Comment les données voyagent sur Internet
Les données sont divisées en paquets qui parcourent des routes mondiales complexes avant d’être réassemblés à destination.
- Les câbles sous-marins et les points d’échange Internet forment l’ossature de ce processus et permettent des communications quasi instantanées dans le monde entier.
Le voyage invisible de vos données
Lorsque vous envoyez un message, regardez un film en streaming ou chargez une page web, vos données ne voyagent pas d’un seul bloc. Elles entament un parcours complexe, divisées en paquets qui traversent un réseau mondial d’infrastructures avant d’être réassemblés à destination. Cette opération repose sur un ensemble de technologies et protocoles qui collaborent sans heurt afin que les données arrivent rapidement et précisément à l’endroit prévu.
Le rôle de TCP/IP
Lorsqu’une adresse web est saisie ou qu’un fichier est envoyé dans un navigateur, les données brutes — contenu web, vidéo, etc. — sont divisées en plusieurs petits paquets. Chaque paquet contient l’adresse de destination — l’IP du destinataire —, l’adresse source — l’IP de l’expéditeur — et une partie des données initiales. Un fichier vidéo peut par exemple être découpé en milliers de paquets transmis indépendamment. Les paquets sont en outre encapsulés avec des informations telles que les en-têtes des protocoles TCP/IP — pour contrôler la transmission — et les en-têtes de trame de la couche physique — pour la transmission sur LAN.
Lorsque vous lancez une requête, par exemple le chargement d’un site, TCP divise les données en petites unités appelées paquets. Chacun contient une partie des données et des informations sur leur origine, leur destination et leur ordre. À l’arrivée sur le serveur, le protocole TCP en vérifie l’ordre et l’intégrité et demande la retransmission des paquets manquants. Tous sont remis dans l’ordre pour restituer les données d’origine — pages web ou vidéos. Le destinataire envoie également un accusé de réception (ACK) indiquant à l’expéditeur que les données ont bien été reçues
Le protocole Internet (IP) attribue ensuite des adresses à ces paquets pour leur indiquer leur destination. Ce système permet de router et réassembler efficacement les données, même lorsque les paquets suivent des chemins différents vers une même destination.
De votre appareil à votre ISP
Un fournisseur d’accès à Internet (ISP) sert de pont essentiel entre un utilisateur et l’Internet mondial. Il fournit l’infrastructure et les services nécessaires pour permettre l’accès au réseau, assurer le transfert des paquets, attribuer des adresses IP et gérer le trafic entre différents réseaux. Sans ISP, Internet ressemblerait à un labyrinthe sans routes : aucune voie claire ne permettrait de transmettre les données.
Une fois les données découpées en paquets distincts par votre appareil, elles traversent le réseau local pour atteindre votre ISP. Ce processus fait généralement intervenir un modem et un routeur, qui relient ensemble le réseau domestique au reste d’Internet. L’ISP joue alors le rôle de passerelle et transmet les paquets à leur destination au moyen d’un ensemble de routeurs et de commutateurs interconnectés. Ces équipements orientent le trafic selon les adresses IP intégrées à chaque paquet.
Chaque fois qu’un utilisateur ouvre un navigateur et saisit une URL, la première étape de la transmission consiste à faire partir la requête de son appareil — smartphone, ordinateur portable ou smart TV — vers l’ISP. Au Royaume-Uni, les principaux ISPs comprennent BT, Virgin Media, Sky Broadband et TalkTalk. Ces entreprises fournissent l’infrastructure physique et virtuelle nécessaire pour relier foyers et entreprises à l’Internet mondial.
Les ISPs exploitent de vastes réseaux composés de serveurs, commutateurs, routeurs et câbles, qui constituent ensemble un élément essentiel de l’écosystème Internet. Ils entretiennent également le « dernier kilomètre », c’est-à-dire la liaison physique finale — généralement fil de cuivre, fibre optique ou connexion cellulaire — qui relie l’utilisateur au cœur d’Internet.
Comment vos données atteignent l’ISP
Lorsqu’une adresse web est saisie et que la touche « Entrée » est enfoncée, l’appareil transmet généralement la requête au routeur domestique par Wi-Fi ou par une liaison Ethernet filaire. Le routeur la transmet à un modem, qui convertit le signal numérique dans un format adapté à l’infrastructure de l’ISP : ligne téléphonique DSL, câble coaxial, réseau de fibre optique ou même système satellitaire, selon le service.
À ce stade, les données quittent officiellement les locaux et entrent dans le domaine de l’ISP.À la réception du paquet, l’ISP doit déterminer la route la plus efficace vers la destination. Ce routage utilise de vastes tables et des protocoles Internet sophistiqués pour analyser les métadonnées de chaque paquet. Comme un centre de tri postal, l’ISP évalue l’« adresse » de destination et transmet le paquet par le meilleur chemin disponible, compte tenu notamment de la congestion et de la latence. L’ISP achemine ensuite le paquet le long de cette route.
