Baromètre de l'interconnexion de données en France

L’interconnexion constitue le fondement d’internet. Elle désigne la relation technico-économique qui s’établit entre différents acteurs pour se connecter et échanger mutuellement du trafic. Elle garantit le maillage global du réseau et permet aux utilisateurs finals ^[1] de communiquer entre eux ^[2].

Dans l’écosystème de l’internet, divers acteurs principaux s’interconnectent:

• les fournisseurs de contenu et d’applications (FCA) : les propriétaires du contenu, qui font appel à plusieurs intermédiaires pour acheminer leur contenu aux utilisateurs finals ;
• les hébergeurs ^[3] : les propriétaires des serveurs hébergeant un contenu géré par des tiers (FCA ou individus) ;
• les transitaires : les gestionnaires des réseaux internationaux qui font office d’intermédiaires entre les FCA et les FAI pour acheminer le trafic ;
• les points d’échange internet (IXP – Internet Exchange Point) : les infrastructures qui permettent aux différents acteurs de s’interconnecter directement, via un point d’échange, plutôt que par le biais d’un ou de plusieurs transitaires ;
• les réseaux de diffusion de contenu (CDN – Content Delivery Network) : les réseaux qui se spécialisent dans la livraison de volumes de trafic importants vers plusieurs FAI, dans des zones géographiques variées et grâce à des serveurs cache au plus proche des clients finals afin d’optimiser l’acheminement améliorant les performances et réduisant les coûts ;
• les fournisseurs d’accès internet (FAI) : les opérateurs de réseaux qui sont chargés de livrer le trafic à l’utilisateur final.

Comme le montre le tableau ci-dessous, la tendance actuelle du marché est à la convergence entre les différents acteurs. Plusieurs scénarios d’intégration verticale sont observés, vers l’amont comme vers l’aval de la chaîne de valeur :

1. dans l’optique de se rapprocher du client final et d’améliorer la résilience et la qualité de service de leurs services, les FCA mettent en place leur propre infrastructure réseau et leurs propres  plateformes CDN ;
2. au-delà de leurs prestations de transit, les transitaires se basent sur leur infrastructure existante pour développer des services CDN et héberger du contenu tiers ;
3. d’une part, les CDN se comportent de plus en plus comme des opérateurs de réseaux en déployant leur propre infrastructure à travers le monde. D’autre part, ils concluent des partenariats avec les FAI afin de placer leurs serveurs dans le réseau de ces derniers et être le plus proche possible des clients finals ;
4. les FAI diversifient leurs activités en créant leurs propres contenus et en assurant leur diffusion via leurs propres plateformes.

La divergence éventuelle des intérêts respectifs des acteurs de l’écosystème peut engendrer une différence de point de vue, voire susciter des tensions ponctuelles.

Un échec des négociations entre deux acteurs interconnectés peut par exemple entraîner une dégradation de la qualité de service ou la rupture de l’interconnexion (et donc rendre impossible aux utilisateurs – partiellement ou totalement – l’accès, la diffusion ou l’utilisation des applications et des services de leur choix). Une interconnexion pourrait également être utilisée dans une optique de discrimination anticoncurrentielle à l’égard de la source, de la destination ou du contenu de l’information transmise ^[4].

Selon les conditions techniques et tarifaires appliquées, l’interconnexion est ainsi susceptible d’influencer de diverses façons l’investissement dans les réseaux, la qualité de service perçue par l’utilisateur final ou encore le rythme d’innovation dans les services, contenus et applications.

L’interconnexion pour les nuls, par Stéphane Bortzmeyer. 

L’interconnexion s’effectue entre deux différents AS (Autonomous Systems) ^[5]. Pour que l’information puisse être échangée d’un point à un autre de l’internet, elle doit être acheminée d’AS en AS, et au sein de chaque AS, de routeur en routeur, le routeur étant l’équipement de base assurant l’aiguillage des paquets de données au sein de l’internet. Pour ce faire, chaque AS annonce aux autres AS avec lesquels il est interconnecté physiquement les routes ^[6] vers les équipements de réseau et utilisateurs finals qu’il dessert. 

Il existe deux principaux modes d’interconnexion : le transit et le peering.

Principe général

Le transit est une prestation par laquelle un opérateur (fournisseur) propose une connectivité globale à un autre opérateur (client) et achemine le trafic à destination ou en provenance de cet opérateur (client), quelle que soit l’origine initiale ou la destination finale de celui-ci (sauf restriction relevant d’un accord entre les parties, par exemple en termes d’étendue géographique du service).

