Revision as of 17:52, 25 January 2009

Le format et la représentation des adresses sont les modifications les plus visibles pour l'utilisateur expérimenté et l'ingénieur réseau dans cette nouvelle version du protocole. En effet la taille de l'adresse reste fixe mais passe de 32 à 128 bits. Même si les principes sont fortement similaires à ceux employés dans IPv4, cet adressage apparaît à première vue beaucoup plus complexe. Il est intéressant d'en comprendre le principe et les règles d'attribution avant d'aborder les aspects protocolaires.

Ce chapitre passe en revue les différents types d'adresses. Il explique en détail le plan d'adressage agrégé qui a été retenu pour construire les réseaux de tests et opérationnels. Il décrit également la manière de calculer les identifiants d'interface utilisé par plusieurs types d'adresses (voir également Supports de transmission).

Aspects fondamentaux de l'adressage IPv6

Représentation des adresses

La représentation textuelle d'une adresse IPv6 se fait en découpant le mot de 128 bits de l'adresse en 8 mots de 16 bits séparés par le caractère «:», chacun d'eux étant représenté en hexadécimal. Par exemple :

2001:0DB8:0000:0000:0400:A987:6543:210F

Dans un champ, il n'est pas nécessaire d'écrire les zéros placés en tête :

2001:DB8:0:0:400:A987:6543:210F

En outre plusieurs champs nuls consécutifs peuvent être abrégés par «::». Ainsi l'adresse précédente peut s'écrire comme suit :

2001:DB8::400:A987:6543:210F

Naturellement, pour éviter toute ambiguïté, l'abréviation «::» ne peut apparaître qu'une fois au plus dans une adresse. Les cas extrêmes sont l'adresse indéfinie (utilisée pour désigner les routes par défaut) à tous les bits à zéro et qui se note de manière compacte :

::

et l'adresse de bouclage (loopback), équivalent du préfixe 127/8 dont tous les bits sont à zéro sauf le dernier et qui s'écrit :

::1

La représentation des préfixes IPv6 est similaire à la notation CIDR RFC 1519 utilisée pour les préfixes IPv4. Un préfixe IPv6 est donc représenté par la notation :

adresse-ipv6/longueur-du-préfixe-en-bits

Les formes abrégées avec «::» sont autorisées.

2001:0DB8:7654:3210:0000:0000:0000:0000/64
2001:DB8:7654:3210:0:0:0:0/64
2001:DB8:7654:3210::/64

Le seul piège de cette notation vient des longueurs de préfixes qui ne sont pas en frontière de «:». Ainsi le préfixe 3EDC:BA98:7654:3::/56 équivaut en réalité à 3EDC:BA98:7654:0000::/56 car il s'écrit 3EDC:BA98:7654:0003::/56.

On peut combiner l'adresse d'une interface et la longueur du préfixe réseau associé en une seule notation.

2001:DB8:7654:3210:945:1321:ABA8:F4E2/64

Ces représentations peuvent apparaître beaucoup plus complexes qu'avec IPv4, mais leur attribution répond à des règles strictes, ce qui favorise leur mémorisation.

Dans certains cas, une adresse (voire plusieurs adresses) IPv4 peut être contenue dans une adresse IPv6. Pour les faire resortir, la notation classique d'IPv4 peut être utilisée au sein d'une adresse IPv6. Ainsi :

::128.12.13.14

représente une adresse IPv6 composée de 96 bits à 0 suivit des 32 bits de l'adresse IPv4 128.12.13.14

Il est pourtant parfois nécessaire de manipuler littéralement des adresses IPv6. Le caractère ":" utilisé pour séparer les mots peut créer des ambiguïtés. C'est le cas avec les URL où il est aussi utilisé pour indiquer le numéro de port. Ainsi l'URL

http://2001:DB8:12::1:8000/

peut aussi bien indiquer le port 8000 sur la machine ayant l'adresse IPv6 2001:DB8:12::1, que la machine 2001:DB8:12::1:8000 en utilisant le port par défaut. Pour lever cette ambiguïté, le RFC 2732 propose d'inclure l'adresse IPv6 entre "[ ]". L'adresse précédente s'écrirait :

http://[2001:DB8:12::1]:8000/

ou

http://[2001:DB8:12::1:8000]/

suivant les cas. Cette représentation peut être étendue à d'autres domaines comme X-window ou au protocole de signalisation téléphonique SIP.

Type des adresses

IPv6 reconnaît trois types d'adresses : unicast, multicast et anycast.

Le premier de ces types, le type unicast, est le plus simple. Une adresse de ce type désigne une interface unique. Un paquet envoyé à une telle adresse, sera donc remis à l'interface ainsi identifiée.

Parmi les adresses unicast, on peut distinguer celles qui auront une portée globale, c'est-à-dire désignant sans ambiguïté une machine sur le réseau Internet et celles qui auront une portée locale (lien ou site). Ces dernières ne pourront pas être routées sur l'Internet.

Une adresse de type multicast désigne un groupe d'interfaces qui en général appartiennent à des noeuds différents pouvant être situés n'importe où dans l'Internet. Lorsqu'un paquet a pour destination une adresse de type multicast, il est acheminé par le réseau à toutes les interfaces membres de ce groupe.

Il faut noter qu'il n'y a plus d'adresses de type broadcast comme sous IPv4 ; elles sont remplacées par des adresses de type multicast qui saturent moins un réseau local constitué de commutateurs. L'absence de broadcast augmente la résistance au facteur d'échelle d'IPv6 dans les réseaux commutés.

Le dernier type, anycast, est une officialisation de propositions faites pour IPv4 RFC 1546. Comme dans le cas du multicast, une adresse de type anycast désigne un groupe d'interfaces, la différence étant que lorsqu'un paquet a pour destination une telle adresse, il est acheminé à un des éléments du groupe et non pas à tous. C'est, par exemple, le plus proche au sens de la métrique des protocoles de routage. Cet adressage est principalement expérimental, voir Adresses anycast.

Certains types d'adresses sont caractérisés par leur préfixe RFC 3513. Le tableau suivant (source : http://www.iana.org/assignments/ipv6-address-space) donne la liste de ces préfixes. La plage «réservée» du préfixe 0::/8 est utilisée pour les adresses spéciales (adresse indéterminée, de bouclage, mappée, compatible). On notera que plus de 70% de l'espace disponible n'a pas été alloué, ce qui permet de conserver toute latitude pour l'avenir.

Une interface possèdera généralement plusieurs adresses IPv6. En IPv4 ce comportement est exceptionnel, il est banalisé en IPv6.

Durée de vie des adresses

IPv6 généralisant le plan d'adressage CIDR, les préfixes restent dans tous les cas la propriété des opérateurs. Il ne peuvent plus être attribués "à vie" aux équipements. Pour faciliter la renumérotation d'une machine l'attribution d'une adresse à une interface est faite temporairement, les adresses IPv6 ne sont pas données mais prêtées. Une durée de vie est associée à l'adresse qui indique le temps pendant lequel l'adresse appartient à l'interface. Quand la durée de vie est épuisée, l'adresse devient invalide, elle est supprimée de l'interface et devient potentiellement assignable à une autre interface. Une adresse invalide ne doit jamais être utilisée comme adresse dans des communications. La valeur par défaut de la durée de vie d'une adresse est de 30 jours, mais cette durée peut être prolongée, ou portée à l'infini. L'adresse lien-local a une durée de vie illimitée.

Figure : États successifs d'une adresse sur une interface La renumérotation d'une interface d'une machine consiste à passer d'une adresse à une autre. Lors d'une renumérotation, il n'est pas souhaitable de changer brusquement d'adresse, sinon toutes les communications TCP, qui l'utilisent comme identificateur de connexion, seraient immédiatement coupées. Ceci entraînerait des perturbations importantes au niveau des applications.

