Vue d’ensemble du protocole Internet version 6 (IPv6)

2025-06-22

Le protocole Internet version 6 (IPv6) est une suite de protocoles standard pour la couche réseau d’Internet. IPv6 est conçu pour résoudre de nombreux problèmes de la version actuelle de la suite de protocole Internet (appelée IPv4) sur l’épuisement, la sécurité, la configuration automatique, l’extensibilité, et ainsi de suite. IPv6 étend les fonctionnalités d’Internet pour permettre de nouveaux types d’applications, notamment les applications homologue à pair et mobile. Voici les principaux problèmes du protocole IPv4 actuel :

Épuisement rapide de l’espace d’adressage.

Cela a conduit à l’utilisation des traducteurs d’adresses réseau (NAT) qui mappent plusieurs adresses privées à une seule adresse IP publique. Les principaux problèmes créés par ce mécanisme sont la surcharge de traitement et le manque de connectivité de bout en bout.
Absence de prise en charge de la hiérarchie.

En raison de son organisation de classe prédéfinie inhérente, IPv4 ne dispose pas d’une prise en charge hiérarchique réelle. Il est impossible de structurer les adresses IP d’une manière qui mappe réellement la topologie du réseau. Cette faille de conception cruciale crée la nécessité pour les tables de routage volumineuses de remettre des paquets IPv4 à n’importe quel emplacement sur Internet.
Configuration réseau complexe.

Avec IPv4, les adresses doivent être affectées statiquement ou à l’aide d’un protocole de configuration tel que DHCP. Dans une situation idéale, les hôtes ne doivent pas s’appuyer sur l’administration d’une infrastructure DHCP. Au lieu de cela, ils peuvent se configurer en fonction du segment réseau dans lequel ils se trouvent.
Absence d’authentification intégrée et de confidentialité.

IPv4 ne nécessite aucune prise en charge d’un mécanisme qui fournit l’authentification ou le chiffrement des données échangées. Cela change avec IPv6. La sécurité ipSec (Internet Protocol Security) est une exigence de prise en charge IPv6.

Une nouvelle suite de protocoles doit satisfaire aux exigences de base suivantes :

Routage à grande échelle et adressage avec une faible surcharge.
Configuration automatique pour différentes situations de connexion.
Authentification intégrée et confidentialité.

Adressage IPv6

Avec IPv6, les adresses sont de 128 bits de long. Une raison pour laquelle un espace d’adressage de grande taille consiste à subdiviser les adresses disponibles dans une hiérarchie de domaines de routage qui reflètent la topologie d’Internet. Une autre raison est de mapper les adresses des cartes réseau (ou interfaces) qui connectent des appareils au réseau. IPv6 offre une capacité inhérente à résoudre les adresses au niveau le plus bas, qui se trouve au niveau de l’interface réseau, et possède également des fonctionnalités de configuration automatique.

Représentation de texte

Voici les trois formes conventionnelles utilisées pour représenter les adresses IPv6 sous forme de chaînes de texte :

Forme hexadécimale deux-points :

Il s’agit du formulaire n:n:n:n:n:n:n:npréféré . Chacune n représente la valeur hexadécimale de l’un des huit éléments 16 bits de l’adresse. Par exemple : 3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:BA98:3210:4562.
Formulaire compressé :

En raison de la longueur de l’adresse, il est courant d’avoir des adresses contenant une longue chaîne de zéros. Pour simplifier l’écriture de ces adresses, utilisez le formulaire compressé, dans lequel une seule séquence contiguë de 0 blocs est représentée par un symbole à deux-points (::). Ce symbole ne peut apparaître qu’une seule fois dans une adresse. Par exemple, l’adresse FFED:0:0:0:0:BA98:3210:4562 de multidiffusion sous forme compressée est FFED::BA98:3210:4562. L’adresse 3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0 de monodiffusion sous forme compressée est 3FFE:FFFF::8:800:20C4:0. L’adresse 0:0:0:0:0:0:0:1 de bouclage sous forme compressée est ::1. L’adresse 0:0:0:0:0:0:0:0 non spécifiée sous forme compressée est ::.
Formulaire mixte :

Ce formulaire combine des adresses IPv4 et IPv6. Dans ce cas, le format d’adresse est n:n:n:n:n:n:d.d.d.d, où chaque n représente les valeurs hexadécimales des six éléments d’adresse 16 bits de l’ordre élevé IPv6, et chaque d représente la valeur décimale d’une adresse IPv4.

