Pour pouvoir envoyer des données via des réseaux numériques (Internet), vous avez besoin d’une adresse correcte, dans ce cas présent il s’agit d’une adresse IP. Les paquets de données obtiennent une adresse IP, tout comme les lettres possèdent une adresse postale pour s’assurer qu’elles arrivent bien au bon destinataire. Toutefois, leurs homologues numériques ne sont pas liés à un emplacement spécifique, en effet les adresses IP sont automatiquement ou bien manuellement affectées au périphérique réseau lors de la configuration de la connexion. Dans ce processus, l’Internet Protocol, en français protocole Internet (mais appelé plus communément protocole IP) joue un rôle important.
Internet Protocol, en abrégé IP, est le protocole primaire de la famille des protocoles Internet et revêt donc une importance fondamentale notamment pour l’échange de messages dans les réseaux informatiques. Le protocole sans connexion, publié en 1974 par l‘Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) et spécifié comme standard dans le RFC 791, est principalement destiné à assurer le succès de l’envoi de paquets de l’expéditeur au destinataire. Dans ce but, le protocole IP spécifie un format qui définit le type de description des paquets de données (aussi appelés datagrammes IP).
Internet Protocol (IP) est un protocole sans connexion qui, en tant qu’élément central de la famille des protocoles Internet (un ensemble d’environ 500 protocoles réseau), est responsable de l’adressage et de la fragmentation des paquets de données dans les réseaux numériques. Avec le protocole de transport TCP (Transmission Control Protocol), l’IP constitue la base de l’Internet. Pour envoyer un paquet de l’expéditeur au destinataire, le protocole IP définit une structure de paquets qui résume les informations envoyées. Le protocole détermine la manière dont les informations sur la source et la destination des données sont décrites et sépare ces informations des données informatives dans l’en-tête IP. Ce type de format de paquet est également connu sous le nom de datagramme IP.
En 1974, l‘Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) a publié un document de recherche des informaticiens américains Robert Kahn et Vint Cerf qui décrivait un modèle de protocole pour une connexion mutuelle de paquets de réseau basé sur ARPANET, le prédécesseur d’Internet. En plus du protocole de contrôle de transmission TCP, le composant principal de ce modèle était le protocole IP, qui, en plus d’une couche d’abstraction spéciale, permettait la communication à travers différents réseaux physiques. Au cours des années suivantes, de plus en plus de réseaux de recherche ont été consolidés sur la base de cette combinaison de protocoles « TCP/IP », qui a finalement été spécifiée en 1981 comme standard dans le RFC 791.
Toute personne qui se préoccupe des caractéristiques d’une adresse IP particulière, par exemple, pour rendre les ordinateurs adressables dans un réseau local, rencontre sans aucun doute les deux variantes IPv4 et IPv6. Cependant, il ne s’agit en aucun cas de la quatrième ou sixième génération du protocole IP, même si ce dernier a subi d’importants changements dans le passé. En fait, IPv4 est la première version officielle d’Internet Protocol, alors que le numéro de version est uniquement dû au fait que la quatrième version du protocole TCP est utilisée. IPv6 est le successeur direct d’IPv4, le développement du protocole IPv5 a été interrompu prématurément pour des raisons économiques.
Bien qu’il n’y ait pas eu d’autres versions depuis IPv4 et IPv6, le protocole IP a été révisé depuis sa première mention en 1974 (quand il n’existait pas indépendamment et faisait partie de TCP). L’accent a essentiellement été mis sur l’optimisation du paramétrage de la connexion et de l’adressage. Par exemple, la longueur des bits des adresses hôte a été augmentée de 16 à 32 bits à un stade précoce, augmentant ainsi l’espace d’adressage à environ quatre milliards de proxies possibles. Avec ses champs d’adresses 128 bits, l’IPv6 permet même d’afficher environ 340 sextillions (un nombre avec 37 zéros) d’adresses différentes, répondant ainsi à la demande à long terme d’adresses Internet.
Comme nous l’avons déjà mentionné, le protocole IP garantit que chaque paquet de données soit précédé des propriétés structurelles importantes dans l’en-tête et assigné au protocole de transport approprié (généralement TCP). La zone des données d’en-tête a été fondamentalement révisée pour la version 6, c’est pourquoi il est important de spécifier et différencier les en-têtes l’IPv4 et IPv6.
Ainsi chaque en-tête IP commence toujours par une spécification de 4 bits du numéro de version du protocole Internet, IPv4 ou IPv6. Il y a ensuite 4 autres bits supplémentaires, qui contiennent des informations sur la longueur de l’en-tête IP (IP header lenght), car celle-ci ne reste pas toujours constante. La longueur totale de l’en-tête est toujours calculée à partir de cette valeur multipliée par 32 bits. Ainsi, la valeur la plus petite possible est 5 et correspond donc à une longueur d’en-tête de 160 bits (correspond à 20 octets) quand aucune option n’est ajoutée. Le maximum est la valeur 15, pour 480 bits (ce qui correspond à 60 octets). Les bits 8 à 15 (Type of Service) peuvent contenir des instructions pour le traitement et la priorisation du datagramme. Par exemple, l’hôte peut spécifier les points importants tels que notamment la fiabilité, le débit et le délai de transmission des données.