Pour faciliter cette transition, un mécanisme d'obsolescence est donc mis en place pour invalider progressivement une adresse. Ce mécanisme s'appuie sur la capacité d'affectation de plusieurs adresses valides à une même interface. Ensuite pour effectuer le choix de l'adresse à utiliser, un état est associé. Il indique dans quelle phase de sa durée de vie une adresse se situent vis à vis de l'interface. Le premier de ces états est qualifié de préféré : l'utilisation n'est aucunement restreinte. Peu avant son invalidation l'adresse passe dans un état de déprécié. Dans cet état, l'utilisation de l'adresse est déconseillée, mais pas interdite. L'adresse dépréciée ne doit plus être utilisée comme adresse de source pour les nouvelles communications (comme l'établissement de connexion TCP). Par contre l'adresse dépréciée peut encore servir d'adresse de source dans le cas des communications existantes. Les paquets reçus à une adresse dépréciée continuent à être remis normalement. À la durée de vie de validité d'un adresse, il est également associé une durée de vie pour son état préféré. La figure États successifs d'une adresse sur une interface représente les différents états que prend une adresse lorsqu'elle est allouée à une interface.

Adressage global : plan d'adressage agrégé

Ce plan, proposée dans le RFC 3587, précise la structure d'adressage IPv6 définie dans le RFC 3513 en précisant les tailles de chacun des blocs. Il est géré de la même manière que CIDR en IPv4. Une adresse intègre trois niveaux de hiérarchie :

Figure : Adresses Globales

• une topologie publique (appelée Global Prefix) codé sur 48 bits, allouée par le fournisseur d'accès;
• une topologie de site codé sur 16 bits (appelée Subnet ID). Ce champ permet de coder les numéros de sous réseau du site;
• un identifiant d'interface sur 64 bits (appelé Interface ID) distinguant les différentes machines sur le lien.

Structuration du prefixe global (GP)

A part le préfixe 2002:: qui est est réservé au mécanisme de transition 6to4, cet espace est géré hierarchiquement comme pour IPv4. L'IANA délègue aux 5 autorités régionales (RIR) des préfixes actuellement de longueur 12 (cf. http://www.iana.org/assignments/ipv6-unicast-address-assignments) qui les redistribuent aux ISP de leur région. Suivant leur taille, les opérateurs reçoivent un préfixe plus ou moins long. Le site http://www.sixxs.net/tools/grh/ donne en temps réel les allocations de préfixes par région, opérateur et pays.

Il est maintenant admis que le préfixe attribué par un opérateur à ses clients peut également être un /56. En effet, si l'on garde l'attribution de préfixe de longueur 48 pour les sites terminaux, et que l'on intègre les réseaux domotiques, les opérateurs peuvent justifier d'un besoin important d'adresses que les autorités régionales ne peuvent leur refuser.

Structuration de l'identifiant de sous-réseau (SID)

Il n'existe pas de règles pour allouer les identificateurs de sous-réseau au sein d'un site. Plusieurs techniques (non exclusives) peuvent être utilisées :

• numéroter de manière incrémentale les sous-réseaux: 0001, 0002, ... Cette technique est simple a mettre en œuvre dans des réseaux expérimentaux, mais elle peut conduire à un plan d'adressage à plat difficile à mémoriser. Elle peut être utilisée par exemple pour un sous-réseau dédié aux serveur pour simplifier l'écriture et la mémorisation des adresses.
• utiliser le numéro de VLAN. Elle permet d'éviter de mémoriser plusieurs niveau de numérotation.
• séparer les types de réseaux et utiliser les chiffres de gauche pour les désigner. Cette technique permet de faciliter les règles de filtrage, tout en utilisant des règles appropriées pour à la gestion de ces sous-réseau pour la partie de droite. A titre d'exemple, le tableau suivant contient le plan de numérotation d'une université localisée sur plusieurs sites prenant en compte les différentes communautés d'utilisateurs :

Ainsi, le préfixe:

• 2001:DB8:1234::/52 servira pour la création de l'infrastructure, donc en particulier les adresses des interfaces des routeurs seront pris dans cet espace,
• 2001:DB8:1234:8000::/52 servira pour le réseau wi-fi des invités. La manière dont sont gérés les 12 bits restants du SID ne sont pas spécifiés,
• 2001:DB8:1234:E000::/52 servira pour le réseau des étudiants. L'entité représente la localisation géographique du campus. Dans chacun de ces campus, il sera possible d'avoir jusqu'à 16 sours-réseaux différents pour cette communauté.

Structuration de 'identifiant d'interface (IID)

Si initialement pour des raisons d'auto-configuration, l'identifiant d'interface devait toujours être dérivé de l'adresse de niveau 2, c'est de moins en moins le cas. Il existe plusieurs méthodes pour construire cette valeur de 64 bits:

• manuelle,
• basée sur l'adresse de niveau 2 de l'interface,
• aléatoire,
• cryptographique.

Manuel

Pour les serveurs les plus utilisé, il est préférable d'assigner manuellement des adresses aux interfaces, car dans ce cas l'adresse IPv6 est facilement mémorisable, et le serveur peut être accessible même si le DNS n'est pas actif. Il existe plusieurs techniques plus ou moins mnémotechniques :

• incrémenter l'identifiant d'interface à chaque nouveau serveur créé

2001:DB8:1234:1::1
2001:DB8:1234:1::2
...

• reprendre le dernier octet de l'adresse IPv4 comme identifiant d'interace. Par exemple si un serveur a comme adresse IPv4 192.0.2.123, son adresse IPv6 sera :

2001:DB8:1234:1::7B

ou plus simplement

2001:DB8:1234:1::123

• reprendre l'adresse IPv4 comme identifiant d'interface, bien que cela ait l'inconvient de conduire à des adresses plus longues à taper :

2001:DB8:1234:1::192.0.2.123

Dérivé de l'adresse de l'interface

L'avantage d'utiliser une adresse de niveau 2 pour construire un identifiant d'interface est que l'unicité de cette valeur est presque toujours assurée. En plus, cette valeur est stable tant que la carte réseau de la machine n'est pas changée. Par contre, ces valeurs sont difficilement mémorisables.

Les adresses lien-local sont construites en utilisant ce type d'identifiant. Par contre pour les adresses globales, il est conseillé de ne les utiliser que pour les machines client et de préférer les identifiant d'interface manuel pour les serveur.

Ces identifiants d'interface étant stable dans le temps, à chaque fois qu'un individu change de réseau, il change de préfixe, mais garde le même identifiant d'interface. il pourrait donc servir à tracer les déplacements d'un individu. Le risque est faible, car les cookies mis en place par les serveurs web sont bien plus efficaces, mais ils ne s'agit plus d'un problème réseau. Autre désavantage, comme les adresses MAC contiennent l'identification du matériel, il est possible d'indiquer à l'exterieur du réseau quel type de materiel est utilisé et donner des indications.

Si ces inconvénients sont jugés important par l'entreprise, l'identifiant d'interface pour les adresses globales peut être généré aléatoirement.

EUI-64

Figure : Transformation d'une adresse MAC en identifiant d'interface

L'IEEE a défini un identificateur global à 64 bits (format EUI-64) pour les réseaux IEEE 1394 (firewire) ou IEEE 802.15.4 (réseau de capteurs) qui vise une utilisation dans le domaine de la domotique. L'IEEE décrit les règles qui permettent de passer d'un identifiant MAC codé sur 48 bits à un EUI-64.

Il existe plusieurs méthodes pour construire l'identifiant :

• Si une machine ou une interface possède un identificateur global IEEE EUI-64, celui-ci a la structure décrite figure Identificateur global IEEE EUI-64.

Les 24 premiers bits de l'EUI-64, comme pour les adresses MAC IEEE 802, identifient le constructeur et les 40 autres bits identifient le numéro de série (les adresses MAC IEEE 802 n'en utilisaient que 24). Les 2 bits u (septième bit du premier octet) et g (huitième bit du premier octet) ont une signification spéciale :

• u (Universel) vaut 0 si l'identifiant EUI-64 est universel,
• g (Groupe) indique si l'adresse est individuelle (g = 0), c'est-à-dire désigne un seul équipement sur le réseau, ou de groupe (g = 1), par exemple une adresse de multicast.