Coût de transit

Afin d’interconnecter deux réseaux, un lien d’interconnexion avec une capacité donnée est mis en place. La prestation de transit est généralement facturée en fonction du trafic écoulé sur ce lien en Mbit/s, calculée au 95^e centile.

La mesure d’un trafic au 95^e centile correspond à la valeur maximale du débit échangé, en ignorant cependant les 5% du temps les plus chargés. 

Par ailleurs, un seuil minimal de trafic (appelé « commit ») ainsi qu’une durée d’engagement peuvent être établis par l’opérateur fournisseur, ce qui d’une part lui garantit un revenu minimum.

Le tarif constaté des prestations de transit a diminué régulièrement au cours du temps du fait de la combinaison de l’augmentation des volumes de trafic, de la baisse des coûts unitaires des équipements et de la pression concurrentielle.

Principe général

Le peering est un type d’accord d’interconnexion permettant à deux opérateurs de s’échanger en direct le trafic qu’ils adressent mutuellement à leurs clients respectifs. Ainsi, chaque acteur ne donne accès qu’à son réseau, rendant ce lien mobilisable uniquement pour le trafic de ses clients.

Le peering étant traditionnellement déployé entre deux opérateurs de profil similaire (pairs) qui y trouvent un intérêt mutuel, ce type d’accord est généralement gratuit, hors frais propres de mise en œuvre du lien d’interconnexion.

Peering payant

Bien que les accords de peering soient le plus souvent gratuits, l’apparition de dissymétries de trafic ou d’intérêt entre certains acteurs a conduit au développement d’accords de peering payant.

Ces accords sont notamment – mais pas exclusivement – mis en œuvre dans le cadre du développement récent d’accords d’interconnexion directe entre des FCA de grande taille et certains FAI (voire entre des FAI et/ou des transitaires). C’est alors l’acteur qui envoie le plus de trafic vers l’autre qui paye (le FCA dans le cas précédent).

Accords de peering

Les acteurs présentent des stratégies très diverses en matière d’interconnexion. Celles-ci font l’objet d’un document de référence, dit peering policy (en français «politique de peering »), généralement public ^[7], dans lequel sont définis notamment les plafonds de ratios d’asymétrie du trafic, le niveau minimum de trafic échangé, la répartition géographique des points d’interconnexion, etc.

Pour autant, les accords de peering s’établissent en pratique le plus souvent de manière relativement rapide et informelle : ainsi, une large majorité d’entre eux ne fait pas l’objet d’un contrat écrit et relève d’un simple accord de principe entre les deux pairs, dans le respect de leurs chartes de peering éventuelles. D’après PCH ^[8], environ 99,9% des accords de peering se sont faits d’une manière informelle autour d’une poignée de main.

Certains acteurs imposent la mise en œuvre d’un contrat même dans le cas d'un peering gratuit afin d’établir des conditions telles que le trafic minimum et le respect d’un ratio d’asymétrie : en cas de non-respect d’une condition, le contrat bascule automatiquement en peering payant.

Les points d’échange Internet

Le peering peut physiquement être réalisé :

• dans les locaux de l’un des pairs ;
• dans les locaux d’un acteur tiers (Datacenter) ;
• dans un point d’échange (Internet Exchange Point ou IXP) : un site dédié à l’interconnexion pouvant être neutre ou géré par un opérateur donné.

Les points d’échange permettent la mutualisation des coûts d’hébergement et de raccordement, ainsi que la mise en œuvre efficace de nombreuses relations de peering (mais également de transit). En effet, être présent dans un point d’échange permet de s’interconnecter (moyennant un accord, souvent oral et rapidement obtenu, entre les parties) avec tous les AS présents dans ce point d’échange.

Peering public et peering privé

On distingue deux principaux modes de peering :

• le mode bilatéral, aussi appelé « peering privé », qui peut être localisés dans le locaux d’un des pairs ou dans un Datacenter ;
• le mode multilatéral, aussi appelé « peering public », réalisé dans un IXP.

Le peering privé est généralement employé lorsque la capacité d’interconnexion entre les deux pairs est suffisante pour rendre économiquement viable une interconnexion dédiée. Il présente également des avantages en matière de maintenance et de sécurité de l’interconnexion.

Le peering public a été développé pour rendre économiquement viable l’interconnexion directe pour des capacités moindres, en mutualisant les capacités d’interconnexion entre plusieurs pairs grâce à des équipements actifs partagés de commutation.

Pourquoi choisir le peering à la place du transit ?

