Script 04 : D'IPv4 à IPv6

1) Bonjour à tous, nous allons conclure cette session en introduisant les grandes lignes du protocole IPv6 et ce qu'il va changer dans l'Internet.

2) Nous avons vu que le problème de pénurie des adresses Internet était du à l'explosion de la demande qui dépasse largement la capacité d'adressage. Dans cette vidéo, nous allons introduire les points clés de la nouvelle version du protocole d'interconnexion IP, le protocole IPv6. Nous expliquerons pourquoi c'est une solution pérenne à cette pénurie et comment le protocole IP a été simplifié et modernisé. Les deux protocoles étant incompatibles, le passage d'IPv4 à IPv6 a fait l'objet de scénarios spécifiés dans des RFC. Un grand nombre d'équipements et de services reposent toujours sur IPv4 et une cohabitation s'est installée pour encore de nombreuses années. Néanmoins, et nous avons déjà bien insisté sur ce point, IPv6 est un passage obligé pour l'Internet du 21ème siècle.

IPv6, une nouvelle version du protocole IP

3) La nouvelle version d'IP reprend ses principes fondateurs : encapsulation des données dans des paquets. Les paquets portent les adresses source et destination et leur transfert se fait en mode datagramme, avec un routage paquet par paquet. Le réseau utilise des équipements intermédiaires simples et agnostiques aux données transférées. Le réseau n'effectue aucune reprise sur erreurs qui est reportée sur les extrémités dans d'autres protocoles. L'adressage est toujours hiérarchique mais de nouveaux niveaux sont ajoutés à la demande.

IPv6 : un système d'adressage avec une capacité immense

4) Deux points clés permettent à IPv6 de résoudre les problèmes que nous avons évoqués dans les activités précédentes. Ipv6 offre une adresse plus longue qui passe de 32 bits à 128 bits. Cette capacité immense va résoudre la pénurie à très long terme. Les concepteurs d'IPv6 ont voulu moderniser le protocole par la même occasion pour prendre en compte de nouveaux besoins qui n'avaient pas été envisagés dans les années 70-80. Par exemple, il n'avait pas été imaginé le développement de la diffusion de chaînes de télévision sur Internet qui utilise une transmission en multicast, où un même film est envoyé à un groupe de récepteurs. Dans Ipv6, le multicast a été défini dès le départ. 'autre exemple ?'

5) L'adresse Ipv6 a une capacité immense. Une adresse IPv6 est longue de 128 bits, soit 16 octets, contre 32 bits pour IPv4. On dispose ainsi d'environ 3,4×1038 adresses (soit plus de 340 sextillions).

Pour reprendre l'image usuelle, on peut adresser de plus de 667 millions de milliards d'objets par millimètre carré de surface terrestre.

Le format de l'adresse est hiérarchique avec de multiples niveaux. L'opérateur dispose d'un bloc d'adresses plus long qui lui donne plus de liberté pour allouer les sous-blocs. On peut découper par exemple l'adresse en 4 champs qui sont le préfixe FAI, le préfixe de réseau, le préfixe de sous-réseau et l'adresse hôte. En IPv6, l'auto-configuration d'adresse permet à un hôte d'utiliser son adresse physique ou MAC pour créer son adresse réseau. Pour réaliser la transition en douceur, il en est de même pour l'adresse IPv4.

De nouvelles fonctionnalités définissent des adresses génériques pour trouver le serveur DNS sur un réseau, mais aussi des adresses multicast qui permettent d'atteindre un groupe d'hôtes ou broadcast (tous les hôtes d'un sous-réseau). Et pourquoi pas des adresses géographiques qui incluent des coordonnées GPS ou une adresse IPv6 pour un véhicule généré à partir de son numéro VIN (Vehicle Identification Number).

IPv6 : simplification des fonctions d’IP

6) La conception d'IPv6 est aussi l'occasion de dépoussiérer le protocole. Ainsi la protection des erreurs du paquet IPv4 par un checksum est finalement inutile puisque déjà réalisée au niveau liaison ; le checksum a donc été supprimé. Un autre problème provient de la fragmentation des paquets à l'arrivée dans un réseau où les trames sont plus petites que le paquet. Outre le délai induit par ce découpage, plus de paquets entraînent plus de risques d'en perdre un. IPv6 préconise donc d'apprendre la taille minimale de paquet supportée sur tout le chemin et d'envoyer des paquets à la bonne taille.

Le protocole IPv4 ayant été conçu il y a 40 ans, de nouveaux usages sont apparus qu'il a fallu ajouter de manière artificielle. Dans IPv6, il sera possible d'ajouter de nouvelles fonctionnalités assez facilement grâce aux extensions d'en-tête.

Un inconvénient d'IPv4 est qu'il n'y a aucune relation entre les adresses de niveau réseau et de niveau liaison. Or l'adresse physique est nécessaire pour transmettre la trame qui contient le paquet. Avec IPv4, il faut donc chercher et récupérer cette adresse physique avant d'encapsuler le paquet dans la trame. Pour éviter cette recherche, IPv6 fournit l'auto-configuration d'adresse réseau à partir de l'adresse physique.

IPv4 à IPv6 : une transition pas si simple

7) IPv4 et IPv6 sont des protocoles incompatibles, notamment par leur adresse mais aussi par le format des paquets. Aussi la communication entre un hôte IPv4 et un hôte IPv6 ne peut pas se faire directement. Selon leur réseau d’accès, un hôte peut être connecté soit avec IPv4 seulement, ou IPv6 seulement ou avec les deux protocoles.

8) De fait, les deux technologies vont fonctionner chacun dans des réseaux différents que l'on pourrait voir comme deux “Internets” différents. Pour connecter tous les utilisateurs, de manière transparente, des routeurs seront capables de dialoguer en IPv4 d'un côté et en IPv6 de l'autre. On parle de routeur double pile car il gère les deux protocoles et dispose à la fois d'une adresse IPv4 et d'une adresse IPv6.

Pour faire communiquer un hôte IPv4 avec un hôte IPv6, et inversement, on va mettre en place un tunnel qui permettra au paquet IPv4 de traverser le réseau IPv6 sans être modifié. Un tunnel définit une route imposée par le routeur à travers l'Internet Ipv4 jusqu'au Cela consiste en fait à encapsuler le paquet IPv4 dans un paquet IPv6 avec comme adresse destination, l'adresse de destination en format IPv6.

A REVOIR

À défaut, et pendant une phase de transition, il est possible d'obtenir une connectivité IPv6 via un tunnel. Les paquets IPv6 sont alors encapsulés dans des paquets IPv4, qui peuvent traverser le réseau du FAI jusqu'à un serveur qui prend en charge IPv6 et IPv4, et où ils sont décapsulés. Le recours à des tunnels, et donc à un réseau overlay, est de nature à nuire aux performances.

IPv4 à IPv6 : une longue cohabitation

9) Le premier standard IPv6 date de 1995 et a été complété durant une dizaine d'années. Depuis la transition vers IPv6 n'est toujours pas finie alors m^me que les opérateurs ont quasiment épuisé leurs adresses IPv4.

En France, dans un rapport l'ARCEP a fait remonter les nombreux freins qu déploiement d'IPV6 https://www.arcep.fr/cartes-et-donnees/nos-publications-chiffrees/transition-ipv6/barometre-annuel-de-la-transition-vers-ipv6-en-france.html

Même si les systèmes d'exploitation récents incluent la pile IPv6, de nombreux hôtes ou équipements ne peuvent fonctionner qu'avec IPv4. Exemples ...

IPv6 : un passage obligé