Figure : Identificateur d'interface dérivé d'une EUI-64

• L'identifiant d'interface à 64 bits est dérivé de l'EUI-64 en inversant le bit u (cf. figure Identificateur d'interface dérivé d'une EUI-64). En effet, pour la construction des adresses IPv6, on a préféré utiliser 1 pour marquer l'unicité mondiale. Cette inversion de la sémantique du bit permet de garder la valeur 0 pour une numérotation manuelle, autorisant à numéroter simplement les interfaces locales à partir de 1.

MAC-48

Figure : Transformation d'une adresse MAC en identifiant d'interface

• Si une interface possède une adresse MAC IEEE 802 à 48 bits universelle (cas des interfaces Ethernet ou Wi-Fi). L'adresse est tout d'abord convertie en EUI-64, puis le bit u est mis à 1 comme dans le cas précédent. La figure ci-contre illustre ce processus.

Cas Particuliers

• Si une interface possède une adresse locale unique sur le lien, mais non universelle (par exemple le format d'adresse IEEE 802 sur 2 octets ou une adresse sur un réseau Appletalk), l'identifiant d'interface est construit à partir de cette adresse en rajoutant des 0 en tête pour atteindre 64 bits.

• Si une interface ne possède aucune adresse (par exemple l'interface utilisée pour les liaisons PPP), et si la machine n'a pas d'identifiant EUI-64, il n'y a pas de méthode unique pour créer un identifiant d'interface. La méthode conseillée est d'utiliser l'identifiant d'une autre interface si c'est possible (cas d'une autre interface qui a une adresse MAC), ou une configuration manuelle ou bien une génération aléatoire, avec le bit u positionné à 0.
  S'il y a conflit (les deux extrémités ont choisi la même valeur), il sera détecté lors de l'initialisation de l'adresse lien-local de l'interface, et devra être résolu manuellement.

Valeur aléatoire

L'identifiant d'interface basé sur des adresses MAC, comme indiqué précédemment, pourrait poser des problèmes pour la vie privée. Il identifie fortement la machine d'un utilisateur, qui même s'il se déplace de réseau en réseau garde ce même identifiant. Il serait alors possible de traquer un individu utilisant un portable, chez lui, au bureau, lors de ses déplacements. Ce problème est similaire à l'identificateur placé dans les processeurs Pentium III.

Pour couper court à toute menace de boycott d'un protocole qui «menacerait la vie privée», il a été proposé d'autres algorithmes de construction d'un identifiant d'interface basé sur des tirages aléatoires (voir RFC 3041). Un utilisateur particulièrement méfiant pourrait valider ces mécanismes. L'identifiant d'interface est soit choisi aléatoirement, soit construit par un algorithme comme MD5 à partir des valeurs précédentes, soit tiré au hasard si l'équipement ne peut pas mémoriser d'information entre deux démarrages. Périodiquement l'adresse est mise dans l'état «déprécié» et un nouvel identifiant d'interface est choisi. Les connexions déjà établies continuent d'utiliser l'ancienne valeur tandis que les nouvelles connexions utilisent la nouvelle adresse.

Cette solution a été adoptée par Microsoft. Dans Windows XP, l'interface possède deux adresses IPv6 globale. La première a un identifiant d'interface dérivé de l'adresse MAC. Elle sert aux applications attendant des connexions sur la machine (i.e. les applications serveur). Cette adresse est stable et peut être publiée dans le DNS. La seconde possède un identifiant d'interface tiré aléatoirement. Elle est changée tous les jours et sert aux applications client. Dans Windows Vista, ce comportement est généralisé car l'identifiant d'interface de l'adresse permanente est également issu d'un tirage aléatoire. Cela permet d'éviter de donner la marque de la machine ou le type de carte contenu dans les premiers octets de l'identifiant d'interface.

Bien entendu pour que ces mécanismes aient un sens, il faut que l'équipement ne s'enregistre pas sous un même nom dans un serveur DNS inverse ou que l'enregistrement de cookies dans un navigateur Web pour identifier l'utilisateur soit impossible.

En contre partie, il est plus difficile à un administrateur réseau de filtrer les machines puisque celles-ci changent périodiquement d'adresses.

Cryptographique

Si un identifiant aléatoire permet de rendre beaucoup plus anonyme la source du paquet, des propositions sont faites à l'IETF pour lier l'identifiant d'interface à la clé publique de l'émetteur du paquet. Le RFC 3972 définit le principe de création de l'identifiant d'interface (CGA : Cryptographic Generated Addresses) à partir de la clé publique de la machine. Elles pourraient servir pour sécuriser les protocoles de découverte de voisins ou pour la gestion de la multi-domiciliation.

Adressage local : adresses lien-local

Les adresses de type lien-local (link local use address) sont des adresses dont la validité est restreinte à un lien, c'est-à-dire l'ensemble de interfaces directement connectées sans routeur intermédiaire : par exemple machines branchées sur un même Ethernet, machines reliées par une connexion PPP, ou extrémités d'un tunnel. Les adresses lien-local sont configurées automatiquement à l'initialisation de l'interface et permettent la communication entre noeuds voisins. L'adresse est obtenue en concaténant le préfixe FE80::/64 aux 64 bits de l'identifiant d'interface. L'identifiant d"interface est généralement basé sur l'adresse MAC. Cela ne pose pas de problème de respect de le vie privée car, contrairement aux adresses globales, les adresses lien-local ne sortent jamais du réseau où elles sont utilisées.

Figure : Adresses Lien-local

Ces adresses sont utilisées par les protocoles de configuration d'adresse globale, de découverte de voisins (neighbor discovery) et de découverte de routeurs (router discovery). Ce sont de nouveaux dispositifs, le premier supplantant en particulier le protocole ARP (Address Resolution Protocol), qui permettent pas à un réseau local de se configurer automatiquement (voir Découverte de voisins). Elles sont également largement utilisées par les protocoles de routage soit pour l'échange de données (cf. RIPng, OSPFv3), soit dans les tables de routage puisque le champ prochain routeur est toujours un équipement directement accessible sur le lien.

Un routeur ne doit en aucun cas retransmettre un paquet ayant pour adresse source ou destination une adresse de type lien-local.

Le fait que ces adresses aient une portée très faible les limite dans la pratique au cas où un démarrage automatique (bootstrap) est nécessaire. Leur usage ne doit pas être généralisé dans les applications classiques en régime stabilisé.

Portée de l'adresse (scoped address)

Une adresse lien-local (ou multicast) n'indique pas intrinsèquement l'interface de sortie, puisque toutes les interfaces partagent le même préfixe fe80::/10. Il faut donc indiquer de manière explicite sur quelle interface doivent être émis les paquets. Sur certains systèmes d'exploitation (BSD, Mac OS, Windows), il est possible de la spécifier en ajoutant à la fin de l'adresse le nom de l'interface voulue, précédé du caractère "%". Sous Linux, un argument, généralement -I permet de la désigner.

Unique Local Address

Le RFC 4193 définit un nouveau format d'adresse unicast : les adresses uniques locales (ULA : Unique Local Address). Ces adresses sont destinées à une utilisation locale. Elles ne sont pas définies pour être routées dans l'Internet, mais seulement au sein d'une zone limitée telle qu'un site ou entre un nombre limité de sites. Les adresses uniques locales ont les caractéristiques suivantes :

• Prefixe globalement unique.
• Préfixe clairement définit facilitant le filtrage sur les routeurs de bordure.
• Permet l'interconnexion de sites sans générer de conflit d'adresse et sans nécessiter de renumérotation.
• Indépendantes des fournisseurs d'accès à l'Internet et ne nécessitent donc pas de connectivité.
• Pas de conflit en cas de routage par erreur en dehors d'un site.
• Aucune différences pour les applications, qui peuvent les considérer comme des adresses globales unicast standard.