Recourir à une prestation de transit ou mettre en place un accord de peering pour échanger du trafic avec les clients d’un autre opérateur dépend à la fois du pouvoir de négociation des parties et d’un arbitrage technico-économique, dont les paramètres sont notamment les coûts relatifs des différentes options et la qualité de service.

D’une part, les FAI cherchent à mettre en place des relations de peering (gratuit ou à tarif réduit) avec d'autres FAI afin de réduire les coûts de transit. Ces relations réduisent la charge de trafic sur les services de transit, souvent coûteux.

D’autre part, le peering utilise des circuits directs ou des points d'échange régionaux qui permettent aux utilisateurs finals d’obtenir de meilleures performances. Sans interconnexion directe, le trafic des clients peut devoir passer par plusieurs réseaux, sur de grandes distances et donc avec une latence élevée, avant d’atteindre un service donné.

Si le peering présente un intérêt évident, certains petits acteurs au faible pouvoir de négociation n’ont d’autres choix que de payer un ou plusieurs transitaires pour pouvoir connecter leurs clients.

Les acteurs de l’internet sont généralement classés en trois groupes, selon la nature de leurs relations d’interconnexion :

• Tier 1 : ce sont les acteurs qui ont développé un réseau longue distance et disposent d’interconnections directes avec les autres opérateurs majeurs au niveau mondial. Ils n’ont recours à aucune prestation de transit pour accéder à l’intégralité des réseaux constituant l’internet. Pour assurer une connectivité mondiale, ces opérateurs doivent être tous reliés entre eux par des accords de peering. En s’appuyant sur ces relations de peering, ils sont alors en mesure de fournir des prestations de transit aux réseaux de niveaux hiérarchiques inférieurs ^[9].

Listes des Tier 1 ^[10]: AT&T, CenturyLink / Level 3, Cogent Communications*, Deutsche Telekom AG, Global Telecom & Technology, Hurricane Electric*, KPN International, Liberty Global, NTT Communications, Orange, PCCW Global, Sprint, Tata Communications, Telecom Italia Sparkle, Telxius / Telefónica, Telia Carrier, Verizon Enterprise Solutions et Zayo Group.

• Tier 2 : ce sont des acteurs de taille moyenne. Ils ont des accords de peering entre Tier 2 d’une même zone géographique, mais doivent acheter du transit pour bénéficier d’un accès à l’internet mondial.
• Tier 3 : ce sont des acteurs encore plus petits, qui n’ont recours qu’au transit pour assurer leur connectivité.

Les Tier 2 et Tier 3, qui ont recours partiellement ou totalement au transit pour assurer leur connectivité globale, peuvent faire le choix de ne recourir qu’à un seul transitaire (ils sont alors dits « single homed ») ou de faire appel à plusieurs transitaires (ils sont dits alors « multi homed »).

Cette hiérarchie n’est pas figée. En effet, en développant ses accords de peering, un Tier 3 peut devenir un Tier 2. Par ailleurs, un Tier 2 peut rentrer en relation de peering avec des Tier 1, devenir un fournisseur de transit et éventuellement avoir le statut de Tier 1 après la mise en place d’accords de peering avec l’ensemble des Tier 1. Une telle stratégie d’évolution paraît aujourd’hui suivie par certains gros FCA et CDN, lesquels tentent de déployer leurs propres infrastructures et de gravir cette structure hiérarchique.

Il arrive ponctuellement – en France comme ailleurs dans le monde – qu’un acteur d’internet observe une dégradation de la qualité d’expérience d’une partie seulement de ses clients, utilisant un FAI donné. Cette dégradation peut trouver sa cause dans l’apparition d’une congestion au niveau de l’interconnexion entre ce FAI et un opérateur acheminant une partie du trafic de l’acteur concerné.

De manière générale, grâce au dispositif de collecte d’informations sur l’interconnexion et l’acheminement de données sur internet, mis en place depuis 2012, l’Arcep dispose d’informations permettant de se forger une première appréciation de la situation.

Par ailleurs, les exploitants de réseaux ouverts au public sont tenus de faire droit aux demandes d’interconnexion des autres exploitants de réseaux ouverts au public présentées en vue de fournir au public des services de communications électroniques. La demande d’interconnexion ne peut être refusée que si elle est justifiée au regard, d’une part, des besoins du demandeur, d’autre part, des capacités de l’exploitant à la satisfaire. Tout refus d’interconnexion doit être motivé. 

