Script 11 : Fonctions d'une adresse IP

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Annonce de l'activité 11

1) Bienvenue dans cette activité relative aux fonctions d’une adresse IP. Nous aborderons les effets de taille de l'adresse IP et ses fonctions.

2) Nous verrons ensuite le cycle des états successifs de l'adresse lorsqu'elle est allouée à une interface de communication.

Question de taille

(Intertitre : Question de taille)

3) Une adresse IPv6 est un mots de 128 bits, soit 16 octets, ce qui offre une espace global d'adressage de 2 puissance 128 adresses distinctes.

4) Cette taille de 128 bits est techniquement bien adaptée aux mots manipulés par les processeurs de nos équipements numériques. En effet les processeurs 32 et 64 bits sont aujourd'hui banalisés.

4bis) Le quadruplement comparativement à la version précédente du protocole IP de la longueur binaire de l'adresse fait apparaitre l'adresse IPv6 comme plus ardue. Cette complexité n'est qu'apparente. Le principe de structuration de cette adressage dérive des techniques déjà utilisées en IPv4. A savoir : une classification des divers plans d'adressage sur les partie hautes de l'adresse, c'est à dire les préfixes les plus courts, associée à une agrégation des tables de routage généralisant le méthode dite CIDR "classless Inter Domain Routing, dans laquelle l'usage de divers masques de taille "élastique" permet une certaine souplesse dans la définition et l'attribution des préfixes ainsi qu'une optimisation du routage en facilitant sa hiérarchisation.

4ter) Les équipements des opérateurs de cœur de l"Internet prennent leur décision de routage sur des préfixes courts, les grandes directions, alors que les équipements de routage des opérateurs de distribution en périphérie du réseau routent sur des préfixes plus longs, ce qui contient la taille des tables de routage de cœur de réseau dans des proportions raisonnables, à l'instar du réseau des opérateurs téléphoniques internationaux qui acheminent les appels longue distance en fonction de l'indicatif national.

5) Le nombre de combinaisons possibles sur 128 bits, 2 puissance 128, est "astronomique". Il dépasse les 3,4 dix puissance 38. Certaines estimations encadrent le nombre d'adresses disponibles par mètre carré de surface terrestre, océans compris, entre 1564 et quelques 3,9 milliards de milliards d'adresses au mètre carré. Sans tomber dans l'optimisme béat de ces grands nombres, ni le pessimisme primitif rappelant qu'au début d'Arpanet, l'ancêtre d'Internet les 4 milliards d'adresses disponibles d'IPv4 paraissent une limite matériellement inaccessible, force est de constater que l'adressage IPv6 est largement dimensionné et qu'une organisation raisonnée de cet espace devrait assurer sa pérennité. Cependant prévoir l'utilisation exponentielle des adresses en fonction d'hypothétiques futurs nouveaux usages reste un exercice difficile

Fonctions d'une adresse réseau

6) (Intertitre : Fonctions d'une adresse réseau)

6-a) Comme nous l'avons déjà évoqué dans l'activité précédente, une adresse IP a deux fonctions distinctes :

• 6-b) L'identification : une adresse réseau identifie de manière unique une interface ou une machine parmi les "n" machines du réseau. "n" pouvant être arbitrairement grand dans l'Internet par exemple. L’identification permet à deux interlocuteurs de se reconnaître pendant une connexion. Cette vérification est mise en œuvre dans les pseudo en-têtes d'une connexion TCP ou dans les associations de sécurité IPSec par exemple.

• 6-c) La deuxième fonction, la localisation : est utilisée pour décider de la remise directe ou de la recherche du relai intermédiaire suivant sur le chemin vers le destinataire du paquet, selon le principe du routage en saut par saut. La localisation ne varie qu'en cas de changement de prestataire IP ou de réorganisation du site.

6-d) Elle est est découpée en deux parties :

• la localisation globale qui identifie le réseau ;
• et la localisation locale distinguant les machines sur un même réseau.

6-e) Ces deux niveaux de localisation auront une influence déterminante dans la structuration du format des adresses que nous détaillerons dans une prochaine activité. Lors des études initiales d'IPv6, il avait été envisagé de séparer les deux fonctions pour faciliter la résolution des problèmes liés à la renumérotation, la mobilité ou la multi-domiciliation. Pour l'instant, la séparation des fonctions est encore à l'état d'expérimentation et les premiers plan d'adressage IPv6 en vigueur sur Internet continuent, comme en IPv4, à lier les deux fonctions.

7) Une adresse IPv6 est associée à une interface de communication. L'allocation de ces adresses est assurée par l'administrateur du réseau soit manuellement, soit automatiquement par un ensemble de fonctions de gestion regroupées sous le terme générique anglo-saxon IPAM, signifiant IP Address Management. Ces mécanismes d'auto-configuration des interfaces seront abordés dans une prochaine séquence consacrée à la mise en opération d'un réseau IPv6.

8) Il est important de noter qu'un équipement peut posséder plusieurs interfaces de communication. De plus en IPv6, chacune de ces interfaces supporte généralement plusieurs adresses distinctes simultanément.

Cycle(/durée ?) de vie d'une adresse

(Intertitre : Cycle(/durée ?) de vie d'une adresse)

9-a) Pendant la durée où elle est attribuée à une interface, l'adresse va passer dans plusieurs états logiques successifs. Cet état intervient dans la sélection de l'adresse à utiliser pour établir une communication.

• 9-b) Une première phase consiste à vérifier l'unicité de l'adresse sur le lien de rattachement à l'aide de l’algorithme de détection de duplication d'adresse. Durant cette phase l'adresse ne peut être utilisée pour communiquer.

• 9-c) En cas de succès de l'algorithme, c'est à dire de non duplication, l'adresse est allouée à l'interface et passe dans un état qualifié de "préféré". L'usage de l'adresse n'est alors pas restreint.

• 9-d) Peu avant son invalidation l'adresse passe dans un état dit "déprécié". Son utilisation est déconseillée mais pas interdite. Elle ne doit plus être utilisée comme adresse source pour l'établissement de nouvelles communication applicatives (ouverture de connexion TCP ou établissement de sessions UDP par exemple). Mais elle peut servir d'adresse source pour permettre l’achèvement des connexions existantes. Les paquets reçus à une adresse dépréciée continuent à être remis normalement aux processus systèm de l'équipement. A la durée de validité est également associée une durée d'état préféré.

• 9-e) A la fin de la durée de validité, l'adresse passe dans un état invalide.