Figure : Unique Local Addresses

Les adresses uniques locales sont créées en utilisant un identifiant global (Global ID) généré pseudo-aléatoirement. Ces adresses suivent le format suivant :

• Prefix (7 bits) : FC00::/7 préfixe identifiant les adresses IPv6 locales (ULA)
• L (1 bit) : Positionné à 1, le préfixe est assigné localement. La valeur 0 est réservée pour une utilisation future.
• Global ID (40 bits) : Identifiant global utilisé pour la création d'un préfixe unique (Globally Unique Prefix).
• Subnet ID (16 bits) : Identifiant d'un sous réseau à l'intérieur du site.
• Interface ID (64 bits) : L'indentifiant d'interface tel que définit dans Identifiant d'interface.

Le site http://www.sixxs.net/tools/grh/ula/ permet de créer et d'enregistrer son adresse ULA à partir d'une adresse MAC.

Adresses Multicast

Cette section décrit brièvement le système d'adressage multicast IPv6 et ne s'intéresse qu'aux adresses utilisées localement par les protocoles directements lié à IPv6 (Découverte de voisins, DHCPv6,...). Pour plus de détails sur le multicast en général, se reporter au chapitre Multicast. La figure Structure de l'adresse IPv6 Multicast donne le format de l'adresse IPv6 de multicast décrite dans le RFC 3513.

Figure : Structure de l'adresse IPv6 Multicast

Les adresses multicast IPv6 sont dérivées du préfixe FF00::/8. Le champ drapeaux de 4 bits est défini de la manière suivante :

• Seul le bit T (comme Transient) du champ drapeaux est initialement décrit dans le RFC 3513. La valeur 0 indique une adresse multicast bien connue gérée par une autorité. La valeur 1 indique une valeur temporaire.
• Les bits P et R sont décrits dans le RFC 3306 et le draft Internet sur embedded-RP (RFC 3956).
• Le bit de poids fort du champ drapeaux n'est pas encore attribué.

Le champ drapeaux permet de définir plusieurs types d'adresses multicast IPv6 qui seront décrits dans les sections suivantes.

Le champ scope de l'adresse multicast IPv6 permet d'en limiter la portée (scope en anglais). En IPv4, la portée d'un paquet est limitée par le champ TTL (Time To Live), de même des préfixes peuvent être définis pour identifier des adresses à portée réduite. Les valeurs suivantes sont définies :

• 1 - node-local : Les paquets ne sortent pas de la machine, cette adresse sert pour la communication entre les applications.
• 2 - link-local : La portée se limite au réseau local, les paquets ne peuvent pas traverser les routeurs multicast. Cette valeur est utilisée en particulier par le protocole de découverte des voisins.
• 3 - subnet-local : Ce type n'est pas officiellement défini, mais se retrouve dans certains documents. Il permet de faire la différence entre un lien physique et un lien logique (regroupement de plusieurs liens physiques) partageant le même préfixe IPv6.
• 4 - admin-local
• 5 - site-local
• 8 - organisation-local
• E - global
• Les portées 0 et F sont réservées.

http://www.iana.org/assignments/ipv6-multicast-addresses donne les adresses multicast définies. Le tableau ci-dessous liste les plus utilisées :

Adresses Anycast

Le principe sous-jacent est simple : au lieu d'envoyer un paquet à une interface déterminée, on envoie ce paquet à une adresse (anycast) qui représente un ensemble de machines dans un domaine bien défini. Une adresse anycast permet de désigner un service par une adresse bien connue, de cette manière, il n'est pas nécessaire d'interroger un serveur pour connaître la localisation d'un équipement.

Figure : Adresses Anycast

Figure 3-13 Adresse anycast "sous-réseau"

La figure Adresse anycast «sous-réseau» donne la structure de l'adresse anycast. On y retrouve une partie préfixe et une partie identifiant anycast. La partie préfixe est la même que celle utilisée pour les adresses unicast. Contrairement aux structures d'adresses vue précédemment, la longueur de ce préfixe n'est pas spécifiée, car une adresse anycast doit s'adapter aussi bien aux plans d'adressage actuels (où la longueur est généralement de 64 bits) qu'aux futurs plans qui pourraient avoir des tailles différentes.

Si le concept anycast est simple dans son principe, son implémentation est autrement délicate. En outre, ce concept n'est encore qu'un sujet de recherche. Enfin un autre argument, de taille, explique cette prudence : il n'y a eu aucune expérience grandeur nature analogue au projet Mbone pour le multicast.

Comme les adresses de type sont allouées dans le même espace d'adressage, elles sont créées en attribuant une même adresse unicast à des noeuds distincts, chacun des noeuds devant être configuré pour que l'adresse ainsi attribuée soit de type anycast (sinon on aurait une adresse unicast dupliquée). La seule manière de différencier une adresse anycast d'une adresse multicast est de regarder la partie identifiant anycast qui diffère d'un identifiant d'interface. Ainsi la séquence binaire composée uniquement de 0 a été la première valeur retenue. Elle permet d'identifier un des routeurs du lien. Le RFC 2526 définit des règles de construction d'autres identifiants anycast sur un lien en réservant les 128 identifiants d'interface locaux les plus élevés. Cela permet d'éviter les conflits avec une numérotation manuelle qui partent des identifiants les plus petits vers les plus élevés. Le tableau Allocation des identifiants Anycast donne l'allocation des identifiants utilisés.

Deux modes de fonctionnement non exclusifs sont possibles. Le premier consiste à attribuer sur un préfixe déjà utilisé la même adresse anycast à plusieurs équipements. Le seconde consiste à définir des adresses sur un préfixe "virtuel" et à router au plus près. Les paragraphes suivants expliquent ces modes de fonctionnement.

Adresses anycast sur un même lien

Avec les adresses anycast, plusieurs équipements sur un lien physique possèdent une même adresse IPv6. Or il ne s'agit pas d'envoyer la même information à tous ces équipements comme en multicast, mais d'en choisir un seul. Une possibilité consiste à utiliser le mécanisme de découverte de voisins (cf. Découverte de voisins) pour trouver l'association entre l'adresse IPv6 et l'adresse MAC.

La figure Exemple d'utilisation de l'Anycast sur un lien illustre ce fonctionnement. La station A envoie un message de sollicitation de voisin pour déterminer l'adresse MAC de l'équipement. Trois serveurs reçoivent cette requête et répondent. La station A prendra une de ces réponses et dialoguera en point-à-point avec l'équipement choisi.

Préfixe virtuel

Une adresse anycast peut être aussi construite à partir d'un préfixe "virtuel", c'est-à-dire appartenant au site (ou même à un domaine plus grand), mais non alloué à un lien particulier. Le schéma Exemple d'utilisation de l'Anycast dans un site donne un exemple de cette configuration. Les routeurs contiennent des adresses dans les tables de routage (c'est-à-dire des préfixes de longueur 128) pour router vers l'équipement le plus proche. Le sous-réseau 7 a été réservé aux adresses anycast. Les réseaux de 1 à 4 correspondent à des liens. Quand la station C émet un paquet Anycast vers l'adresse 2001:...:7:FFFF:FFFF:FFFF:FF7D, le routeur R2 route le paquet vers les sous-réseau 1.

Mises en oeuvre

Le listing suivant donne la configuration des interfaces d'une machine sous Unix.