En cas de problème éventuel, l’Autorité pourrait exercer les compétences attribuées par le législateur ^[11], que ce soit par la voie d’une décision de régulation ex ante, ou d’une décision de règlement différend à la demande d’une partie ^[12].

Enfin, même si l’interconnexion n’est pas identique à l’accès à internet et qu’elle n’est pas couverte en tant que tel par le règlement internet ouvert, les pratiques utilisant l’interconnexion pour brider des flux spécifiques et donc limiter les droits des utilisateurs pourraient être analysées sous l’angle dudit règlement ^[13].

Par souci de confidentialité, la publication des résultats ^[14] ne porte que sur des résultats agrégés. Grâce au recueil d’informations sur l’interconnexion, l’Arcep dispose aujourd’hui de données sur l’interconnexion du premier semestre de 2012 au premier semestre de 2018.

Le trafic entrant vers les quatre principaux FAI en France est passé d’environ 10 Tbit/s à mi 2017 à 13,3 Tbit/s à mi 2018, marquant ainsi une augmentation de 33% en un an. Le trafic provient à 46% des liens de transit. Ce taux de transit assez élevé est dû en grande partie au trafic de transit entre Open transit international (OTI), Tier 1 appartenant à Orange, et le Réseau de Backbone et de Collecte Internet d’Orange (RBCI), qui permet d’acheminer le trafic vers les clients finals du FAI. Ce taux de transit est beaucoup moins élevé chez les autres FAI qui, n’ayant pas en parallèle une activité de transitaire, font davantage appel au peering.

Le trafic entrant poursuit donc sa croissance considérable, avec une évolution annuelle de 40% en moyenne.

À mi 2018, le trafic sortant du réseau des quatre principaux FAI en France atteint 1,5 Tbit/s, soit une augmentation de 20% par rapport à mi 2017. Entre 2012 et 2018, ce trafic a triplé. On remarque par ailleurs que l’augmentation du trafic sortant est plus significative au second semestre de chaque année.

Le trafic sortant est bien inférieur au trafic entrant. Par ailleurs, le taux d‘asymétrie entre ces deux trafics est passé de 1 : 4 en 2012 à environ 1 : 9 en 2018. Cette augmentation est due notamment à l’augmentation du contenu multimédia consulté par les clients (streaming vidéo et audio, téléchargement de contenu de grande taille, etc.).

Les capacités installées à l’interconnexion ont connu une augmentation du même ordre de grandeur que le trafic entrant. Les capacités installées à mi 2018 sont estimées à 34,4 Tbit/s, soit un facteur de 2,6 par rapport au trafic entrant. Ce ratio n’exclut pas l’existence d’épisodes de congestion, qui peuvent survenir entre deux acteurs sur un ou des lien(s) particulier(s) en fonction de leur état à un instant donné.

La carte ci-dessus montre que la France se situe en 5^ème position ^[15] en termes de points d’échange installés dans son territoire derrière l’Allemagne, les Pays-Bas, l’Angleterre et la Suède. En France, les IXP se concentrent à Paris et à Marseille. France-IX Paris, avec sa capacité installée de 2,9 Tbit/s et ses dix clients à plus de 100 Gbit/s, se positionne comme que le leader du marché français.

Comme expliqué avant, les FCA cherchent de plus en plus à se rapprocher  des clients finals. Pour ce faire, ils effectuent des partenariats avec les FAI afin que leur contenu soit hébergé dans des serveurs cache placés à l’intérieur du réseau des opérateurs. Ces CDN internes peuvent être ceux de l’opérateur qui les héberge ou appartenir à des tiers. En France, Google et Netflix sont les deux principaux acteurs qui intègrent des serveurs dans le réseau de certains opérateurs.

A fin 2016, l’Arcep a pu observer que le trafic venant des CDN internes étaient d’environ 820 Gbit/s et comptaient pour 11% du trafic alimentant ces principaux FAI, ce taux variant fortement d’un FAI à l’autre.

A partir second semestre de 2017, l’Arcep a intégré des indicateurs relatifs à ce nouveau mode d’interconnexion dans sa collecte d’information afin d’être en mesure d’évaluer dans la durée l’évolution du trafic provenant ce nouveau mode d’interconnexion des CDN internes. Ainsi, au second semestre de  2017, le trafic provenant de ces serveurs  était d’environ 1,2 Tbit/s.

