Le coût relatif de la bande passante dans le monde entier

CC BY 2.0 par Kendrick Erickson

Ces derniers mois, une attention particulière s'est portée sur les réseaux et sur la façon dont ils sont reliés entre eux. Cloudflare dispose d'un vaste réseau relié à de nombreux autres réseaux à travers le monde. Notre position nous permet d'avoir une visibilité exceptionnelle sur les activités du réseau mondial. Étant donné notre singularité, nous avons pensé qu'il pourrait être utile d'expliquer le fonctionnement des réseaux et les coûts relatifs de la technologie Internet dans les différentes parties du monde.

Internet est un vaste réseau composé de plusieurs petits réseaux. Les réseaux qui constituent Internet sont reliés entre eux de deux manières principales. Les réseaux peuvent se connecter directement les uns aux autres, auquel cas on dit qu'ils sont « interconnectés », ou ils peuvent se connecter via un réseau intermédiaire connu sous le nom de « fournisseur de transit ».

Au cœur de l'Internet se trouvent une poignée de très grands fournisseurs de services de transit qui sont tous interconnectés. Ce groupe d’environ douze entreprises est connu sous le nom de fournisseurs de réseau de premier niveau. Que ce soit directement ou indirectement, tous les FAI (fournisseurs d'accès Internet) du monde sont reliés à l'un de ces fournisseurs de premier niveau. Comme les fournisseurs de premier niveau sont tous interconnectés, il devrait être possible d'atteindre tout point du réseau à partir de n'importe quel autre. C'est ce qui fait qu'Internet est Internet : un énorme groupe de réseaux qui sont tous reliés entre eux.

Pour faire partie d'Internet, Cloudflare achète de la bande passante, ou transit, à plusieurs fournisseurs différents. Le tarif que nous payons pour cette bande passante varie d'une partie du monde à l'autre. Dans certains cas, nous nous adressons à un fournisseur de premier niveau. Dans d'autres cas, nous nous adressons à des fournisseurs de transit locaux qui assurent la liaison avec les réseaux que nous devons rejoindre directement (sans passer par un fournisseur de premier niveau), ou qui sont reliés à d'autres fournisseurs de transit.

Cloudflare achète le transit au tarif de gros et en fonction de nos besoins pour un mois donné. Contrairement à certains services de cloud comme Amazon Web Services (AWS) ou les RDC traditionnels qui facturent individuellement les bits diffusés sur un réseau (appelés « stock »), nous payons pour un usage illimité pendant une période déterminée (appelée « flux »). Généralement, nous payons en fonction du nombre maximum de mb/s que nous utilisons en un mois avec un fournisseur donné.

Chiffres du trafic sur le réseau mondial de Cloudflare au cours des 3 derniers mois. Chaque couleur représente l'un de nos 28 datacenters.

La plupart des accords de transit fixent le 95e centile d'utilisation au cours d'un mois donné. Cela signifie que vous perdez environ 36 heures d'utilisation maximale non consécutives lorsque vous calculez la consommation pour le mois. La légende raconte qu'à ses débuts, Google avait coutume de profiter de ces contrats en utilisant très peu de bande passante pendant la majeure partie du mois, puis d'envoyer ses index entre datacenters, une opération à bande passante très élevée, pendant une période de 24 heures. Une stratégie astucieuse, quoique sans doute peu viable dans le temps, pour éviter les factures de bande passante élevée.

Autre subtilité : lorsque vous achetez du transit en gros, vous ne payez généralement que pour le trafic entrant (« entrée ») ou sortant (« sortie ») de votre réseau, et non les deux. En général, vous payez le montant le plus élevé des deux.

Cloudflare est un proxy de mise en cache, donc les sorties dépassent généralement les entrées, le plus souvent par un facteur de 4 à 5 environ. Notre facture de bande passante est donc calculée en fonction de la sortie, de sorte que nous ne payons pas pour l'entrée. C'est en partie la raison pour laquelle nous ne facturons pas de supplément lorsqu'un site de notre réseau est victime d'une attaque DDoS. Une attaque augmente le trafic d'entrée, mais, à moins que celle-ci ne soit très importante, le trafic d'entrée ne dépassera pas celui de sortie, et n'augmentera donc pas notre facture de bande passante.