>ifconfig -au
vr0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
   inet 192.108.119.159 netmask 0xffffff80 broadcast 192.108.119.255
   inet6 fe80::250:baff:febe:712%vr0 prefixlen 64 scopeid 0x1
   inet6 2001:660:7301:1:250:baff:febe:712 prefixlen 64 autoconf
   inet6 2001:688:1f99:1:250:baff:febe:712 prefixlen 64 autoconf
   ether 00:50:ba:be:07:12
   media: Ethernet autoselect (10baseT/UTP)
   status: active
lo0: flags=8049<UP,LOOPBACK,RUNNING,MULTICAST> mtu 16384
   inet 127.0.0.1 netmask 0xff000000
   inet6 ::1 prefixlen 128
   inet6 fe80::1%lo0 prefixlen 64 scopeid 0x3

L'interface Ethernet vr0 possède une adresse IPv4 et trois adresses IPv6 :

• La première adresse correspond à l'adresse lien-local. On retrouve l'identifiant d'interface qui suit le préfixe FE80::/64. A noter que l'on retrouve les octets de l'adresse MAC, sauf pour le premier octet qui est à 02 au lieu de 00 suite à l'inversion du bit «universel/local».
  A noter que la portée de l'adresse est indiquée par la chaîne de caractère %vr0. La valeur scopeid indiquée à la fin de la ligne donne le numéro cette interface.
• Les deux autres adresses correspondent à des adresses globales dont les préfixes ont éte attribués par deux opérateurs différents (la machine est sur un réseau multi-domicilié) :
  • 2001 : une adresse unicast globale attribuée par les autorités régionales (cf. Familles d'adressage),
  • 660 : est le préfixe attibué par RIPE-NCC au réseau Renater et 688 à France Télécom
  • 7301 est attribué par Renater à l'ENST-Bretagne et 1f99 par France Télécom,
  • 1 : est le numéro du réseau, pour ces deux préfixes, à l'intérieur de l'ENST Bretagne. Il n'est pas nécessaire d'attribuer le même identifiant de sous-réseaux pour les deux préfixes, mais cela est préférable pour des raisons de commodité d'administration.

L'interface de lo0 possède les adresses de loopback pour IPv4 et IPv6 (::1).

Windows XP

Configuration des interfaces sous Windows

La figure Configuration des interfaces sous Windows illustre cette propriété, en retournant le résultat de la commande ipconfig. On peut noter que l'interface du réseau sans-fils possède trois adresses IPv6 (une lien locale et deux globales). Les adresses globales possèdent le même préfixe de 64 octets (2001:660:7307:6030::/64). La première adresse globale a le bit u=0 dans l'identifiant d'interface, il s'agit de celle générée aléatoirement. La deuxième à le bit u à 1 et l'on retrouve la séquence 0xFFFE au milieu de l'identifiant d'interface; cette adresse est dérivée de l'adresse MAC. Sous Windows, par défaut, les adresses aléatoires ont une durée de vie d'une semaine. Par exemple, en utilisant la commande netsh :

netsh interface ipv6>show address
Recherche du statut actif... 


Interface 7 : Connexion réseau sans fil 

Type adr.  État DAD  Vie valide Vie préf.  Adresse
---------  --------- ---------- ---------- -----------------------------------
Temporaire Préféré     6d21h18m38s    21h15m51s 2001:660:7307:6030:c853:e48b:aafb:c354
Public     Préféré    29d23h58m59s  6d23h58m59s 2001:660:7307:6030:204:e2ff:fe5a:9f
Liaison    Préféré        infinite     infinite fe80::204:e2ff:fe5a:9f

Windows Vista

Linux

De nombreuses distributions de Linux existent. Debian, RedHat, Mandrake, Suse en sont quelques unes parmi les plus connues. Une distribution Linux est constituée du noyau Linux proprement dit, et d'un ensemble de programmes (essentiellement d'origine GNU ou BSD) utilisant des librairies. D'une manière générale, pour qu'une distribution Linux fonctionne en IPv6, il faut qu'elle intègre un noyau, des librairies, des scripts de configuration et des applications supportant IPv6. Bien que dérivant de noyaux et d'outils de même origine, chaque distribution a ses particularités. Le programme d'installation est différent, et chaque société ou organisme maintenant cette distribution fait le choix d'intégrer -ou non- des programmes différents en fonction du public visé. Il est donc impossible, dans ce chapitre, de particulariser pour chaque distribution. On donne ici des remarques générales, et on développera l'exemple de RedHat/FedoraCore. Pour les autres distributions, la documentation (ou une recherche sur le Web) permet de trouver les adaptations nécessaires.

La souche IPv6 est intégrée officiellement au noyau depuis les versions 2.2, mais ces noyaux étaient incomplets et non conformes aux RFC. Les noyaux 2.4 sont plus corrects, mais eux aussi présentent quelques lacunes. Les noyaux 2.6 sont donc préférables ; ils intègrent un partie des développements du projet japonais USAGI, en particulier la sécurité (IPsec). Il faut aussi un noyau compilé avec l'option IPv6 (dans le noyau ou en module). Ce type de noyau est en général disponible dans tous les distributions (au moins comme paquetage optionnel).

Les applications, quand à elles, doivent utiliser une librairie C supportant IPv6. La GNU Libc 2 intègre correctement le support IPv6 à partir de la version 2.2 de la Glibc. Aussi, il est important d'utiliser une distribution Linux qui réponde à ces critères.

C'est le cas des distributions récentes, par exemple Debian (version Woody ou supérieure), RedHat ≥ = 7.1, Mandrake ≥ = 8.0. Cette liste n'est bien entendu pas exhaustive.

Linux RedHat et FedoraCore

Linux RedHat et FedoraCore proposent IPv6 en standard depuis la version RedHat 7.1. La bibliothèque libc et la plupart des applications supportent IPv6 (sauf RPC et NFS). Pour le cas le plus simple (machine utilisant l'autoconfiguration sans état), il suffit de valider à l'installation. On peut modifier l'activation de IPv6 en définissant à yes ou à no la variable NETWORKING_IPV6 dans le fichier /etc/sysconfig/network. Notons que dans les dernières versions de FedoraCore, la génération d'adresses autoconfigurées est active par défaut ; toutefois les scripts de configuration IPv6 ne seront pas appelés si la variable NETWORKING_IPV6 n'est pas validée, et la configuration risque donc d'être incomplète.

Pour vérifier que IPv6 fonctionne correctement, on dispose des commandes ping6 ou traceroute6 pour tester l'accessibilité d'une machine, et netstat ou ip pour visualiser les tables de routage, et de connexions actives.

Configuration manuelle

Pour configurer des adresses IPv6 de manière statique sur une interface de nom ethX, il suffit de mettre les informations nécessaires dans le fichier de configuration de l'interface /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ethX. Les variables à définir sont IPV6INIT, IPV6_AUTOCONF, IPV6ADDR. Toutes les variables utiles sont documentées dans le fichier /etc/sysconfig/network-scripts/init.ipv6. Par exemple voici comment définir une adresse statique sur une interface :

IPV6INIT=YES
IPV6_AUTOCONF=no
IPV6ADDR=2001:6ff:10:1::1000/64

Il est aussi possible d'ajouter une adresse IPv6 explicitement grace à la commande ifconfig.

ifconfig eth0 inet6 add 2001:6ff:10:1::1000/64

L'ajout de la route par défaut correspondante se fait comment en IPv4 à l'aide de la commande route.

route -A inet6 add default gw 2001:6ff:10:1::ffff

Une autre soluton consiste à utiliser la commande ip du pakcage iproute2. Iproute2 est une collection d'utilitaires permettant de contrôler divers aspects réseau sous Linux. Iproute2 et sa commande ip visent à remplacer les commandes ifconfig et route jugées obsolètes.

L'ajout d'une adresse IP en utilisant la commande ip se fait de la manière suivante :

ip -6 addr add 2001:6ff:10:1::1000/64 dev eth0

Cette commande est strictement équivalente à la commande ifconfig utilisée précédemment. Tout comme pour ifconfig, il est aussi possible d'utiliser la commande ip pour remplacer la commande route.

ip -6 route add default via 2001:6ff:10:1::ffff

Configuration Automatique

BSD

Il existe de nombreux systèmes dérivés de BSD : BSD/OS, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, MAC OS X,... IPv6 est disponible sur ces systèmes depuis très longtemps, plusieurs implémentations ont existé. Aujourd'hui la plupart de ces systèmes proposent IPv6 en standard, en utilisant un code dérivé d'une même souche (KAME). On se concentrera ici sur FreeBSD et NetBSD, mais les mises en ?uvre sur les autres systèmes sont proches.

