Le protocole IPv6
Historique
La première version du protocole IP : IPv4 (Internet Protocol version 4) date des années 70. Cette version code les adresses IP sur 32 bits ce qui offre théoriquement 232 adresses possibles soit un peu plus de 4 milliards d'adresses. A l'époque cette limite ne semblait jamais pouvoir être atteinte!
Les années 1990 ont vu "l'explosion" d'internet. Ainsi en 1992, après l'ouverture commerciale d'Internet, il fallut, une année plus tard, déclencher un plan d'urgence : 85% des adresses IP étaient déjà attribuées ! Ces mesures se concrétisèrent en deux points :
- La création de la notation CIDR (Classless Inter Domain Routing) afin de réduire le gaspillage de l'espace d'adresse.
- La création et la mise en place d'un plan d'adressage privé et du NAT (Network Address Translation).
Ces mesures n'étant que palliatives, il a fallu tout de suite penser au successeur d'IPv4. C'est en 1995 que 'IETF (Internet Engineering Task Force) fournit une première mouture d'IPv6 (appelé aussi IPng pour IP Next Generation), avant de finaliser une seconde version fin 1998.
Notation d'une adresse IPv6
Notation
Une adresse IPv6 s'écrit sur 128 bits (16 octets). La notation se fait en hexadécimal sous forme de 8 mots de 16 bits séparés par le caractère " : "
fedc:ba98:7654:0000:0000:1987:0450:210f
Notation abrégée
Les 0 non significatifs ne sont pas obligatoires (0450 peut s'écrire 450). On peut également compresser une suite de 0 (0000:0000) en les remplaçants par le signe :: mais seulement une seule fois dans une adresse. Ainsi, l'adresse ci-dessus devient :
fedc:ba98:7654::1987:450:210f
Notation des URL
Comme avec IPv4, il est possible d'utiliser une adresse IPv6 dans une URL, elle doit cependant être écrite entre crochets :
http://69.23.134.203/index.html
http://[fedc:ba98:7654::1987:450:210f]/index.html
Ceci est du au fait qu'il y a une ambiguïté possible avec la notation http://IP:N° de port :
http://69.23.134.203:8080
http://[fedc:ba98:7654::1987:450:210f]:8080
Sans les crochets, l'adresse IPv6 pourrait être interprétée comme étant l'adresse :
fedc:ba98:7654:0000:1987:0450:210f:8080
Vocabulaire
Le lien (Link) : C'est un segment Ethernet bordé par des routeurs.
Les voisins (neighbor) : Ce sont les noeuds situés sur un même lien (link) que le noeud émetteur.
Le préfixe (prefix) : Ce sont les 48 bits de poids fort d'une adresse IPv6. Ils sont notés à l'aide de la notation CIDR :
Le préfixe 2001:0db8:ac4d::/48 inclut toutes les adresses entre :2001:0db8:ac4d:0000:0000:0000:0000:0000 et 2001:0db8:ac4d:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff
Les principaux préfixes
| UNICAST | 2000::/3 | Adresses unicast routables sur Internet |
|---|---|---|
| fc00::/7 | Adresses locales uniques | |
| fe80::/10 | Adresses locales restreintes au lien auquel elles appartiennent | |
| MULTICAST | ff00::/8 | Adresses multicast |
Note : il existe des plages dont la signification est spéciale dans les adresses de type 2000::/3.
Constitution des adresses
Espace Unicast global (2000::/3)
| 3 | 45 | 16 | 64 |
|---|---|---|---|
| 001 | Préfixe global | SID | ID interface |
Le client final dispose donc d'un préfixe de type 2000::/48. Ce qui représente un espace adressable de 80 bits soit 1 208 925 819 614 629 174 706 176 adresses !
Espace unicast local (fe80::/10)
| 10 | 54 | 64 |
|---|---|---|
| FE8 | 0...0 | ID interface |
La validité de ces adresses est restreinte au lien auquel elles appartiennent. Elles peuvent donc exister sur plusieurs liens. C'est ce type d'adresse qui se configure automatiquement sur les systèmes Windows depuis sa version Vista.
Rappel : Un lien est constitué par l'ensemble des interfaces directement connectés sans routeur intermédiaire.
Espace unicast "Unique Local Address" (fc00::/7)
| 8 | 40 | 16 | 64 |
|---|---|---|---|
| FC | Valeur aléatoire | SID | ID interface |
Ces adresses sont destinées à une utilisation locale. Elles ne sont pas routées sur Internet.
Constitution de l'identifiant d'interface
Cet identifiant correspond à la notion de host-ID d'IPv4.
