Neutralité du Net

Introduction

La conservation, ou non, de la neutralité du Net est un sujet d’actualité.
Ce principe, qui stipule que les données transmises sur le réseau le sont de manière équitable, sans discrimination est aujourd’hui, et de plus en plus remis en question. C’est un principe fondateur d’Internet, qui est globalement respecté, bien qu’aucune loi n’oblige aujourd’hui de le conserver.
Dans les pays européens, ainsi qu’aux États-Unis, ce sujet est aujourd’hui âprement débattu. Des consultations ont été lancées pour permettre de répondre aux questions suivantes. Doit-on légiférer sur la neutralité du Net ? Si oui, qu’entend-on exactement par neutralité du Net ? Le qualité du réseau sera-t-elle améliorée ? Ces questions sont au c÷ur des débats et leurs réponses sont un enjeu capital pour l’avenir d’Internet.
Parmi les opposants à la conservation de cette neutralité, se trouvent les fournisseurs d’accès internet (FAI). Ils arguent qu’ils ne peuvent supporter seuls les investissements pour les réseaux du futur. Ils aimeraient en particulier faire payer les diffuseurs de contenu pour l’usage du réseau an de continuer à garantir une qualité de service susante et à améliorer celle-ci.
Parmi les conservateurs de la neutralité du Net, on trouve diffuseurs de contenus. Leur vision est différente de celles des FAIs : ils ne veulent pas payer pour cet usage, car jugent que ce n’est pas leur rôle. Leur argument principal est qu’un réseau non-neutre aurait pour eet de stopper l’innovation.
Ils expliquent que des entreprises telles Facebook ou Google n’auraient pas pu connaître un développement aussi rapide et d’une telle ampleur si elles avaient dû payer pour l’usage des réseaux.
Les associations de consommateur sont principalement pour une conservation de la neutralité du Net, elles aussi. Ainsi, La Quadrature du Net explique que la conservation de ce principe garantie la liberté d’expression et de communication tout en permettant l’innovation sur le réseau [8].
Notre travail consistera dans un premier temps à modéliser le réseau.
Nous identiferons les acteurs qui jouent un rôle dans cette remise en question de la neutralité du net. Les différentes interactions entre ces acteurs seront mises en avant. Comme tout modèle, il ne pourra pas représenter exactement la réalité, mais devra s’en approcher pour que les résultats obtenus soient utilisables.
Dans un second temps, nous étudierons le modèle réalisé. À cette n, nous trouverons des valeurs objectives, chargées de représenter le gain potentiel de chaque acteur. Nous nous appuierons sur la théorie des jeux pour réaliser cette étude.
Pour terminer nous comparerons le réseau neutre et le réseau non-neutre an d’observer qui sont les gagnants et les perdants dans chacune des situations ; situations qui permettront de valider ou d’invalider les arguments de chacune des parties. Nous observerons également le bien-être global du réseau et les conséquences positives et négatives ressenties par l’utilisateur dans chacune des situations.

Problématique et contexte

La neutralité du Net est un enjeu majeur aujourd’hui. Ce principe, qui figure parmi les principes fondateurs d’Internet, exclut toute discrimination des données transmises sur le réseau : elles sont transmises de manière équitable.
Dans un premier temps nous définirons correctement le terme de neutralité de Net. Nous verrons en eet que tout le monde ne s’accorde pas sur une unique dénition. Nous décrirons ensuite la situation actuelle, nous verrons qu’il existe des cas où ce principe n’est pas totalement respecté. Ensuite, nous verrons les tenants et les aboutissants d’un réseau neutre/non-neutre. Enfin nous expliquerons la problématique à laquelle nous nous sommes intéressés dans ce stage.