La longueur totale indique la taille totale du paquet de données, en d’autres termes, la taille des données utiles est ajoutée à la longueur de l’en-tête. Le champ ayant une longueur de 16 bits, la limite maximale est de 65 635 octets. Le RFC 791 spécifie également que chaque hôte doit pouvoir traiter au moins 576 octets. Un datagramme IP peut être fragmenté arbitrairement sur son chemin de l’hôte vers les routeurs ou autres périphériques, mais les fragments ne doivent pas être plus petits que les 576 octets mentionnés. Les autres champs de l’en-tête IPv4 ont la signification suivante :
L’en-tête du protocole IPv6, contrairement à l’en-tête de son prédécesseur, a une taille fixe de 320 bits (40 octets). Des informations supplémentaires moins fréquemment utilisées peuvent être ajoutées séparément entre l’en-tête standard et les données utilisateur. Ces en-têtes d’extension (Extension Header) doivent être comparés avec le champ « options » du protocole IPv4 et peuvent être ajustés à tout moment sans avoir à modifier l’en-tête actuel. Cela vous permet notamment de déterminer les chemins des paquets, de spécifier des informations de fragmentation ou d’initier une communication cryptée via IPSec. Une somme de contrôle d’en-tête n’existe pas, au profit notamment de la performance.
Comme pour IPv4, l’en-tête IP actuel commence par le numéro de version long de 4 bits de l’Internet Protocol. Le champ suivant « Classe de trafic » est équivalent à l’entrée « Type of Service » dans l’ancienne variante de protocole. Ces 8 bits informent l’hôte cible sur le traitement qualitatif du datagramme, comme dans la version précédente, ce qui permet d’appliquer les mêmes règles. La nouveauté d’IPv6 est le FlowLabel ou identificateur de flux (20 bits), qui permet d’identifier les flux de données à partir de paquets de donnés en continu. Ceci permet de réserver la bande passante et d’optimiser le routage.
La liste suivante explique les informations d’en-tête supplémentaires du protocole IP amélioré :
Pour que les datagrammes dans leur en-tête puissent saisir les informations élémentaires de l’adresse de la source et de l’adresse de destination, ils doivent d’abord être affectés aux participants du réseau. Généralement, il est important de faire la distinction entre les adresses IP internes et externes ou publiques. Trois plages d’adresses sont réservées aux premiers, qui sont utilisées pour la communication dans les réseaux locaux :
Le préfixe « fc00::/7 » est fourni pour les réseaux IPv6. Les adresses de ces réseaux ne sont pas acheminées sur Internet et peuvent donc être librement sélectionnées et utilisées dans des réseaux privés ou des réseaux d’entreprises. L’attribution d’une adresse est effectuée manuellement ou automatiquement dès qu’un appareil se connecte au réseau, à condition que l’attribution automatique d’adresse soit activée et qu’un serveur DHCP soit utilisé. A l’aide d’un masque de sous-réseau, un tel réseau local peut également être segmenté dans d’autres zones.
Les adresses IP externes sont automatiquement attribuées par le fournisseur d’accès Internet respectif lors de la connexion Internet. Tous les appareils ou périphériques sur Internet via un routeur commun accèdent au même IP externe. Habituellement, les fournisseurs attribuent une nouvelle adresse Internet toutes les 24 heures, à partir d’une plage d’adresses qui leur a été assignée par l’IANA. Il en va de même pour l’arsenal quasi inépuisable d’adresses IPv6, qui n’est que partiellement libérées pour une utilisation normale. En outre, cet arsenal n’est pas seulement divisé en adresses privées et publiques, mais il se distingue par des possibilités de classification beaucoup plus polyvalentes dans ce que l’on nomme les domaines de validité et d’unicité (Address Scopes ou portée d’une adresse) :
Chaque fois qu’un paquet de données doit être envoyé via TCP/IP, la taille globale est automatiquement vérifiée. Si cette valeur est supérieure à l’unité de transmission maximale (MTU pour maximum transmission unit) de l’interface réseau respective, l’information est fragmentée, c’est-à-dire divisée en blocs de données plus petits. Cette tâche est exécutée soit par l’hôte expéditeur (IPv6) soit par un routeur intermédiaire (IPv4). Par défaut, le paquet est composé par le destinataire, qui accède aux informations de fragmentation stockées dans l’en-tête IP ou dans l’en-tête d’extension. Dans des cas exceptionnels, le réassemblage peut aussi être pris en charge par un pare-feu, si ce dernier est configuré en conséquence.
Etant donné que l’IPv6 ne prévoit généralement plus de fragmentation et ne permet plus la fragmentation du routeur, le paquet IP doit être de taille adéquate avant d’être envoyé. Si un routeur atteint un datagramme IPv6 qui dépasse l’unité de transmission maximale, il le rejette et en informe l’expéditeur sous la forme d’un message ICMPv6 de type 2 « Packet Too Big » (le paquet est trop volumineux). L’application d’envoi de données peut maintenant créer des paquets plus petits et non fragmentés ou bien initier la fragmentation. Ensuite, l’en-tête d’extension approprié est ajouté au paquet IP, ainsi l’hôte cible peut reconstituer les fragments individuels après réception.
La grande problématique de l’ancien protocole IPv4 résidait dans le manque de sécurité des trois piliers suivants : la confidentialité, l’authenticité et l’intégrité. Ce protocole déplorait certains manques, tels que l’identification de la source de données ou encore la sécurisation de leur transport. La famille de protocole IPv6 a été développée pour y remédier.
IPv6 est la toute dernière version de protocole Internet. Elle vise à dépasser les limites principales d’IPv4. En effet, la version précédente menaçait d’aboutir rapidement à une pénurie d’adresses IPv4 et gênait en violant les principes de bout en bout avec sa stricte séparation des IP publiques et privées. Voici un aperçu des fonctions d’IPv6, de ses différents types d’adresse et de leur...
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