Bien que nous payions pour le transit, le peering direct avec d'autres fournisseurs est généralement gratuit, à quelques exceptions près, comme le souligne Netflix. Dans le cas de Cloudflare, contrairement à Netflix, à l'heure actuelle, tout notre peering est actuellement effectué « sans accord préalable », ce qui signifie que nous ne payons pas pour cela. Par conséquent, plus nous effectuons d'échanges de connexion et moins nous payons pour la bande passante. L'interconnexion par peering permet également d'accroître les performances en supprimant les intermédiaires qui peuvent ajouter de la latence. En général, le peering est une bonne chose.

Le graphique ci-dessus montre comment Cloudflare a augmenté le nombre de réseaux avec lesquels il échange des connexions au cours des trois derniers mois (à la fois sur IPv4 et IPv6). Nous échangeons actuellement environ 45 % de notre trafic total à l'échelle mondiale (selon l'heure de la journée), ce qui représente près de 3 000 sessions d'échange de trafic différentes. Le graphique ci-dessous montre la répartition entre le peering et le transit, et sa progression au cours des trois derniers mois à mesure que nous avons ajouté des partenaires.

Nous ne dévoilons pas exactement le montant que nous déboursons pour le transit, mais je peux vous donner une idée approximative des différences en fonction des régions. Pour commencer, supposons, comme point de référence en Amérique du Nord, que vous payez en moyenne 10 $/Mbps (mégabits par seconde et par mois) à tous les fournisseurs de transit. En réalité, nous payons moins cher que cela, mais cela peut servir de point de référence, et nous pouvons nous en tenir à des chiffres ronds permettant de comparer les régions. En prenant ce point de référence, pour chaque millier de Mbps (1 Gbps), vous paieriez 10 000 $ par mois (encore une fois, nous vous répétons que ce chiffre est plus élevé que le chiffre réel, et qu'il n'est donné qu'à des fins d'illustration et pour utiliser des valeurs rondes).

Bien que ce point de référence établisse le prix du transit, le prix effectif de la bande passante dans la région est le prix combiné du transit (10 $/Mbps) et du peering (10 $/Mbps). Chaque octet acheminé par peering est un octet de transit potentiel qui n'a pas besoin d'être payé. Bien que les coûts du transit en Amérique du Nord soient parmi les plus bas au monde, le taux de peering y est inférieur à la moyenne. Le graphique ci-dessous montre la répartition entre le peering et le transit dans la région. Même si la situation s'est améliorée au cours des trois derniers mois, l'Amérique du Nord est toujours à la traîne par rapport à toutes les autres régions du monde dans le domaine des échanges de trafic.

Nous échangeons près de 40 % du trafic mondial, mais nous n'en échangeons qu'environ 20 à 25 % en Amérique du Nord. En supposant que le prix du transit est le prix de référence de 10 $/Mbps en Amérique du Nord sans peering, avec peering il passe à 8 $/Mbps. Si l'on se base uniquement sur les coûts de bande passante, cela en fait la deuxième région la moins chère du monde pour fournir un service Internet comme Cloudflare. Où sont donc pratiqués les prix les plus bas ?

Les tarifs du transit en Europe sont à peu près les mêmes qu'en Amérique du Nord, donc, encore une fois, prenons un prix de référence de 10 $/Mbps. Bien que le prix du transit soit similaire à celui pratiqué en Amérique du Nord, en Europe, le taux de peering est nettement plus élevé. Cloudflare échange entre 50 et 55 % du trafic dans cette région, ce qui se traduit par un coût effectif de bande passante de 5 $/Mbps. En raison du taux élevé de peering et des faibles coûts de transit, l'Europe est la région du monde où la bande passante est la moins chère.

