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?

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 électrique, 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:
  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.
  

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.

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!