Parcours du cœur d’Internet
Au-delà de votre ISP, les données entrent dans le cœur d’Internet, réseau de voies à grande capacité qui relie les grands réseaux et centres de données du monde entier. Ces voies, entretenues par de grandes entreprises de télécommunications, sont essentielles à la transmission longue distance.
Après leur transmission initiale par un fournisseur d’accès à Internet (ISP), les données entrent dans le cœur d’Internet : un vaste système de grands réseaux mondiaux, centres de données, routeurs et câbles à fibre optique de grande capacité chargé de les transmettre entre régions, pays et même continents.
Les dorsales Internet sont généralement construites et entretenues par de grandes entreprises de télécommunications et des fournisseurs d’infrastructure tels que Lumen Technologies, NTT et AT&T. Les voies de données qu’ils exploitent constituent l’infrastructure centrale d’Internet et garantissent une distribution efficace et sûre des informations dans le monde entier.
Ces dorsales reposent principalement sur des câbles à fibre optique, dont la capacité de transmission dépasse largement celle des réseaux domestiques. De nombreux câbles traversent océans et continents, comme les systèmes sous-marins qui franchissent l’Atlantique, et transportent l’immense majorité du trafic Internet mondial.
Dans un réseau dorsal, les données sont transmises aux routeurs de cœur, des équipements hautes performances qui déterminent le meilleur chemin pour les paquets à l’aide de mécanismes tels que le protocole de passerelle frontière (BGP).
De même que les villes ont des rues et des autoroutes, le cœur d’Internet peut être comparé au réseau autoroutier international du monde numérique. Les réseaux domestiques et les ISPs assurent la connectivité locale, tandis que la dorsale transfère d’immenses volumes de données d’un pays et d’un continent à l’autre.
L’existence du cœur d’Internet rend la distance géographique presque imperceptible lorsque vous consultez à Londres des pages web ou vidéos hébergées sur des serveurs US. Il améliore l’efficacité d’Internet et constitue le socle de l’économie numérique mondiale.Le rôle des câbles sous-marins
Une part importante des transmissions internationales passe par des câbles sous-marins, des fibres optiques posées sous la mer qui relient les continents. Ces câbles transportent plus de 99% du trafic Internet mondial et offrent une capacité supérieure ainsi qu’une latence inférieure aux communications par satellite.
Rapprocher les données des utilisateurs
Réseaux de diffusion de contenu : rapprocher les données de l’utilisateur. Pour améliorer encore l’efficacité des transferts, réduire la latence et optimiser le chargement des pages, de nombreuses entreprises ont adopté les réseaux de diffusion de contenu (CDNs), un système de nœuds de serveurs distribués dans le monde dont la fonction principale est de mettre en cache des copies du contenu sur des serveurs proches de la position géographique de l’utilisateur.
Dans le modèle traditionnel, toutes les demandes de contenu doivent parvenir directement au serveur d’origine, c’est-à-dire celui où le contenu était initialement hébergé. Si ce serveur est éloigné, les données peuvent rencontrer des limitations de bande passante, de la congestion ou des défaillances de relais lors de leur passage par plusieurs sauts, entraînant lenteur et instabilité.
La fonction première d’un réseau de diffusion de contenu (CDN) est de réduire la latence, c’est-à-dire le délai de communication lié à la conception du réseau. En raison de la nature mondiale et complexe d’Internet, les communications entre les sites — serveurs — et leurs utilisateurs — clients — doivent franchir de grandes distances physiques.
Réassemblage des paquets de données
À leur arrivée, les paquets sont réassemblés dans le bon ordre afin de reconstruire les données d’origine. Cette opération est gérée par le TCP de l’appareil destinataire, qui vérifie que tous les paquets sont arrivés et qu’aucun ne manque ni n’est corrompu.
Si certains paquets manquent ou comportent des erreurs, le protocole TCP en demande la retransmission afin de préserver l’intégrité des données. Une fois tous les paquets correctement réassemblés, les données sont présentées à l’utilisateur sous la forme prévue : page web, vidéo ou e-mail.
Garantir la sécurité et la confidentialité des données
Tout au long du trajet, les données peuvent traverser de nombreux réseaux et appareils, ce qui soulève des questions de sécurité et de confidentialité. Elles sont protégées au moyen de différents protocoles de chiffrement, tels que Secure Sockets Layer (SSL) et Transport Layer Security (TLS).
Ces protocoles chiffrent les données en transit, ce qui complique leur interception ou leur modification par des personnes non autorisées. Les réseaux privés virtuels (VPNs) peuvent également fournir une couche de sécurité supplémentaire en faisant transiter les données par des serveurs sécurisés.