A mi 2018, ce trafic a augmenté pour atteindre 1,9 Tbit/s, soit  13% du trafic vers les clients finals des principaux FAI. Ce taux – en hausse par rapport  au second semestre de 2017 (9%) – varie à nouveau fortement d’un FAI à l’autre : chez certains opérateurs ce trafic ne constitue même pas 1% du trafic vers les utilisateurs finals alors que pour d’autres, ils constituent plus du quart du trafic entrant injecté dans leurs réseaux.

Par ailleurs, le ratio de trafic entrant/sortant varie entre 1 : 5 et 1 : 14 en fonction de l’opérateur. Autrement dit, les données stockées au niveau des serveurs cache sont consultés entre 5 et 14 fois en moyenne.

Les quatre principaux fournisseurs (Google, Netflix, Akamai ^[16], Facebook) cumulent environ la moitié du trafic entrant sur les réseaux des principaux FAI en France, ce qui indique une concentration de plus en plus nette du trafic entre un petit nombre d’acteurs dont la position sur le marché des contenus se conforte.

Les fourchettes de tarifs de transit et de peering n’ont pas connu d’évolution depuis l’année dernière. D’après les données recueillies, les prestations de transit se négocient toujours entre 10 centimes d’euros HT et plusieurs euros HT par mois et par Mbit/s. Quant au peering payant, il se situe dans une fourchette comprise entre 25 centimes d’euros HT et plusieurs euros HT par mois et par Mbit/s ^[17]. 

Dans la majorité des cas, les CDN internes sont gratuits. Néanmoins, il arrive que ceux-ci soient payants dans le cadre plus large de la prestation de peering payant que le FCA a contracté par ailleurs avec le FAI.

Références

[1] Les individus qui utilisent leurs propres équipements et contractent un abonnement auprès d’un FAI pour accéder à du contenu sur internet.

[2] L’Arcep tient à préciser que le présent baromètre concerne uniquement l’interconnexion de données dans le réseau internet et ne s’applique pas à l’interconnexion des réseaux de deux opérateurs pour la terminaison d’appel vocal.

[3] Plus précisément, l’article 6-1-2° de la loi 2004-575 du 21 juin 2004 pour la confiance dans l’économie numérique définit les hébergeurs comme étant les personnes physiques ou morales qui assurent, même à titre gratuit, pour mise à disposition du public par des services de communication au public en ligne, le stockage de signaux, d’écrits, d’images, de sons ou de messages de toute nature fournis par des destinataires de ces services.

[4] Voir la partie 1.7

[5] Ensemble de réseaux gérés par une même autorité administrative et ayant des protocoles de routage relativement homogènes. Exemple de certains AS en France : AS5410 (Bouygues Télécom), AS12322 (Proxad – Free), AS3215 (RBCI – Orange), AS15557 et AS21502 (SFR), AS16276 (OVH), AS12876 (Online), etc.

[6] Chaque AS annonce des préfixes IP, chaque préfixe IP faisant référence à un groupe d’adresses IP.

[7] Exemples de politiques de Peering : AS5410 (Bouygues Télécom), AS12322 (Proxad – Free), AS3215 (RBCI – Orange) et AS15557 (SFR).

[8]  Packet clearing House, Rapport sur les accords d’interconnexion (2016)

[9] Selon une définition plus restrictive, un Tier 1 doit non seulement être transit free, mais également ne pas avoir recours au peering payant pour assurer sa connectivité mondiale.

[10] Certains acteurs tendent à ne pas considérer Cogent et Hurricane Electric comme Tier 1 car ils n’annoncent pas toutes les routes d’Internet en IPv6 suite à des conflits entre acteurs. De plus, si  Hurricane Electric est Tier 1 en IPv6, il est Tier 2 en IPv4. (Source : lafibre.info)

[11] Article L. 34-8 du code des postes et des communications électroniques

[12] Procédure prévue à l’article L. 36-8 du CPCE

[13] Cf. considérant 7 du règlement internet ouvert et considérants 5 et 6 des lignes directrices du BEREC.

[14] Résultats issus des réponses des différents opérateurs à la collecte d’informations sur les conditions techniques et tarifaires de l’interconnexion et de l’acheminement de données, dont le périmètre est explicité dans la décision 2017-1492-RDPI.

[15] Le classement concerne les pays suivants : Allemagne, Angleterre, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne, France, Irlande, Italie, Luxembourg, Norvège, Pays-Bas, Portugal, Suède et Suisse

[16] Akamai est un CDN qui diffuse le contenu de plusieurs FCA.

[17] Les fourchettes de tarifs ne reflètent que les tarifs que les acteurs ayant répondu au questionnaire payent pour les prestations de transit, peering ou CDN internes.