Neutralité du Net : définition(s)

S’il est simple d’accès, ce principe pose tout de même des questions : peut-on réguler le trafic en cas de congestion ? Une architecture comme Di- Serv 1 est-elle autorisée ? Peut-on stopper l’envoi de donner violant les droits d’auteur ? Peut-on stopper les données violant tout simplement les lois du pays ? Si quasiment tout le monde s’entend sur le oui comme réponse à la première question, cela n’est pas si simple pour les autres questions.
Les FAIs voudraient en eet avoir un contrôle sur les données circulant sur leur réseau, empêchant la circulation de données violant les droits d’auteur, bridant les sites trop gourmands en bande passante. Les diuseurs de contenu et les utilisateurs adoptent globalement le même point de vue. La différenciation du trac peut être autorisée mais elle doit être cadré pour éviter les débordements. Enn, pour eux, tout le trafic doit être transmis.
Comme il existe ainsi une multitude de définitions, nous dirons qu’un réseau est :
faiblement neutre : si il interdit la discrimination entre utilisateurs ;
fortement neutre : si il interdit la différenciation de service.
Dans le premier cas, deux utilisateurs distincts ont accès de la même manière à Internet : les FAIs ne peuvent pas brider selon l’utilisateur. Dans le second cas, on a de plus l’interdiction d’architectures comme DiffServ.
Cela signie que toutes les données sont transmises de la même manière, que la requête concerne une application de streaming ou une simple requête web.
Dans cette étude, nous entendrons par neutralité du Net, la définition suivante, proposée en 2009 par Benjamin Bayart.

Enjeux : innovation et investissements

Les acteurs du réseau, principalement les FAIs, remettent aujourd’hui ce principe en question. Leur point de vue est le suivant : leurs investissements dans le réseau, disent-ils, et surtout les investissements futurs ne peuvent pas être réalisés par les fournisseurs seuls. Certains difuseurs, Youtube par exemple, utilisent une part importante de la bande passante sans pour autant payer une contrepartie. Seul le fournisseur qui les héberge reçoit une contrepartie financière. Les FAIs voudraient aujourd’hui que les difuseurs, tout du moins ceux dont le trafic émis est important, paient pour l’utilisation du réseau, faute de pouvoir assurer la pérennité du réseau.
De l’autre côté, les diuseurs arguent qu’un réseau non-neutre, dans lequel ils auraient à payer pour l’utilisation du réseau serait un frein complet à l’innovation. Une entreprise telle Facebook, ou Google n’aurait pas pu voir le jour disent-ils.
La validité de ces arguments doit être vérifié : à travers notre étude, nous essaierons de répondre à ces questions et voir dans les différents cas si ces arguments s’avèrent être corrects.
D’autres arguments pour la conservation de la neutralité du Net sont du ressort des droits fondamentaux d’accès à l’information. Si Internet n’était pas neutre, cela pourrait empêcher l’accès équitable à l’information. Ainsi l’article 11 de la déclaration des droits de l’homme et du citoyen stipule [13] :
La libre communication des pensées et des opinions est un des droits les plus précieux de l’homme : tout citoyen peut donc parler, écrire, imprimer librement, sauf à répondre de l’abus de cette liberté dans les cas déterminés par la loi.
Les défenseurs arguent que la libre communication des pensées et des opinions se fait aujourd’hui énormément via Internet. Empêcher l’accès à certaines données reviendrait à ne pas respecter la DDHC.

Problématique

Dans notre étude, nous ne pourrons nous intéresser à tous les aspects de la neutralité du Net. Aussi nous nous intéresserons à l’argument des fournisseurs qui voudraient faire payer l’usage de leur réseau aux diffuseurs. Nous nous intéresserons à la question suivante :
Quels sont les conséquences d’une taxe des Fournisseurs d’Accès Internet aux diffuseurs de contenu pour l’utilisation du réseau ?
Cette problématique remets en cause la neutralité du net, puisque le contenu peut être discriminé selon la source. En particulier, un diffuseur refusant de payer à un fournisseur se verrait interdire la circulation de son trafic sur le réseau de celui-ci. Ceci remets en cause le point 2 de notre définition [? ], qui interdit la discrimination selon la source. Nous étudierons un réseau neutre et un réseau non-neutre an d’observer qui est(sont) le(s) gagnant(s) et le(s) perdant(s) dans chacun des cas, de manière objective.
La partie suivante présente la modélisation que nous avons choisie pour le réseau, nous verrons ensuite l’étude réalisée ainsi que les résultats actuels. Dans la dernière partie nous présentons les poursuites envisagées à cette étude.

Travaux antérieurs

Dans cette partie nous allons dans un premier temps présenter les papiers en relation avec la neutralité du Net, puis nous étudierons le modèle de réseau qui a inspiré notre représentation.

