IPv4 vs IPv6 : Quelle est la différence et pourquoi c'est important
Depuis environ 10 ans, c’est l’année où IPv6 va se généraliser. Cela ne s’est pas encore produit. Par conséquent, il y a peu de connaissance répandue de ce qu’est IPv6, comment l’utiliser, ou pourquoi il est inévitable.
Qu’est-ce qui ne va pas avec IPv4 ?
Nous utilisons IPv4 depuis que RFC 791 a été publié en 1981. À l’époque, les ordinateurs étaient gros, coûteux et rares. IPv4 avait prévu 4 milliards d’adresses IP, ce qui semblait être un nombre énorme par rapport au nombre d’ordinateurs.
Malheureusement, les adresses IP ne sont pas utilisées par conséquent. Il y a des lacunes dans la résolution. Par exemple, une entreprise peut avoir un espace d’adressage de 254 (2^8-2) adresses et n’en utiliser que 25.
Les 229 autres sont réservés à une expansion future. Ces adresses ne peuvent être utilisées par personne d’autre, en raison de la façon dont les réseaux acheminent le trafic. Par conséquent, ce qui semblait être un grand nombre en 1981 est en fait un petit nombre en 2022.
L’Internet Engineering Task Force (IETF) a reconnu ce problème au début des années 1990 et a mis au point deux solutions : les routeurs de domaine Internet sans classe (CIDR) et les adresses IP privées.
Avant l’invention de CIDR, vous pouviez obtenir l’une des trois tailles de réseau : 24 bits (16 777 214 adresses), 20 bits (1 048 574 adresses) et 16 bits (65 534 adresses). Une fois que CIDR a été inventé, il a été possible de diviser des réseaux en sous-réseaux.
Ainsi, par exemple, si vous avez besoin de 5 adresses IP, votre FAI vous donnerait un réseau avec une taille de 3 bits qui vous donnerait 6 adresses IP. Cela permettrait donc à votre FAI d’utiliser les adresses plus efficacement.
Les adresses IP privées vous permettent de créer un réseau où chaque machine du réseau peut facilement se connecter à une autre machine sur Internet, mais où il est très difficile pour une machine sur Internet de se reconnecter à votre machine.
Votre réseau est privé et caché. Votre réseau peut être très grand, 16 777 214 adresses, et vous pouvez sous-réseauter votre réseau privé dans des réseaux plus petits afin de pouvoir gérer facilement vos propres adresses.
Vous utilisez probablement une adresse privée en ce moment. Vérifiez votre propre adresse IP : si elle est dans la plage de 10.0.0.0 – 10.255.255.255 ou 172.16.0.0 – 172.31.255.255 ou 192.168.0.0 – 192.168.255.255, alors vous utilisez une adresse IP privée. Ces deux solutions ont contribué à prévenir les catastrophes, mais il s’agissait de mesures provisoires et le moment du jugement est maintenant venu.
Un autre problème avec IPv4 est que l’en-tête IPv4 était de longueur variable. C’était acceptable lorsque le routage était effectué par logiciel. Mais maintenant les routeurs sont construits avec du matériel, et le traitement des en-têtes de longueur variable dans le matériel est difficile.
Les gros Routeurs qui permettent aux paquets d’aller partout dans le monde ont des problèmes pour faire face à la charge. De toute évidence, un nouveau schéma était nécessaire avec des en-têtes de longueur fixe.
Pourtant, un autre problème avec IPv4 est que, lorsque les adresses ont été attribuées, Internet était une invention américaine. Les adresses IP pour le reste du monde sont fragmentées. Un schéma était nécessaire pour permettre aux adresses d’être agrégées quelque peu par géographie afin que les tables de routage puissent être réduites.
Encore un autre problème avec l’IPv4, et cela peut sembler surprenant, est qu’il est difficile de configurer, et difficile de changer. Cela peut ne pas être évident pour vous, car votre routeur s’occupe de tous ces détails pour vous. Mais les problèmes pour votre FAI les rendent fous.
Tous ces problèmes sont entrés en ligne de compte pour la prochaine version d’Internet.
Caractéristiques d’IPv6
L’IETF a dévoilé la prochaine génération de propriété intellectuelle en décembre 1995. La nouvelle version s’appelait IPv6 parce que le nombre 5 avait été attribué à autre chose par erreur.
Certaines des fonctionnalités d’IPv6 incluses.
- Adresses 128 bits (3.402823669×10³⁸ adresses)
- Schéma d’agrégation logique d’adresses
- En-têtes de longueur fixe
- Un protocole pour configurer et reconfigurer automatiquement votre réseau.
Regardons ces fonctionnalités une par une :
Adresses IPv6
La première chose que tout le monde remarque à propos d’IPv6 est que le nombre d’adresses est énorme. Pourquoi tant ? La réponse est que les concepteurs étaient préoccupés par l’organisation inefficace des adresses, de sorte qu’il y a tellement d’adresses disponibles que nous pourrions allouer de manière inefficace afin d’atteindre d’autres objectifs.
Donc, si vous voulez construire votre propre réseau IPv6, il y a de fortes chances que votre FAI vous donne un réseau de 64 bits (1.844674407×10¹⁹ adresses) et vous permette de sous-réseauter cet espace au contenu de votre cœur.