Il y a plusieurs possibilités pour constituer l'identifiant d'interface :
- Configuration manuelle
- Basé sur l'adresse de niveau 2 de l'interface (MAC48, EUI-64)
- Aléatoire
Lors de l'auto-configuration sous Windows, c'est le mode aléatoire qui a été choisi. Le mode aléatoire permet de protéger la vie privée car avec un ID basé sur l'adresse MAC il devient alors facile de "pister" les déplacements d'un utilisateur.
Un identifiant basé sur l'adresse MAC est composé de la manière suivante :
| 24 bits de poids fort de l'adresse MAC | FFFE | 24 bits de poids faible de l'adresse MAC |
Détail des 24 bits de poids fort de l'adresse MAC :
| 6 bits | 1 bit | 1 bit | 16 bits |
|---|---|---|---|
| xxxx xx | U | G | xxxx xxxx xxxx xxxx |
Signification particulière des bits U et G :
- U : (universel) est mis à 1 afin d'indiquer si l'identifiant d'interface est universel (unique), à 0 sinon.
- G : (groupe) vaut 1 si l'adresse appartient à un groupe (multicast) sinon, il est mis à 0.
Espace multicast (ff00::/8)
Avec le protocole IPv6, le trafic de multidiffusion (multicast) opère de la même façon qu'avec IPv4. Des noeuds IPv6 localisés de manière arbitraire peuvent écouter le trafic de multidiffusion sur des adresses de multidiffusion IPv6 arbitraires. Les noeuds IPv6 peuvent écouter plusieurs adresses de multidiffusion en même temps. Les noeuds peuvent joindre ou quitter le groupe de multidiffusion à tout moment.
Les adresses de multidiffusion IPv6 ont les huit premiers bits définis à 1111 1111. Une adresse IPv6 est facile à classifier comme multidiffusion car elle commence toujours par "FF".
| 8 | 4 | 4 | 112 |
|---|---|---|---|
| FF | Indicateurs | Etendue | ID de groupe |
étendue : Indique l'étendue du réseau IPv6 auquel le trafic de multidiffusion est destiné. La taille de ce champ est de quatre bits. Outre les informations fournies par les protocoles de routage de multidiffusion, les routeurs utilisent l'étendue de multidiffusion pour déterminer s'ils peuvent transférer le trafic de multidiffusion. Les valeurs les plus courantes pour le champ étendue sont 1 (étendue d'interface locale), 2 (étendue de liaison locale) et 5 (étendue de site local).
Par exemple, le trafic avec l'adresse de multidiffusion FF02::2 a une étendue de liaison locale. Un routeur IPv6 ne transfère jamais ce trafic au-delà de la liaison locale.
Espace anycast
Une adresse anycast est affectée à plusieurs interfaces. L'infrastructure de routage transfère les paquets adressés à une adresse anycast à l'interface la plus proche à laquelle l'adresse anycast est affectée. Pour faciliter la remise, l'infrastructure de routage doit assurer le suivi des interfaces auxquelles ont été affectées des adresses anycast et de leur distance en termes de métriques de routage. à l'heure actuelle, les adresses anycast sont utilisées uniquement comme adresses de destination et sont affectées uniquement à des routeurs. Les adresses anycast sont allouées à partir de l'espace d'adresses de monodiffusion et l'étendue d'une adresse anycast est l'étendue du type d'adresse de monodiffusion à partir duquel l'adresse anycast est affectée.
L'adresse anycast de sous-réseau/routeur est prédéfinie et requise. Elle est créée à partir du préfixe de sous-réseau pour une interface donnée. Pour créer l'adresse anycast de sous-réseau/routeur, les bits du préfixe de sous-réseau sont fixés à leurs valeurs appropriées et les bits restants sont définis à 0. Toutes les interfaces de routeur connectées à un sous-réseau sont affectées de l'adresse anycast de sous-réseau/routeur pour ce sous-réseau. L'adresse anycast de sous-réseau/routeur est utilisée pour communiquer avec l'un des différents routeurs connectés à un sous-réseau distant.
Le protocole de découverte des voisins
Le Neighbor Discovery Protocol (NDP) associe les adresses IPv6 à des adresses MAC sur un segment comme ARP pour IPv4. Il permet également de découvrir les routeurs et les préfixes routés, le MTU, de détecter les adresses dupliquées, les hôtes devenus inaccessibles et l'autoconfiguration des adresses et éventuellement les adresses des serveurs DNS récursifs (RDNSS Recursive DNS Server). Il s'appuie sur le protocole ICMPv6.
MTU : (Maximum Transmission Unit) est la taille maximale d'un paquet IP pouvant être transmis en une seule fois (sans fragmentation) sur une interface (par défaut 1500 octets sur Ethernet).