Types d’adresses

Les bits de début de l’adresse définissent le type d’adresse IPv6 spécifique. Le champ de longueur variable contenant ces bits de début est appelé préfixe de format (FP).

Une adresse monodiffusion IPv6 est divisée en deux parties. La première partie contient le préfixe d’adresse et la deuxième partie contient l’identificateur d’interface. Un moyen concis d’exprimer une combinaison adresse/préfixe IPv6 est le suivant : ipv6-address/prefix-length.

Voici un exemple d’adresse avec un préfixe 64 bits.

3FFE:FFFF:0:CD30:0:0:0:0/64.

Le préfixe de cet exemple est 3FFE:FFFF:0:CD30. L’adresse peut également être écrite sous forme compressée, comme 3FFE:FFFF:0:CD30::/64.

IPv6 définit les types d’adresses suivants :

Adresse de monodiffusion :

Identificateur d’une seule interface. Un paquet envoyé à cette adresse est remis à l’interface identifiée. Les adresses de monodiffusion sont distinguées des adresses de multidiffusion par la valeur de l’octet de classement élevé. L’octet à ordre élevé des adresses de multidiffusion a la valeur hexadécimale FF. Toute autre valeur de cet octet identifie une adresse de monodiffusion. Voici différents types d’adresses de monodiffusion :
- Adresses locales de liaison :
  
  Ces adresses sont utilisées sur un lien unique et ont le format suivant : FE80::*InterfaceID*. Les adresses locales de liaison sont utilisées entre les nœuds d’un lien pour la configuration de l’adresse automatique, la découverte de voisins ou lorsqu’aucun routeur n’est présent. Une adresse locale de lien est utilisée principalement au démarrage et lorsque le système n’a pas encore acquis d’adresses de plus grande étendue.
- Adresses locales de site :
Ces adresses sont utilisées sur un site unique et ont le format suivant : FEC0::*SubnetID*:*InterfaceID*. Les adresses locales du site sont utilisées pour l’adressage à l’intérieur d’un site sans avoir besoin d’un préfixe global.
- Adresses unicast IPv6 globales :
Ces adresses peuvent être utilisées sur Internet et ont le format suivant : *GlobalRoutingPrefix*::*SubnetID*:*InterfaceID*.
Adresse de multidiffusion :

Identificateur d’un ensemble d’interfaces (généralement appartenant à différents nœuds). Un paquet envoyé à cette adresse est remis à toutes les interfaces identifiées par l’adresse. Les types d’adresses multidiffusion remplacent les adresses de diffusion IPv4.
Adresse anycast :

Identificateur d’un ensemble d’interfaces (généralement appartenant à différents nœuds). Un paquet envoyé à cette adresse est remis à une seule interface identifiée par l’adresse. Il s’agit de l’interface la plus proche identifiée par les métriques de routage. Les adresses anycast sont extraites de l’espace d’adressage unicast et ne sont pas distinguées de manière syntactique. L’interface adressée effectue la distinction entre la monodiffusion et les adresses anycast en fonction de sa configuration.

En général, un nœud a toujours une adresse locale de liaison. Il peut avoir une adresse locale de site et une ou plusieurs adresses globales.

Routage IPv6

Un mécanisme de routage flexible est un avantage d’IPv6. En raison de la façon dont les ID réseau IPv4 ont été alloués et sont alloués, les tables de routage volumineuses doivent être gérées par les routeurs qui se trouvent sur les épines principales d’Internet. Ces routeurs doivent connaître tous les itinéraires pour transférer des paquets potentiellement dirigés vers n’importe quel nœud sur Internet. Grâce à sa capacité à agréger des adresses, IPv6 permet une adressage flexible et réduit considérablement la taille des tables de routage. Dans cette nouvelle architecture d’adressage, les routeurs intermédiaires doivent suivre uniquement la partie locale de leur réseau pour transférer les messages de manière appropriée.