Agrégation d’adresses IPv6
Avec tant d’adresses à utiliser, l’espace d’adressage peut être alloué rarement afin d’acheminer des paquets efficacement. Ainsi, votre FAI obtient un espace réseau de 80 bits. De ces 80 bits, 16 d’entre eux sont pour les sous-réseaux de l’ISP, et 64 bits sont pour les réseaux du client. Ainsi, le FAI peut avoir 65 534 réseaux.
Cependant, cette allocation d’adresse n’est pas coulée dans la pierre, et si l’ISP veut de plus petits réseaux, il peut le faire (bien que probablement l’ISP demanderait probablement simplement un autre espace de 80 bits).
Les 48 bits supérieurs sont encore divisés, de sorte que les FAI qui sont « proches » les uns des autres aient des plages d’adresses réseau semblables, pour permettre aux réseaux d’être agrégés dans les tables de routage.
En-tête de longueur fixe IPv6
Un en-tête IPv4 a une longueur variable. Un en-tête IPv6 a toujours une longueur fixe de 40 octets. Dans IPv4, des options supplémentaires ont entraîné une augmentation de la taille de l’en-tête. Dans IPv6, si des informations supplémentaires sont nécessaires, ces informations supplémentaires sont stockées dans les en-têtes d’extension, qui suivent l’en-tête IPv6 et ne sont généralement pas traitées par les Routeurs, mais plutôt par le logiciel à la destination.
Un des champs dans l’en-tête d’IPv6 est l’écoulement. Un écoulement est un nombre de 20 bits qui est créé pseudo-aléatoirement, et il le rend plus facile pour que les Routeurs acheminent des paquets. Si un paquet a un écoulement, alors le routeur peut employer ce nombre d’écoulement comme index dans une table, qui est rapide, plutôt qu’une recherche de table, qui est lente. Cette fonctionnalité rend l’IPv6 très facile à acheminer.
Configuration automatique d’IPv6
Dans IPv6, lorsqu’une machine démarre pour la première fois, elle vérifie le réseau local pour voir si une autre machine utilise son adresse. Si l’adresse n’est pas utilisée, la machine recherche ensuite un routeur IPv6 sur le réseau local.
S’il trouve le routeur, alors il demande au routeur une adresse IPv6 à utiliser. Maintenant, la machine est configurée et prête à communiquer sur Internet - elle a une adresse IP pour elle-même et elle a un routeur par défaut.
Si le routeur doit descendre, alors les ordinateurs sur le réseau détecteront le problème et répéteront le processus de recherche d’un routeur d’IPv6, pour trouver le routeur de sauvegarde. C’est en fait difficile à faire dans IPv4.
De même, si le routeur veut changer le schéma d’adressage sur son réseau, il peut. Les machines interrogent le routeur de temps en temps et changent automatiquement leurs adresses. Le routeur prendra en charge les anciennes et les nouvelles adresses jusqu’à ce que toutes les machines soient passées à la nouvelle configuration.
La configuration automatique d’IPv6 n’est pas une solution complète. Il y a d’autres choses dont une machine a besoin pour utiliser Internet efficacement : serveurs de noms, serveurs de temps et peut-être un serveur de fichiers.
Il y a donc dhcp6 qui fait la même chose que dhcp, seulement parce que la machine démarre dans un état routable, un démon dhcp peut entretenir un grand nombre de réseaux.
IPv6 remplacera-t-il un jour IPv4 ?
Donc, si IPv6 est tellement meilleur que IPv4, pourquoi l’adoption n’a-t-elle pas été plus répandue (en mars 2023, Google estime que son trafic IPv6 est d’environ 39-43% de son trafic total) ?
Le problème fondamental est de savoir qui vient en premier, la poule ou l’œuf ? Quelqu’un qui exécute un serveur veut que le serveur soit aussi largement disponible que possible, ce qui signifie qu’il doit avoir une adresse IPv4.
Il pourrait également avoir une adresse IPv6, mais peu de gens l’utiliseraient et vous devez changer un peu votre logiciel pour s’adapter à IPv6. De plus, de nombreux routeurs réseau domestiques ne prennent pas en charge IPv6.
Beaucoup d’ISP ne prennent pas en charge IPv6. J’ai demandé à mon FAI à ce sujet, et on m’a dit qu’ils le fourniront lorsque les clients le demanderont. J’ai donc demandé combien de clients l’avaient demandé. Un, y compris moi.
En revanche, tous les principaux systèmes d’exploitation, Windows, OS X et Linux prennent en charge IPv6 « hors de la boîte » et le sont depuis des années. Les systèmes d’exploitation ont même un logiciel qui permettra aux paquets IPv6 de « tunnel » dans IPv4 à un point où les paquets IPv6 peuvent être retirés du paquet IPv4 environnant et envoyés sur leur chemin.
Conclusion
IPv4 nous a bien servis pendant longtemps. IPv4 a quelques limitations qui vont présenter des problèmes insurmontables dans un proche avenir.
IPv6 résoudra ces problèmes en modifiant la stratégie d’attribution des adresses, en apportant des améliorations pour faciliter le routage des paquets et en facilitant la configuration d’une machine lorsqu’elle rejoint le réseau pour la première fois.
Cependant, l’acceptation et l’utilisation d’IPv6 ont été lentes, car le changement est difficile et coûteux. La bonne nouvelle est que tous les systèmes d’exploitation prennent en charge IPv6, donc lorsque vous êtes prêt à effectuer le changement, votre ordinateur aura besoin de peu d’efforts pour convertir au nouveau schéma.