L’unicast : une connexion ciblée point à point

La tech­no­lo­gie de réseau s’appuie sur plusieurs méthodes per­met­tant de trans­mettre un message d’un émetteur vers un ou plusieurs des­ti­na­taires. Le principe du broadcast consiste à envoyer les données à tous les or­di­na­teurs d’un même réseau, tandis que l’unicast cible l’envoi vers un seul des­ti­na­taire. Le multicast fonc­tionne un peu de la même manière, bien que le message soit dans ce cas envoyé à plusieurs des­ti­na­taires spé­ci­fiques. Que faut-il donc com­prendre par unicast, et en quoi l’unicast est-il différent du multicast ?

Ce principe est in­dé­pen­dant de la forme de la com­mu­ni­ca­tion : pour pouvoir s’adresser à un quel­conque in­ter­lo­cu­teur, il est important de savoir comment on peut s’adresser à lui. Son nom, son numéro de téléphone et son adresse postale sont autant d'in­for­ma­tions pouvant nous aider à joindre le bon cor­res­pon­dant. Il en va de même avec la tech­no­lo­gie des réseaux. Dans ce contexte, on aura besoin de l’adresse IP et l’adresse MAC pour iden­ti­fier le des­ti­na­taire.

Dans le modèle OSI, on situe l’unicast au niveau de la couche-réseau 3 car elle re­pré­sente une partie du routage. L’in­for­ma­tion à trans­mettre (que ce soit des emails, des fichiers ou tout sim­ple­ment la con­sul­ta­tion d’une page Internet) est ajoutée dans un en-tête où sont également insérées les pro­prié­tés de l’adresse. Jusque-là, le processus est d’une grande sim­pli­cité. L’en-tête renferme l’adresse réseau du des­ti­na­taire des données. Le paquet est alors envoyé di­rec­te­ment vers cette cible.

La com­mu­ni­ca­tion ne se fait cependant pas toujours au sein d’un réseau fermé, dans lequel le routeur est capable d’atteindre n’importe quel point en mode direct. L’unicast est cependant possible entre plusieurs (sous-) réseaux. On utilise pour cela la tech­no­lo­gie de routage IP. Cette tech­no­lo­gie permet de s’assurer que chaque nœud comprend par­fai­te­ment la direction que doit prendre le paquet de données pour parvenir au des­ti­na­taire. Pour cela, les routeurs (nœuds de réseau) utilisent des tables de routage. Pour établir ces tables de routage, on s’appuie sur le protocole OSPF et le protocole RIPv2.

Con­trai­re­ment aux adresses IPv4 encore largement utilisées, le nouveau protocole IPv6 a prévu une par­ti­cu­la­rité pour l’unicast. Il a réservé certaines plages d’adresses pour dif­fé­rents types de com­mu­ni­ca­tion. Les adresses multicast se situent dans d’autres plages d’adresses que les adresses unicast. On fait par ailleurs une dis­tinc­tion entre plusieurs types d’adresses unicast, in­tro­duites au moyen d’un préfixe au début de l’adresse.

Les adresses de type lien-local désignent des réseaux fermés. Dans ce cas, on n’a pas besoin de rediriger les données vers d’autres réseaux au moyen d’un routeur. La plage fe80::/10 est réservée à cet effet. Les 10 premiers bits de l'adresse cons­ti­tuent le préfixe. Viennent ensuite 64 bits, tous con­fi­gu­rés en 0. L’adresse se termine par une plage longue de 54 bits. On y trouve l’ID d’interface qui permet d’iden­ti­fier le client de manière univoque au sein du réseau local.

À la dif­fé­rence des adresses uniques locales, un unicast unique local (Unique Local Unicast) peut être redirigé au moyen d’un routeur. Ces adresses sont cependant assignées en interne en une seule fois (dans une plage du réseau pré­dé­fi­nie, par exemple dans le réseau d’une grosse en­tre­prise). L’Internet En­gi­nee­ring Task Force (IETF) a réservé à cet effet la plage fc00::/7. Pour l’instant, seule la partie fd00::/8 a été con­crè­te­ment assignée à l’unicast unique local. En ce qui concerne la plage fc00:/8, rien n’a encore été décidé. Le préfixe est suivi d’une partie de 40 bits, dans laquelle est contenu un ID de site, généré de manière aléatoire. La fin est marquée par un ID de sous-réseau long de 16 bits.

Grâce à l’adressage unicast global, il est possible, même avec IPv6, d’envoyer des unicasts par Internet dans le monde entier. Les adresses sont assignées glo­ba­le­ment en une seule fois. Il est ainsi possible de joindre quelqu’un de façon par­fai­te­ment ciblée. C’est quasiment toujours le cas pour une adresse IPv6. On désigne la première partie de l’adresse comme étant le préfixe de site ou topologie publique. Elle dépend du four­nis­seur d’accès à Internet. Viennent ensuite des in­for­ma­tions qui cor­res­pon­dent au sous-réseau et au client pro­pre­ment dit. Comme pour les sous-réseaux, il n’est possible d’assigner qu’une seule fois la dernière partie de l’adresse (ID d’interface). C’est la seule manière de garantir qu’un unicast arrivera à la bonne des­ti­na­tion.

Les deux types de com­mu­ni­ca­tion unicast et multicast ont des si­mi­li­tudes, surtout si on les compare au broadcast. Le broadcast est envoyé à une adresse réservée à cet effet. Tous les par­ti­ci­pants du réseau en prennent con­nais­sance et peuvent réagir au paquet de données. Unicast et multicast sont quant à eux orientés vers des cibles spé­ci­fiques ; les autres par­ti­ci­pants du réseau n’ont aucune vision sur ces données et ne réa­gis­sent donc pas à leur émission.

Unicast et multicast diffèrent es­sen­tiel­le­ment par le fait que l’unicast est envoyé à un seul des­ti­na­taire, tandis qu’un multicast permet d’adresser des données vers tout un groupe de cibles. Le multicast n’est pas pour autant un ensemble de plusieurs unicasts. L’émission se fait cependant au moyen d’une adresse multicast. Celle-ci permet la re­di­rec­tion des données grâce à un routeur ou un serveur, vers tous les membres du groupe multicast. Ce groupe doit donc exister avant même le transfert des données. Il ne peut pas être défini au moment de l’envoi par l'in­ter­mé­diaire d’un nœud source.

L’avantage d’un multicast par rapport à un unicast multiple, c’est à dire un transfert vers plusieurs adresses unicast, c’est que le paquet de données n’est envoyé qu’une seule fois. Si l’on a recours à plusieurs unicasts, le paquet est renvoyé plusieurs fois sur le réseau. Le multicast n’envoie le paquet qu’une seule fois. Pour éco­no­mi­ser la bande passante, les données ne sont mul­ti­pliées qu’une fois arrivées au niveau de la liste de diffusion. C’est la raison pour laquelle on apprécie le multicast pour faire du streaming-mul­ti­mé­dia. On a dans ce cas un groupe important de clients qui sol­li­ci­tent les mêmes données. Il est alors pratique de ne les émettre qu’une seule fois. Si l’on envoyait les mêmes données par unicast à tous ces des­ti­na­taires en même temps, on aurait des pertes de débit sig­ni­fi­ca­tives.