Le taux plus élevé de peering est dû en partie à la mise en place de points d'échange. Un point d'échange est un service qui permet aux réseaux de payer des frais d'adhésion et d'échanger facilement du trafic entre eux sans avoir à passer des câbles individuels entre leurs routeurs respectifs. Les réseaux se connectent à un central de peering, utilisent un seul câble et peuvent ensuite se connecter à de nombreux autres réseaux. Étant donné que l'utilisation d'un port sur un routeur a un coût (les routeurs coûtent de l'argent, ils ont un nombre fini de ports, et un port utilisé pour un réseau ne peut pas être utilisé pour un autre), et puisque les datacenters facturent généralement des frais mensuels pour faire circuler un câble entre deux clients différents (appelé « cross-connect »), se connecter à un seul service, utiliser un seul port et un seul câble puis pouvoir se connecter à plusieurs réseaux peut être très rentable.

La valeur d’échange dépend du nombre de réseaux qui en font partie. L’Amsterdam Internet Exchange (AMS-IX), le Francfort Internet Exchange (DE-CIX) et le London Internet Exchange (LINX) sont trois des plus grands points d’échange dans le monde. (Remarque : ces liens pointent vers PeeringDB.com qui fournit des informations sur le peering entre réseaux. Vous devrez utiliser les noms d'utilisateur/mot de passe invité pour vous connecter.)

En Europe, et dans la plupart des autres régions hors Amérique du Nord, ces points d'échange et d'autres sont généralement des collectifs à but non lucratif créés au profit de leurs réseaux membres. Bien qu'il y ait des points d'échange Internet en Amérique du Nord, ils sont généralement gérés par des entreprises à but lucratif. Les plus importants de ces points d'échange à but lucratif en Amérique du Nord sont gérés par Equinix, une société de datacenters, qui utilise les points d'échange dans ses locaux pour augmenter la valeur des équipements qui s'y trouvent. Étant donné que ces points d'échange sont à but lucratif, les prix pour y accéder sont généralement plus élevés que ceux pratiqués dans le reste du monde.

Cloudflare est membre de nombreux points d’échange Equinix, mais, dans l'ensemble, moins de réseaux se connectent à Equinix par rapport aux points d'échange européens (comparer, par exemple, avec Equinix Ashburn, qui est leur point d'échange le plus populaire avec environ 400 réseaux connectés, contre 1 200 réseaux connectés à AMS-IX). En Amérique du Nord, le coût relativement peu élevé du transit et celui relativement élevé des points d'échange diminuent les avantages qu'il y a à rejoindre l’un de ces derniers. Étant donné que moins de réseaux rejoignent des points d'échange, les possibilités pour qu'ils pratiquent l'échange de connexion sont moins nombreuses. En conséquence, en Europe, le transit est également bon marché, mais l'échange de trafic est très facile, ce qui fait que le prix effectif de la bande passante dans cette région est le plus bas au monde.

Les taux de peering en Asie sont similaires à ceux de l'Europe. Comme en Europe, Cloudflare échange entre 50 et 55 % de son trafic en Asie. Toutefois, le prix du transit est nettement plus élevé. Par rapport à l'indice de référence de 10 $/Mbps en Amérique du Nord et en Europe, le prix du transit en Asie est environ 7 fois plus élevé (70 $/Mbps, si l’on se base sur l'indice de référence). Toutefois, si l'on tient compte du peering, le prix effectif de la bande passante dans la région est de 32 $/Mbps.

Trois principales raisons expliquent le prix beaucoup plus élevé du transit en Asie. Premièrement, il y a moins de concurrence et un plus grand nombre de grands monopoles. Deuxièmement, le marché des services Internet est moins mature. Enfin, en regardant une carte de l'Asie, un élément saute aux yeux : l'eau. Les câbles sous-marins coûtent plus cher que les câbles en fibre optique sur terre, de sorte que le prix du transit compense le coût de l'infrastructure nécessaire au déplacement des octets.