FreeBSD

FreeBSD propose IPv6 en standard depuis la version 4.0. La bibliothèque libc et la plupart des applications supportent IPv6 (RPC et NFS seulement à partir de FreeBSD 5). Dans le cas le plus simple (machine utilisant l'autoconfiguration sans état), les menus d'installation système proposent de configurer IPv6, il suffit de répondre à la question de configuration d'une interface en IPv6. Si on n'a pas activé IPv6 à l'installation, on peut rappeler le programme de configuration /stand/sysinstall pour reconfigurer les interfaces. On peut aussi configurer «à la main» en éditant le fichier /etc/rc.conf.

Le fichier /etc/rc.conf sert à définir la plupart des variables de configuration d'une machine FreeBSD. Les valeurs par défaut (et les commentaires) sont dans le fichier de référence /etc/default/rc.conf (à ne pas modifier).

Pour activer manuellement IPv6 dans le cas le plus simple (autoconfiguration sans état), il suffit d'ajouter dans le fichier /etc/rc.conf la ligne :

ipv6_enable=YES

IPv6 sera disponible au prochain reboot.

Pour vérifier que IPv6 fonctionne correctement, on dispose des commandes ping6 et traceroute6 pour tester l'accessibilité d'une machine, et netstat pour visualiser les tables de routage, et de connexions actives.

Par exemple pour tester la connectivité IPv6 :

> /usr/sbin/traceroute6 www6.ipv6.imag.fr
traceroute6 to www6.ipv6.imag.fr (2001:660:181:1::50) from 
2001:660:282:5:2b0:d0ff:fe3b:e565, 30   hops max, 12 byte packets
1 2001:660:282:5:200:c0ff:fee4:caa0 22.234 ms 0.993 ms 0.919 ms
2 pallas.ipv6.rennes.enst-bretagne.fr 3.81 ms * 3.684 ms
3 horace.ipv6.rennes.enst-bretagne.fr 7.93 ms * 15.773 ms
4 2001:660:80:4002::1 14.876 ms * 14.941 ms
5 2001:660:80:4004::2 22.877 ms * 22.835 ms
6 luna-v6.ipv6.imag.fr 50.509 ms 46.267 ms 46.148 ms

La commande suivante montre les interfaces activées en IPv6. Il existe un tunnel IPv4 dans IPv6 gif0, et l'interface xl0 a deux adresses IPv6 globales :

> netstat -inf inet6
Name Mtu Network Address Ipkts Ierrs Opkts Oerrs Coll
xl0 1500 <Link#1> 00:b0:d0:3b:e5:65 82186 0 74502 0 0
xl0 1500 193.52.74 193.52.74.217 58006 - 72342 - -
xl0 1500 fe80:1::2b0 fe80:1::2b0:d0ff: 70 - 2131 - -
xl0 1500 2001:660:28 2001:660:282:5:2b 1388 - 0 - -
xl0 1500 3ffe:305:10 3ffe:305:1002:5:2 467 - 0 - -
lp0* 1500 <Link#2> 0 0 0 0 0
gif0 1280 <Link#3> 279 0 388 0 0
gif0 1280 fe80:3::2b0 fe80:3::2b0:d0ff: 0 - 0 - -
gif0 1280 192.108.119.1 192.108.119.195 279 - 386 - -
...

Configuration manuelle

Pour configurer des adresses IPv6 de manière statique sur une interface de nom IFX, il suffit de mettre dans le fichier de configuration /etc/rc.conf les informations nécessaires. Les variables à définir ont pour nom ipv6_ifconfig_IFX (une seule adresse) ou ipv6_ifconfig_IFX_aliasY (Y entier de 0 à N-1 si IFX a N adresses IPv6). La syntaxe est celle des arguments de la commande ifconfig. L'adresse lien-local est toujours générée automatiquement et ne doit pas être positionnée de cette manière. Ainsi les lignes suivantes ajoutées dans le fichier /etc/rc.conf configurent deux adresses IPv6 sur l'interface fxp0 :

ipv6_ifconfig_fxp0_alias0="3ffe:3ff:92:55:a00:20ff:fe8e:f324 prefixlen 64"
ipv6_ifconfig_fxp0_alias1="2001:6ff:43:55:a00:20ff:fe8e:f324 prefixlen 64"

Ainsi dans l'exemple suivant, issue d'une machine BSD :

>ping6 fe80::200:c0ff:fee4:caa0
PING6 fe80::1%lo0 --> fe80::200:c0ff:fee4:caa0
ping6: sendmsg: No route to host
ping6: wrote fe80::200:c0ff:fee4:caa0 16 chars, ret=-1
ping6: sendmsg: No route to host
ping6: wrote fe80::200:c0ff:fee4:caa0 16 chars, ret=-1
^C
--- fe80::200:c0ff:fee4:caa0 ping6 statistics ---
2 packets transmitted, 0 packets received, 100% packet loss

La station est incapable de déterminer l'interface de sortie, par contre si l'on utilise la même adresse de destination en précisant l'interface de sortie :

>ping6 fe80::200:c0ff:fee4:caa0%xl0
PING6 fe80::2b0:d0ff:fe3b:e565%xl0 --> fe80::200:c0ff:fee4:caa0%xl0
16 bytes from fe80::200:c0ff:fee4:caa0%xl0, icmp_seq=0 hlim=255 time=1 ms
16 bytes from fe80::200:c0ff:fee4:caa0%xl0, icmp_seq=1 hlim=255 time=1.067 ms
^C
--- fe80::200:c0ff:fee4:caa0%xl0 ping6 statistics ---
2 packets transmitted, 2 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 1/1.033/1.067 ms

on obtient le résultat attendu. La portée sera également utilisée avec les adresses multicast.

NetBSD

NetBSD propose IPv6 en standard depuis la version 1.5. La plupart des applications sont portées pour IPv6, y compris RPC et NFS.

Si on n'a pas activé IPv6 à l'installation, on peut le configurer «à la main» en éditant le fichier /etc/rc.conf.

Le fichier /etc/rc.conf définit la plupart des variables de configuration. Les valeurs par défaut (et les commentaires) sont dans le fichier /etc/default/rc.conf (à ne pas modifier).

Pour activer manuellement IPv6 sur une machine NetBSD dans le cas le plus simple (autoconfiguration sans état), il suffit d'ajouter dans le fichier /etc/rc.conf la ligne :

ip6mode=autohost

IPv6 sera disponible au prochain reboot.

Configuration manuelle

Pour configurer des adresses IPv6 de manière statique sur une interface de nom IFX, il suffit de mettre dans le fichier de configuration /etc/ifconfig.IFX les informations nécessaires, selon la syntaxe des arguments de la commande ifconfig. L'adresse lien-local est toujours générée automatiquement et ne doit pas être positionnée de cette manière. Par exemple les deux dernières lignes du fichier suivant définissent 2 adresses sur l'interface epic0 :

> cat /etc/ifconfig.epic0
up media autoselect
132.227.10.10 netmask 0xffffffe0
inet6 2001:660:282:1:260:97ff:fe41:6143 prefixlen 64
inet6 3ffe:304:282:1:260:97ff:fe41:6143 prefixlen 64 alias

Par défaut une machine NetBSD ne remplit pas la fonction de routeur. La valeur de la variable ip6mode dans le fichier /etc/rc.conf permet de choisir le mode de fonctionnement :

• routeur relayant les paquets (ip6mode=router),
• hôte s'autoconfigurant (ip6mode=autohost)
• hôte avec adresses IPv6 statiques (ip6mode=host).

Mac OS

Le support d'IPv6 dans MacOS est standard en MacOS X (10.3).

La commande sysctl -a permet de vérifier le support IPv6 (Net.inet6). La définition des paramètres noyau liés à inet6 se fera alors comme un système BSD classique (cf. man sysctl).

Afin de profiter du support IPv6, une collection d'outils de base peut être récupérée à l'adresse ftp://morth.nu/darwin/.

Une version modifiée du paquetage KAME (version stable 20000425) pourra également être téléchargée afin de recompiler ses propres outils (tcpdump,...). De plus, un certain nombre d'utilitaires ont été portés pour IPv6 au sein du projet GNU-Darwin.

