernet. Ainsi, une technologie expérimentale dès 1975 renvoyait la technologie WAN à la préhistoire avec des débits atteignant 2,94 Mbits/s. Une belle promesse puisqu’à titre de comparaison, une vidéo Youtube en 720p (bonne qualité) requiert 2,5 Mbits/s de bande passante.

A partir des années 1970 et jusqu’à aujourd’hui nous assistons à une évolution des performances des modems ISDN, qui deviendront ADSL, et de l’ethernet.

Les modems WAN augmentent leurs performances en arrivant à 1200 bauds, en 1977.

L’Ethernet dans le même temps continue de progresser avec en 1981 des débits atteignant 10 Mbits/s (grâce à une liaison par câble coaxial) soit le débit d’une vidéo encodé pour un DVD. Ce même débit est atteint en 1990 à moindre coût en utilisant des paires torsadées (twisted pairs).

Mais le WAN n’avait pas dit son dernier mot : les modems IDSN permettaient d’atteindre un débit de 144 bits/s en 1986. Parallèlement, les technologies continuaient à évoluer avec l’arrivée en 1998 de l’ADSL (Assymmetric Digital Suscriber Line) permettant d’atteindre un débit de 10 Mbits/s, cette performance sur réseau étendu est atteinte 17 ans plus tard comparé au réseau local. Avec cette technologie, le haut débit est né, il a ensuite rapidement évolué pour les modems WAN avec l’ADSL2 et l’ADSL 2+ en 2003 et 2005 (débits respectifs de 12 et 26Mbits/s).

Le ultra haut-débit a été rendu possible pour les modems WAN dès 2005 avec le VDSL2 (Very-High-Bit-Rate-Digital Suscriber Line) permettant d’atteindre des débits de 200 Mbits/s. En 2014, une nouvelle limite pour les modems WAN a été franchie avec le G.fast permettant d’atteindre des débits de 1Gbits/s (1Gbits=1000Mbits). Dans le même temps, l’Ethernet Lan a développé ses performances plus rapidement avec le Fast Ethernet en 1995 (débit de 100Mbits/s) et dès 1999, les débits atteignent le gigabits par seconde (10 en 2003 et 100 en 2010).

Comme nous pouvons l’observer, les performances des réseaux locaux (Ethernet LAN) ont toujours eu une longueur d’avance sur les réseaux étendus car la liaison est directe alors que les modems voient leur débit augmenté de manière moins rapide. Cependant, aujourd’hui, les débits des modems (qui permettent de se connecter à Internet) sont tels que tout peut être transféré par le réseau.

II- La mobilité arrive : le Wifi et les réseaux mobiles

Avec l’arrivée des objets connectés, de nombreuses normes se sont succédées. Nous avons parmi eux les réseaux Wifi pour les ordinateurs portables et les réseaux de télécommunication mobile pour les téléphones portables puis les smartphones.

Ainsi, les premiers réseaux mobiles commencent en 1981 avec la technologie NMT permettant des débits de 1200 bits/s.

Ce débit permet la communication entre deux téléphones grâce à la conversion numérique des données. Cette technologie a rapidement évolué avec la 2G arrivant dès 1991, puis l’arrivée de l’EDGE en 2003 permettant des débits de 296 kbits/s.

La transmission de petites vidéos et de photos de basse qualité est possible entre deux mobiles dès 2001, les technologies de la 3G commencent à émerger mais leur adoption prendra de nombreuses années. Elle se démocratise grâce à l’arrivée de l’UMTS HSPA en 2008.

Enfin, la 4G arrive dès 2007 (Mobile WiMAX) mais c’est en 2009 avec le LTE que cette 4G trouve sa norme. Là encore, les débits sont multipliés avec 100Mbits/s en download et 50 Mbits/s en upload. De fait, nous voyons bien que les technologies mobiles sont matures et peuvent désormais permettre la lecture de vidéos en HD et de transférer toujours plus de données en mobilité. La 5G arrive à grand pas (LTE-B: Long Term Evolution Advanced) elle pourrait permettre des débits 100 fois supérieurs à la 4G actuelle. Ces nouvelles possibilités doivent permettre de supporter l’utilisation croissante d’Internet avec les smartphones et l’internet des objets.

Dans le même temps, la technologie Wifi équipe les ordinateurs portables. Dès 1997, ces ordinateurs n’ont plus besoin d’être relié de manière filaire grâce à la norme 801.11 permettant des débits de 2 Mbits/s (802.11). Evidemment, les différentes avancées et versions du wifi vont permettre d’augmenter leurs performances : en 1999, 11Mbits/s (802.11b) et même 54 Mbits/s  théoriquement mais 20Mbits/s réellement (802.11a).

Cette technologie évoluera vite : 802.11g permettant des débits de 54Mbits en 2003 et enfin, les technologies Wifi rattrapent les débits des modems WAN avec en 2010 et 2012 des débits de 600Mbits/s et 1000 Mbits/s (802.11n et 802.11ac respectivement).

       Depuis les années 70, le réseau n’a cessé d’évoluer!
Avec un besoin de transfert de données de plus en plus rapide et les connexions réseaux de plus en plus nombreuses, le réseau a été stimulé et permet de développer de nouveaux produits et nouveaux concepts.    Êtres humains, entreprises, machines et robots doivent pouvoir accéder à l’information en direct.  

       Qui seront les récepteurs de demain ? Sous quelle forme les données vont-elles voyager ? Et dans quelle cadre celles-ci seront-elles protégées ? Les 20 prochaines années s’annoncent passionnantes !

Une Timeline récapitulative de cet article :

Cliquez ici: Timeline – Performances et Réseau

0 Avis

Laisser une réponse

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

*