Adresses Anycast

Le principe sous-jacent est relativement 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.

Prefixe virtuel

Il existe deux méthodes pour utiliser l'adressage multicast. La première consiste à définir un préfixe "virtuel" qui sera diffusé à plusieurs endroit dans l'Internet. Cette méthode est déjà très utilisée en IPv4 pour accéder à certains serveurs. Ainsi plusieurs serveurs de la racine du DNS (voir http://www.root-servers.org) partagent la même adresse et donc le même préfixe. Ce préfixe est annoncé par plusieurs réseaux. Pour le DNS, cela présente plusieurs avantages :

• La résolution se fait a plus près de l'utilisateur, ce qui réduit les temps de réponse,
• Les attaques par déni de service sont plus difficiles, car il faut que toutes les attaques viennent d'une même zone, sinon elles sont réparties sur plusieurs serveurs.
• Le nombre d'adresses à connaître par les résolveurs est limité.

Le mécanismes de transition 6to4 utilise également cette technique. Le préfixe 192.88.99.0/24 correspondant à des extremités de tunnels (192.88.99.1) et donnant accès à l'Internet v6 est annoncé a plusieurs endroits dans le réseau. Cela permet de préconfigurer les équipements avec cette adresse et d'offrir à l'utilisateur l'extrémité de tunnel la plus proche. En cas de disparition de celle-ci, le routage de l'Internet aiguillera automatiquement vers un autre équipement tunnelier.

Ce mécanisme fonctionne de la même manière avec les adresses IPv6. L'exemple suivant l'illustre avec les adresses IPv6 d'un serveur DNS. Vu depuis la France et le réseau de Renater, la route pour atteindre cette machine est la suivante:

%traceroute6 2001:500:2f::f
traceroute6 to 2001:500:2f::f (2001:500:2f::f) from 2001:660:7301:3103:223:6cff:fe97:679c, 30 hops max, 12 byte packets
 1  2001:660:7301:3103::1  4.774 ms  1.198 ms  2.764 ms
 2  2001:660:7301:3036::1  3.364 ms  2.215 ms  1.417 ms
 3  vl856-gi9-9-rennes-rtr-021.noc.renater.fr  2.892 ms  6.794 ms  2.195 ms
 4  te4-1-caen-rtr-021.noc.renater.fr  7.706 ms  5.1 ms  4.193 ms
 5  te4-1-rouen-rtr-021.noc.renater.fr  6.527 ms  6.296 ms  6.661 ms
 6  te0-0-0-1-paris1-rtr-001.noc.renater.fr  8.702 ms  10.26 ms  8.696 ms
 7  F-root-server.sfinx.tm.fr  8.495 ms  8.607 ms  8.664 ms
 8  f.root-servers.net  8.738 ms  9.171 ms  8.702 ms

Comme l'indique ce traceroute, la machine est localisée au sfinx (noeud d'échange de trafic Internet situé en France).

Un traceroute vers la même destination depuis une machine localisée aux Etats-Unis (Hawaï) donne le résultat suivant:

traceroute6 to 2001:500:2f::f (2001:500:2f::f) from 2001:1888:0:1:2d0:b7ff:fe7d:bed6, 64 hops max,  12 byte packets
 1  apapane-fe0-0-1  1.169 ms  0.970 ms  0.947 ms
 2  r1.mdtnj.ipv6.att.net  121.159 ms  121.737 ms  121.378 ms
 3  bbr01-p1-0.nwrk01.occaid.net  130.468 ms  129.640 ms  130.845 ms
 4  bbr01-g1-0.asbn01.occaid.net  131.372 ms  131.596 ms  131.421 ms
 5  bbr01-g1-0.atln01.occaid.net  144.937 ms  144.550 ms  144.834 ms
 6  bbr01-p1-0.dlls01.occaid.net  166.709 ms  196.177 ms  165.983 ms
 7  dcr01-p1-5.lsan01.occaid.net  138.437 ms  138.690 ms  138.544 ms
 8  bbr01-g0-2.irvn01.occaid.net  138.552 ms  137.956 ms  137.649 ms
 9  dcr01-g1-2.psdn01.occaid.net  137.629 ms  138.030 ms  141.332 ms 
10  bbr01-f1-5.snfc02.occaid.net  138.501 ms  138.511 ms  137.483 ms
11  exit.sf-guest.sfo2.isc.org  147.941 ms  144.929 ms  145.956 ms
12  f.root-servers.net  139.063 ms  139.715 ms  142.571 ms

Le serveur se trouve dans les locaux de l'ISC.

Adresses anycast sur un même lien

Le deuxième type d'adresses anycast correspond à l'allocation de plusieurs adresses identiques sur le même lien. Cette méthode est plus complexe à gérer, car normalement, IPv6 va tester qu'une adresse n'est pas déjà présente grâce au mécanisme de détection d'adresses dupliquées (DAD). Comme rien ne distingue une adresse anycast d'une adresse unicast, il faut désactiver la détection d'adresses dupliquées en précisant anycast lors de l'affectation de l'adresse à l'interface. Comme le montre l'exemple suivant :

# ifconfig en3
en3: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
	inet6 fe80::223:6cff:fe97:679c%en3 prefixlen 64 scopeid 0x5 
	inet 192.168.103.177 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.103.255
	inet6 2001:660:7301:3103:223:65ff:fe97:679c prefixlen 64 autoconf 
	ether 00:23:6c:97:67:9c 
	media: autoselect status: active
	supported media: autoselect
# ifconfig en3 inet6 2001:660:7301:3103:FF::FF anycast
# ifconfig
en3: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
	inet6 fe80::223:6cff:fe97:679c%en3 prefixlen 64 scopeid 0x5 
	inet 192.168.103.177 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.103.255
	inet6 2001:660:7301:3103:223:65ff:fe97:679c prefixlen 64 autoconf 
	inet6 2001:660:7301:3103:ff::ff prefixlen 64 anycast 
	ether 00:23:6c:97:67:9c 
	media: autoselect status: active
	supported media: autoselect

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. Peut être que les réseaux de capteurs pourraient permettre une utilisation a plus grande échelle de l'anycast. Ainsi, à une question du genre "Quelle est la température de la pièce?" le premier capteur pouvant répondre à la question enverra la réponse. Les autres capteurs pouvant demeurer silencieux.

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.

Figure : Adresses Anycast

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.

On peut remarquer que l'usage des l'anycast n'est pas généralisé puisqu'une seule valeur a été définie et correspond à l'agent mère pour IPv6 mobile. Cela pourrait changer avec l'introduction d'IPv6 dans les réseaux de capteurs. En effet, un des intérêt de l'adressage anycast est de désigner une fonction plus qu'une machine particulière. Avec les réseaux de capteur, on s'interesse plus à une information qu'à l'équipement qui a permis de l'obtenir, par exemple si des capteurs sont interrogés sur la température d'une pièce, le premier à donner l'information peut être suffisant.

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.

Figure : Anycast sur le lien

Contraintes de l'Anycast

Comme le correspondant peut varier soit en cas de modification du routage ou de la table de résolution d'adresse, il ne peut pas y avoir d'états. L'Anycast doit être limité à des requêtes simples de type question/réponse ou la gestion de tunnels (bien que cela puisse entraîner un déséquencement). De même les protocoles de niveau 4 orientés connexion comme TCP ne peuvent pas être utilisés.