L'épineux problème de la gestion de l'heure sur Internet

Oct 15, 2023

Par Nate Hopper

En 1977, David Mills, un ingénieur et informaticien excentrique, a accepté un emploi chez COMSAT, une société de satellites dont le siège est à Washington, DC. Mills était un bricoleur invétéré : il avait autrefois construit une aide auditive pour l'oncle d'une petite amie et avait consulté pour Ford sur la façon dont les ordinateurs à bande papier pourraient être intégrés dans les voitures. Aujourd'hui, chez COMSAT, Mills s'implique dans l'ARPANET, le réseau informatique qui deviendra le précurseur d'Internet. Une poignée de chercheurs utilisaient déjà le réseau pour connecter leurs ordinateurs distants et échanger des informations. Mais la fidélité des données échangées était menacée par un défaut évident : les machines ne partageaient pas une heure synchronisée unique et fiable.

Au fil des décennies, Mills a acquis une vaste expertise en mathématiques, en ingénierie et en informatique. Au début des années 70, alors qu'il était chargé de cours à l'Université d'Édimbourg, il avait écrit des programmes permettant de décoder les signaux radio et télégraphiques à ondes courtes. Plus tard, en grande partie pour s'amuser, il avait étudié comment les horloges d'un réseau électrique pouvaient errer plusieurs secondes au cours d'une chaude journée d'été. (L'ampleur de leurs changements ne dépendait pas seulement de la température, mais aussi du fait que le réseau utilisait du charbon ou de l'hydroélectricité.) Il se concentrait désormais sur le problème de la gestion de l'heure sur un réseau informatique étendu. L’heure, a appris Mills, est le résultat d’une recherche incessante de consensus. Même les heures indiquées par les « horloges maîtresses » les plus précises au monde, entretenues par le gouvernement, sont des composites des lectures de plusieurs horloges atomiques. Les horloges maîtresses, à leur tour, sont moyennées pour aider à créer l'heure civile internationale, connue sous le nom de temps universel coordonné et initialisée en UTC.

Pour résoudre le problème de la synchronisation temporelle sur ARPANET, Mills a construit ce que les programmeurs appellent un protocole : un ensemble de règles et de procédures qui créent une lingua franca pour des appareils disparates. L'ARPANET était expérimental et capricieux : l'électronique tombait régulièrement en panne et les mauvais comportements technologiques étaient courants. Son protocole cherchait à détecter et à corriger ces méfaits, créant un consensus sur l'époque grâce à un ingénieux système de suspicion. Mills était fier de sa nomenclature espiègle, c'est pourquoi son système de synchronisation d'horloge distinguait les « vrais chimères » fiables des « faux autocollants » trompeurs. Un système d'exploitation nommé Fuzzball, qu'il a conçu, a facilité les premiers travaux. Mills a appelé sa création le Network Time Protocol, et NTP est rapidement devenu un élément clé de l'Internet naissant. Les programmeurs ont suivi ses instructions lorsqu'ils ont écrit le code de chronométrage pour leurs ordinateurs. En 1988, Mills avait affiné NTP au point de pouvoir synchroniser les horloges d'ordinateurs connectés qui affichaient des heures très différentes à quelques dizaines de millisecondes près, soit une fraction d'un clin d'œil. «J'ai toujours pensé que c'était une sorte de magie noire», m'a dit Vint Cerf, un pionnier de l'infrastructure Internet.

Aujourd’hui, nous tenons pour acquis la synchronisation mondiale de l’heure. Elle est essentielle à Internet, et donc à la civilisation. Les systèmes vitaux – réseaux électriques, marchés financiers, réseaux de télécommunications – en dépendent pour tenir des registres et trier les causes et les effets. NTP travaille en partenariat avec des systèmes satellitaires, tels que le système de positionnement global (GPS), et d'autres technologies pour synchroniser l'heure sur nos nombreux appareils en ligne. L'heure enregistrée par des horloges atomiques précises et étroitement alignées, par exemple, peut être diffusée via GPS vers de nombreux récepteurs, y compris ceux des tours de téléphonie cellulaire ; ces récepteurs peuvent être connectés à des serveurs NTP qui distribuent ensuite l'heure entre des appareils reliés entre eux par Internet, qui exécutent presque tous NTP (les horloges atomiques peuvent également transmettre directement l'heure aux serveurs NTP.) Le protocole fonctionne sur des milliards d'appareils, coordonnant l'heure sur tous les continents. La société n’a jamais été aussi synchronisée.

Pendant des décennies, Mills a été la personne qui a décidé du fonctionnement du NTP (bien qu’il conteste l’idée selon laquelle il aurait agi en toute souveraineté). Bizarre, épineux, autoritaire et parfois opaque – « Il ne supporte pas volontiers les imbéciles », a déclaré un collaborateur de longue date – il a fait office de père du temps sur Internet. Mais son mandat touche à sa fin. Mills est né avec un glaucome. Lorsqu'il était enfant, un chirurgien a réussi à conserver une partie de la vision de son œil gauche et il a toujours travaillé sur de très grands écrans d'ordinateur. Il y a une dizaine d’années, sa vision a commencé à décliner et il est désormais complètement aveugle. Examiner le code informatique et rédiger des explications et des corrections sont devenus extrêmement fastidieux. Dessiner des diagrammes ou composer des équations mathématiques complexes est presque impossible.