Neutralité du Net

Plusieurs papiers étudient la neutralité du Net. La plupart sont qualitatifs et restent du domaine politique et législatif. Ainsi dans [10] les deux auteurs présentent un point de vue économique selon lequel réguler Internet empêche la compétition alors qu’ils pensent que la compétition améliore la qualité du réseau.
D’un point de vue scientique, dans [5] est modélisé un réseau avec deux diffuseurs, qui ne sont pas forcément en compétition sur le même domaine, et un fournisseur d’accès. Les auteurs concluent qu’abandonner la neutralité du Net augmenterait le gain du fournisseur, diminuerait celui des diuseurs et augmenterait ou diminuerait celui des utilisateurs, selon les situations. Dans [14] un modèle est étudié avec une innité de diuseurs en compétition, et deux fournisseurs. Les auteurs concluent qu’une régulation pourrait diminuer la qualité d’Internet car les petits fournisseurs ne pourraient pas réaliser d’investissement sur leur réseau.

Modèle sans compétition

Pour réaliser notre modèle, nous nous sommes inspirés du modèle réalisé dans [2]. Nous allons dans un premier temps étudier ce modèle, les interactions qui y sont étudiés et ce que nous avons modifié pour tenir compte des aspects compétitifs entre fournisseurs d’accès.

Modélisation : compétition entre fournisseurs

Un des arguments avancé par les FAIs est le suivant : s’il est vrai que les diffuseurs de contenu sont souvent en situation de monopôle, tel le cas de Google ou facebook, la situation est différente pour les FAIs. Celles-ci sont très souvent en situation de concurrence, ce qui n’est pas représenté par le modèle ci-dessus.
An de vérifer cet argument, nous avons développé un modèle un peu plus général, dans lequel les FAIs seront effectivement en situation de concurrence. Notre modèle va donc prendre compte des arguments avancés par les FAIs. Nous verrons à partir de notre modèle si ils sont effectivement valides ou non.

Choix des prix par le régulateur

Pour le régulateur, il faut d’abord commencer par choisir une fonction qui caractérise le bien-être du réseau. Ce peut être la somme des utilités des acteurs du réseau, ou une pondération de celles-ci.
Mon idée serait plutôt que le régulateur cherche à maximiser la demande.
En effet si la demande est maximum, cela signifie qu’un nombre important de personne peuvent se connecter ce qui est bénéfique pour la société. La demande dépendant directement du prix payé par les utilisateurs, cela revient au même de minimiser le prix payé.

Neutralité vs non-neutralité

Mon idée sur le sujet, qui ne se base sur aucun résultat scientifique, est que le réseau doit au moins être réguler. En eet, si on laisse les ISPs décider par elles-même les prix qA et qB, on n’obtient pas d’équilibre et tout le monde est perdant.
Pour ce qui est de la justification de l’existence des prix qA et qB, peu importe le décideur, je n’ai pas encore d’idée. Il est possible que ceux-ci soient dans l’intérêt de chacun des acteurs du réseau mais cela reste encore à vérifier.

Travaux futurs et conclusion

Dans cette partie nous allons voir le travail qu’il reste à effectuer dans le temps qu’il reste pour ce stage. Puis nous verrons les travaux qui peuvent suivre celui-ci.

Fin de stage

Dans le mois qui suit, je dois terminer cette étude. En particulier je dois terminer le niveau 4 du jeu, ainsi que prouver tous ces futurs résultats. Je dois également trouver une fonction d’utilité pour le régulateur. Elle devra représenter le bien-être du réseau ou des utilisateurs.

Travaux futurs

Ce modèle étant simplifié, il devra être enrichi pour être plus proche de la réalité. Les différents points suivants seront à améliorer : une demande non linéaire, ajouter de la congestion dans le réseau et enn modéliser de l’innovation et de l’investissement.

Non linéarité de la demande

Dans notre modélisation, la demande est linéaire vis à vis du prix d’accès total au contenu – prix payé au fournisseur ainsi qu’au diffuseur. Nous savons que ce n’est pas réaliste et qu’un modèle avec une demande non linéaire serait plus réaliste. Il conviendra de trouver comment modéliser cette demande, en nous aidant de publications ayant déjà étudié le sujet, an d’être plus près de la réalité.