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Questions ouvertes

Sujets de recherche

Structuration des adresses et agrégation

Un des problèmes majeurs d'IPv4 est la croissance incontrôlée des tables de routage. Ce phénomène est dû à une mauvaise agrégation des adresses dans les tables. Il faudrait être capable de router des ensembles de réseaux identifiés par un seul descripteur. CIDR apporte une amélioration, mais celle-ci est insuffisante en pratique : les adresses IPv4 sont trop courtes pour permettre une bonne structuration, et il faut surtout assumer le coût du passé avec les adresses déjà allouées.

Attribuer une adresse à un équipement est un processus complexe, basé sur un compromis entre la facilité d'attribution et la facilité de gestion. Idéalement, pour minimiser la taille de routage, le réseau devrait avoir une topologie en arbre, cela rendrait l'adressage hiérarchique très efficace. Dans la réalité pour des raisons économiques, techniques, géographiques ou de performances, le réseau est beaucoup plus complexe et peut être vu comme un graphe. Il faut introduire des exceptions dans les tables de routages pour refléter cette topologie. On voit que pour avoir l'adressage le plus efficace possible, il faut dans ce graphe trouver la représentation arborescente qui génère le moins d'exceptions possibles. Or s'il était possible aujourd'hui de trouver une représentation valide, elle ne le sera pas nécessairement demain. En conséquence, la définition du plan d'adressage doit être la plus souple possible pour permettre une évolution de nature imprévisible.

D'autant plus que l'agrégation pour IPv4 ne semble plus aussi efficace. La figure suivante donne l'évolution de table de routage dans le coeur de l'Internet, c'est-à-dire dans les réseaux des opérateurs où aucune route par défaut n'est définie.

Evolution de la taille des tables de routage
Source: http://www.cidr-report.org

En 2000, la progression linéaire de cette table a semblé compromise du fait :

• de la baisse du coût des liaisons longues distances, permettant une multi-domiciliation (multi-homing) des sites pour des raisons de fiabilité (en cas de panne d'un opérateur, le trafic pourra passer par un autre), de performances (aller directement sur le réseau avec lequel le site à un trafic important),
• le manque d'adresses IPv4 qui force les opérateurs à allouer des préfixes de plus en plus long.

Depuis, les opérateurs ont fortement aggrégé pour revenir à une progression linéaire de la table. Des études [BTC02] montrent que :

• la multi-domiciliation, c'est-à-dire la connexion d'un site à plusieurs opérateurs pour fiabiliser l'accès, ajoute un surcoût de 20 à 30 pourcent,
• le partage de charge, c'est-à-dire réduire l'agregation pour annoncer un sous-ensemble de préfixe à chaque opérateur, induit un surcoût de 20 à 25 pourcent,
• de mauvaises règles d'agrégation induisent une surcharge de 15 à 20 pourcent,
• la fragmentation de l'espace d'adressage liée à la gestion des préfixes avant CIDR, et à l'allocation séquencielle des blocks d'adresses contribue à plus de 75 pourcent de la taille de la table.

Actuellement, pour pouvoir assurer une bonne agrégation, les règles utilisées par CIDR pour IPv4 sont conservées. Mais la gestion des tables de routage dans le coeur du réseau s'en trouvera quand même améliorée car :

• dès le début le plan d'adressage est hiérarchique, éliminant les longs préfixes,
• les sites multi-domiciliés posséderont autant d'adresses que de fournisseurs, permettant ainsi de garantir une agrégation.
• des mécanismes de renumérotation automatiques permettent aux sites de changer facilement de préfixe quand cela est nécessaire.

Si un plan d'adressage hiérarchique semble actuellement le plus adapté, d'autres règles de numérotation pourraient être utilisées dans le futur, comme par exemple, les coordonnées géographiques de l'équipement. Ces techniques ne sont actuellement utilisées que dans quelques laboratoires de recherche pour des réseaux ad hoc, mais il reste assez de place dans l'espace d'adressage pour prendre en compte ces nouveaux types de réseaux si un jour ils se généralisent.

Le choix d'un plan d'adressage a fait l'objet de nombreux débats à l'IETF. Il a été beaucoup plus difficile à définir que le format du paquet IPv6 présenté au chapitre suivant. Plusieurs plans ont été proposés puis abandonnés. Ces divers plans d'adressages sont commentés dans le chapitre sur l'Historique de la standardisation d'IPv6. Le présent chapitre se contente de décrire les différents plans d'adressage actuellement utilisés.

Évolution de l'adressage

La distinction entre les notions d'annuaires, de noms, d'adresses et de routes est comprise depuis longtemps. Cependant, depuis quelques années, au sein de l'Internet, la compréhension du rôle d'une adresse réseau a évolué. Dans l'Internet, une adresse sert en fait à deux fonctions distinctes : identification et localisation.

• L'identification est utilisée pendant une connexion par chacun des intervenants pour reconnaître son interlocuteur. Cela permet entre autres de s'assurer de l'origine des paquets reçus.
  Cette vérification se fait dans les pseudo-en-têtes TCP ou dans les associations de sécurité d'IPsec. La durée de vie minimale d'un identificateur est celle d'une connexion TCP.
• La localisation est utilisée pour trouver un intermédiaire qui saura délivrer les paquets. La durée de vie de la fonction de localisation est assez grande. En fait, elle ne varie qu'en cas de changement de prestataire IP ou de réorganisation du site.
  En général la localisation est découpée en deux parties : localisation globale (identifiant le réseau) et locale, distinguant les machines sur un même réseau. La localisation est intrinsèquement liée aux fonctions de routage d'IP.

En IPv4, on confond identification et localisation en une seule entité, l'adresse IP, globalement unique dans l'Internet. Cette construction a un prix : lors de la renumérotation d'un site, ou lorsqu'un mobile se déplace, la localisation change. Avec l'approche IPv4, l'adresse IP change, et donc l'identification... Cela implique une perte ou au mieux une renégociation des communications en cours.

Lors des études initiales pour IPv6, il a été proposé de séparer ces deux fonctions pour pouvoir résoudre simplement les problèmes de renumérotation, mobilité, multi-domiciliation... Ceci est encore un sujet de recherche. Cette proposition n'a donc pas été retenue ; en IPv6 comme en IPv4, l'adresse sert à la fois pour l'identification et la localisation. En effet, le plan d'adressage choisi dans un premier temps est une extension des règles d'adressage hiérarchiques (CIDR) utilisées dans IPv4.

Un autre débat est de savoir si une adresse identifie une machine ou une interface. Cette distinction n'est pas très importante dans le cas d'une machine simple ne possédant qu'une seule interface ; elle le devient dans le cas où elle en possède plusieurs ou est multi-domiciliée. En effet pour essayer de simplifier les tables de routage dans le coeur de réseau, si un site est connecté à plusieurs fournisseur d'accès, il possèdera autant de préfixes IPv6 que de fournisseurs. Contrairement à IPv4, où l'on associe généralement qu'une seule adresse à une interface, une interface possède plusieurs adresses IPv6.

Gestion de la Multi-domiciliation

La gestion de la multi-domociliation (multi-homing) est encore un sujet de débat dans les groupes. Aucune solution n'est satisfaisante car le routage des paquets dans un domaine multi-domicilié se fait uniquement (comme dans tous l'Internet) sur l'adresse de la source. Si la machine choisit une adresse d'un fournisseur et que les paquets sont routés vers un autre, ce dernier va rejeter le paquet car l'adresse source ne correspond pas à une adresse qu'il a officiellement attribué.

Ce problème se résoud en IPv4 en attribuant aux sites multi-domiciliés des adresses PI (Provider Independant). Le site passe des accords avec ses fournisseurs pour qu'ils acceptent ces adresses. Les PI offrent aussi une très grande stabilité dans l'adressage puisque les adresses appartiennent à l'entreprie. En contre partie, les PI conduisent à une explosion des tables de routage dans le cœur du réseau.