L'Amérique latine est la dernière région où Cloudflare s'est implantée. Lorsque nous avons ouvert notre premier datacenter à Valparaíso, au Chili, nous avons acheminé 100 % de notre trafic par transit, comme vous pouvez le voir sur le graphique ci-dessus. Pour échanger du trafic en Amérique latine, il faut soit se trouver dans un datacenter neutre vis à vis des opérateurs, ce qui signifie que plusieurs opérateurs de réseau sont regroupés dans un seul bâtiment où ils peuvent se connecter directement aux routeurs des autres, soit pouvoir atteindre un point d'échange Internet. Dans la plupart des pays d'Amérique latine, les deux sont rares.

Le pays dont le système d'échange de trafic est le plus développé est le Brésil, qui est aussi le plus grand pays et la principale source de trafic dans la région. Vous pouvez voir que, depuis que nous avons mis en ligne notre datacenter de São Paulo il y a environ deux mois, nous avons considérablement augmenté notre peering dans la région. Nous avons également conclu des accords spéciaux avec des FAI d'Amérique latine pour mettre en place des installations directement dans leurs datacenters et établir des relations avec leurs réseaux, ce que nous avons fait à Medellín, en Colombie.

Bien qu'aujourd'hui notre ratio de peering en Amérique latine soit le meilleur du monde avec près de 60 %, le prix du transit dans la région est 8 fois (80 $/Mbps) plus élevé que celui pratiqué en Amérique du Nord et en Europe. Cela signifie que le coût effectif de la bande passante dans la région est de 32 $/Mbps, soit plus ou moins le même qu'en Asie.

Parmi les pays dans lesquels nous sommes présents, l'Australie est le plus cher, mais pour une raison particulière. Nous pratiquons l'échange de trafic avec quasiment tous les FAI de la région, sauf un : Telstra. Telstra, qui contrôle environ 50 % du marché et qui était le principal fournisseur de services de télécommunications en situation de monopole, facture des tarifs de transit parmi les plus élevés au monde : 20 fois le prix de référence (200 $/Mbps). Étant donné que nous sommes en mesure d'échanger environ la moitié de notre trafic, le coût de référence effectif de la bande passante est de 100 $/Mbps.

Pour vous donner une idée du décalage énorme de l'Australie, chez Cloudflare, nous payons environ autant chaque mois pour la bande passante qui nous permet de couvrir toute l'Europe ce que nous payons pour l'Australie seule. Cela malgré le fait que l'Europe est environ 33 fois plus peuplée (750 millions d'habitants) que l'Australie (22 millions d'habitants).

Si les Australiens se demandent pourquoi Internet et bien d'autres services sont plus chers dans leur pays que partout ailleurs dans le monde, ils n'ont qu'à demander à Telstra. Il est intéressant de souligner que la société Telstra maintient ses tarifs élevés même si elle ne fait que distribuer du trafic à l'intérieur du pays. Étant donné que l'Australie est une vaste étendue terrestre avec des noyaux de population relativement concentrés, ces prix s'expliquent avant tout par le fait que Telstra est le principal fournisseur du marché. Dans des régions comme l'Amérique du Nord où les réseaux se regroupent de plus en plus, le cas de Telstra en Australie est édifiant.

Le graphique ci-dessus montre le coût relatif de la bande passante en supposant un coût de transit de référence de 10 $/mégabits par seconde (Mbps) par mois (qui, nous le savons, est supérieur au prix réel, il ne s'agit que d'une référence) en Amérique du Nord et en Europe.

Bien que Cloudflare continue de proposer des tarifs fixes, quel que soit l'endroit où le trafic est acheminé dans le monde, les prix réels de la bande passante varient considérablement selon les régions. Nous continuerons de nous efforcer de réduire nos tarifs de transit et d'augmenter notre taux d'échange de trafic afin d'offrir le meilleur service possible au prix le plus bas possible. En attendant, si vous êtes un FAI soucieux d'offrir une meilleure connectivité à la portion croissante d'Internet couverte par le réseau de Cloudflare, nous appliquons une politique ouverte et sommes toujours disposés à pratiquer l'échange de trafic.

Mots-clés : Bande passante, Peering, Coûts de bande passante