Congestion du réseau

Actuellement notre réseau ne représente pas l’éventuelle congestion. Cependant nous sommes biens conscients que si tous les utilisateurs choisissent le même fournisseur, celui-ci sera congestionné et la connexion plus lente.
Celle-ci se modélise grâce notamment au prix perçu p. Celui-ci doit inclure la congestion : en tant qu’utilisateur le prix que j’accepte de payer dépend évidemment de la qualité de service pour laquelle je paie.

Modélisation de l’innovation et de l’investissement

Enfin notre réseau ne modélise pas l’apport innovant des diffuseurs ni l’investissement réalisé par les fournisseurs. Ceci devra être ajouter à notre étude : notre jeu n’aura plus quatre niveau mais six ; les deux nouveaux représentant l’investissement et l’innovation.

Conclusion

Dans ce stage nous avons étudié un aspect de la neutralité du Net remis en question par les fournisseurs d’accès à Internet. Nous avons d’abord modélisé ce réseau, en identifiant clairement les acteurs ayant un rôle ainsi que les différentes interactions entre eux. Nous avons étudié ensuite ce modèle, grâce à un jeu à quatre niveaux : :à chaque niveau les acteurs effectuent un choix qui est optimal.
Ceci ne nous permet pas de conclure clairement pour le moment. C’est l’objet de l’étude qu’il faudra réaliser dans le mois suivant. De plus, le modèle actuel peut être modifier pour être encore plus proche de la réalité, ce qui peut faire l’objet de stages futurs ou d’une thèse. Il conviendra notamment de modéliser l’investissement et l’innovation qui sont des enjeux majeurs de l’Internet de demain.

Résumé

La neutralité du Net, qui garantie à chacun un accès à tout Internet sans discrimination (de contenu, de diffuseur, de récepteur, de protocole), est un enjeu majeur pour l’avenir. Ce principe, fondateur du net, est aujourd’hui remis en question par les fournisseurs d’accès, qui considèrent injuste de payer seuls l’entretien et l’investissement des infrastructures pour des diffuseurs gourmands en bande passante, Youtube par exemple.
A l’aide d’un modèle économique nous allons étudier l’impact pour l’utilisateur, les diffuseurs de contenu et les fournisseurs d’accès internet, de la neutralité (ou non) du net.
Dans ce rapport, nous allons développer un modèle économique représentant le réseau Internet. En nous appuyant sur la théorie des jeux et ce modèle nous étudierons quels sont les impacts d’un réseau neutre vs un réseau non-neutre.
Mots clés : Neutralité du Net, Modèles économiques de réseau, Compétition de Bertrand, Théorie des jeux.

Table des matières
1 Introduction 
2 Problématique et contexte 
2.1 Neutralité du Net : dénition(s)
2.2 Neutralité du Net : la situation actuelle
2.2.1 Une loi sur la neutralité du net ?
2.2.2 La neutralité : un principe pas toujours respecté
2.3 Enjeux : innovation et investissements
2.4 Problématique
3 Travaux antérieurs
3.1 Neutralité du Net
3.2 Modèle sans compétition
3.2.1 Acteurs
3.2.2 Interactions
3.2.3 Résultats
4 Modélisation : compétition entre fournisseurs 
4.1 Acteurs et prix d’accès
4.2 Demande et répartition
4.3 Principe de Wardrop – Compétition de Bertrand
4.4 Extension
4.5 Utilités
4.5.1 Fournisseurs d’accès Internet
4.5.2 Difuseur de contenu
4.6 Utilisateurs
5 Étude du réseau
5.1 Un jeu à 4 niveaux
5.2 Niveau 1 : choix des utilisateurs
5.3 Niveau 2 : prix d’accès au contenu
5.4 Niveau 3 : prix d’accès aux fournisseurs
5.4.1 Propriétés
5.4.2 Meilleures réponses
5.5 Niveau 4 : prix entre fournisseurs et difuseur de contenu
5.5.1 Choix des prix par le CP
5.5.2 Choix des prix par les ISPs
5.5.3 Choix des prix par le régulateur
5.6 Neutralité vs non-neutralité
6 Travaux futurs et conclusion 
6.1 Fin de stage
6.2 Travaux futurs
6.2.1 Non linéarité de la demande
6.2.2 Congestion du réseau
6.3 Modélisation de l’innovation et de l’investissement
6.4 Conclusion
Bibliographie

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