IPv6 aurait IPv6 a essayé de résoudre le problème en offrant la possibilité d'affecter une adresse IPv6 par fournisseur de service. Malheureusement cette solution ne permet pas de résoudre le problème car elle bute sur le choix de l'adresse source en coordination avec le routage. Plusieurs alternatives sont en cours d'étude:

• utilisation des PI pour IPv6, mais avec le risque d'augmenter les tables de routage IPv6 dans le cœur du réseau. Comme, à court terme, il s'agit de la seule solution crédible, certaines autorités régionales offrent cette possibilité.
• le groupe RRG (Routing Research Group) de l'IRTF, réfléchit à l'utilisation de tunnel entre les sites pour séparer les fonctions d'indentificateur et de localisateur de l'adresse.

Historique

Adresses de test

Les expérimentations d'IPv6 sur un réseau devaient commencer avant que les règles d'attribution des préfixes soient complètement finalisées. La valeur 0x1FFE a été attribué par l'IANA au 6bone dans le plan d'adressage agrégé pour les expérimentations (RFC 3701). Il correspond au préfixe 3FFE::/16 pour l'ensemble du 6bone.

Figure 3-4 Adresse de test du plan agrégé

Les 48 bits restant avant le champ Subnet ID recréent les niveaux hiérarchiques d'un réseau IPv6 défini dans le RFC 3587, d'où le terme pseudo accolé au nom du champ. La taille réduite n'étant pas un facteur limitant dans la phase expérimentale. Des pseudo-TLA d'une taille initialement de 8, mais portées à 12 bits par la suite, sont attribués à des opérateurs voulant expérimenter le protocole. Les 24 ou 20 bits suivants sont utilisés pour numéroter les sites.

Les pseudo-TLA ont été alloués jusqu'en décembre 2003 aux opérateurs qui en faisaient la demande. La liste complète est disponible sur le serveur Web http://www.6bone.net/6bone_pTLA_list.html. Le tableau Pseudo TLA attribués par le groupe ngtrans reprend quelques unes de ces valeurs.

L'expérimentation lié au 6bone s'est terminée récemment; la date d'arrêt a été symboliquement choisie le mardi 6 juin 2006 RFC 3701. En effet, si ce réseau a servi palier à l'absence d'opérateurs officiels au début de l'introduction d'IPv6, il a vite montré ses limites. L'utilisation de tunnels pour créer la connectivité a conduit à un trop fort maillage, à des routes relativement longues et par conséquence à une faible qualité de service.

Selection du type d'identifiant d'interface

Si l'on sélectionne correctement le type d'identifiant d'interface, la gestion de l'adressage IPv6 est aussi facile (voire plus simple) qu'en IPv6. Ainsi, il est préférable de donner aux serveurs des identifiants d'inteface construit manuellement. Il sera ainsi beaucoup plus facile de se rappeler de leur adresse. De plus si l'équipement est remplacé et par conséquent que la carte réseau est différente, l'adresse IPv6 restera stable. Pour les clients, il est plus simple d'utiliser l'identifiant d'interface construit à partir de l'adresse MAC.

Les adresses site-local sont des adresses dont la validité était restreinte à un site. Par exemple, un site qui n'est pas encore connecté à l'Internet pouvait utiliser ces adresses, ce qui le dispensait de demander ou d'emprunter un préfixe. Ce système généralisait le concept d'adresse privée d'IPv4 (comme le réseau 10.x.y.z). Un autre intérêt apparent des adresses site-local est qu'elles ne sont pas modifiées lors d'un changement de fournisseur de connectivité, qui ne perturbe donc pas les communications locales.

Une adresse site-local était construite en concaténant le préfixe FEC0::/48, un champ de 16 bits qui permet de définir plusieurs sous-réseaux, et les 64 bits de l'identifiant d'interface.

Figure 3-6 Adresse Site_Local

Malgré ces propriétés, les adresses site-local n'ont pas réussi à s'imposer durant la phase de standardisation d'IPv6. Suivant les règles de l'IETF, elle doivent donc être retirées des documents pour la version finale du RFC décrivant IPv6. Le RFC 3879 décrit les problèmes liés à l'utilisation des adresses site-local. Contrairement à un lien facilement délimité par le support physique, la frontière du site est beaucoup plus vague. Il s'en suit des ambiguïtés qui rendent difficile l'utilisation de ce concept. En particulier, si un utilisateur est connecté à deux sites de deux companies différentes, l'adressage à plat offert par les adresses site-local rendent le routage difficile. Si le site dispose aussi d'adresses globales, l'ajout systématique d'adresses site-local rend également plus difficile le choix des adresses source et destination ainsi que la réponse aux requêtes DNS qui dépendent de la position de l'équipement demandeur.

De plus si le réseau de deux companies fusionnent, comme l'adressage des sous-réseaux ne se fait que dans la partie Subnet ID, il y a de fortes chances de trouver des collisions dans les valeurs choisies.

Dans un premier temps, des adresses du type site-local dans l'espace FEC0::/10 avaient été définies par l'IETF, mais elles ont été retirées dans les dernières versions des standards.

Les adresses site-local sont des adresses dont la validité était restreinte à un site. Par exemple, un site qui n'est pas encore connecté à l'Internet pouvait utiliser ces adresses, ce qui le dispensait de demander ou d'emprunter un préfixe. Ce système généralisait le concept d'adresse privée d'IPv4 (comme le réseau 10.x.y.z). Un autre intérêt apparent des adresses site-local est qu'elles ne sont pas modifiées lors d'un changement de fournisseur de connectivité, qui ne perturbe donc pas les communications locales.

Une adresse site-local était construite en concaténant le préfixe FEC0::/48, un champ de 16 bits qui permet de définir plusieurs sous-réseaux, et les 64 bits de l'identifiant d'interface.

Figure 3-6 Adresse Site_Local

Malgré ces propriétés, les adresses site-local n'ont pas réussi à s'imposer durant la phase de standardisation d'IPv6. Suivant les règles de l'IETF, elle doivent donc être retirées des documents pour la version finale du RFC décrivant IPv6. Le RFC 3879 décrit les problèmes liés à l'utilisation des adresses site-local. Contrairement à un lien facilement délimité par le support physique, la frontière du site est beaucoup plus vague. Il s'en suit des ambiguïtés qui rendent difficile l'utilisation de ce concept. En particulier, si un utilisateur est connecté à deux sites de deux companies différentes, l'adressage à plat offert par les adresses site-local rendent le routage difficile. Si le site dispose aussi d'adresses globales, l'ajout systématique d'adresses site-local rend également plus difficile le choix des adresses source et destination ainsi que la réponse aux requêtes DNS qui dépendent de la position de l'équipement demandeur.

De plus si le réseau de deux companies fusionnent, comme l'adressage des sous-réseaux ne se fait que dans la partie Subnet ID, il y a de fortes chances de trouver des collisions dans les valeurs choisies.

Références

Tutoriaux/Etudes de cas

Questions

lo0: flags=1000849;UP,LOOPBACK,RUNNING,MULTICAST,IPv4; mtu 8232 index 1
inet 127.0.0.1 netmask ff000000 

lo0: flags=2000849;UP,LOOPBACK,RUNNING,MULTICAST,IPv6; mtu 8252 index 1
inet6 ::1/128

eri0: flags=1000843;UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST,IPv4; mtu 1500 index 2
inet 193.52.74.15 netmask ffffff00 broadcast 193.52.74.255

eri0: flags=2000841;UP,RUNNING,MULTICAST,IPv6; mtu 1500 index 2
inet6 fe80::203:baff:fe14:97c8/10

eri1: flags=2080841;UP,RUNNING,MULTICAST,ADDRCONF,IPv6; mtu 1500 index 2
inet6 2001:660:7301:3193:203:baff:fe14:97c8/64

eri2: flags=2000841;UP,RUNNING,MULTICAST,IPv6; mtu 1500 index 2
inet6 2001:660:7301:3193::4/64