Découverte des voisins

Certaines des fonctionnalités fournies par la découverte de voisins sont les suivantes :

Découverte du routeur : Cela permet aux hôtes d’identifier les routeurs locaux.
Résolution d’adresses : Cela permet aux nœuds de résoudre une adresse de couche de liens pour une adresse de tronçon suivant correspondante (remplacement du protocole de résolution d’adresses [ARP]).
Configuration automatique de l’adresse : Cela permet aux hôtes de configurer automatiquement des adresses locales et globales de site.

La découverte de voisins utilise le protocole IPv6 (Internet Control Message Protocol) pour les messages ICMPv6 qui incluent :

Publicité du routeur : Envoyé par un routeur sur une base pseudo-périodique ou en réponse à une sollicitation de routeur. Les routeurs IPv6 utilisent des publicités de routeur pour publier leur disponibilité, leurs préfixes d’adresse et d’autres paramètres.
Sollicitation du routeur : Envoyé par un hôte pour demander que les routeurs sur le lien envoient immédiatement une publicité de routeur.
Sollicitation des voisins : Envoyé par des nœuds pour la résolution d’adresses, la détection d’adresses en double ou pour vérifier qu’un voisin est toujours accessible.
Annonce voisine : Envoyé par des nœuds pour répondre à une sollicitation de voisin ou avertir les voisins d’une modification de l’adresse de la couche de liaison.
Rediriger: Envoyé par des routeurs pour indiquer une meilleure adresse de tronçon suivant vers une destination particulière pour un nœud d’envoi.

Configuration automatique IPv6

Un objectif important pour IPv6 est de prendre en charge node Plug-and-Play. Autrement dit, il doit être possible de brancher un nœud dans un réseau IPv6 et de le configurer automatiquement sans intervention humaine.

Types de configuration automatique

IPv6 prend en charge les types de configuration automatique suivants :

Configuration automatique avec état :

Ce type de configuration nécessite un certain niveau d’intervention humaine, car il a besoin d’un protocole de configuration d’hôte dynamique pour le serveur IHCPv6 (DHCPv6) pour l’installation et l’administration des nœuds. Le serveur DHCPv6 conserve une liste de nœuds auxquels il fournit des informations de configuration. Il conserve également les informations d’état afin que le serveur sache combien de temps chaque adresse est en cours d’utilisation et quand il peut être disponible pour la réaffectation.
Configuration automatique sans état :

Ce type de configuration convient aux petites organisations et aux individus. Dans ce cas, chaque hôte détermine ses adresses à partir du contenu des publicités de routeur reçues. À l’aide de la norme IEEE EUI-64 pour définir la partie ID réseau de l’adresse, il est raisonnable de supposer l’unicité de l’adresse hôte sur le lien.

Quelle que soit la façon dont l’adresse est déterminée, le nœud doit vérifier que son adresse potentielle est unique au lien local. Pour ce faire, envoyez un message de sollicitation voisin à l’adresse potentielle. Si le nœud reçoit une réponse, il sait que l’adresse est déjà utilisée et doit déterminer une autre adresse.

Mobilité IPv6

La prolifération des appareils mobiles a introduit une nouvelle exigence : un appareil doit pouvoir modifier arbitrairement les emplacements sur Internet IPv6 et conserver les connexions existantes. Pour fournir cette fonctionnalité, un nœud mobile reçoit une adresse d’accueil à laquelle elle peut toujours être atteinte. Lorsque le nœud mobile est à la maison, il se connecte au lien d’accueil et utilise son adresse d’accueil. Lorsque le nœud mobile est absent de la maison, un agent domestique, qui est généralement un routeur, relaye les messages entre le nœud mobile et les nœuds avec lesquels il communique.

Désactiver ou activer IPv6

Pour utiliser le protocole IPv6, vérifiez que vous exécutez une version du système d’exploitation qui prend en charge IPv6 et vérifiez que le système d’exploitation et les classes réseau sont correctement configurés.

Étapes de configuration

Le tableau suivant répertorie différentes configurations

IPv6 du système d’exploitation activé ?	Code IPv6 activé ?	Descriptif
❌ Non	❌ Non	Peut analyser des adresses IPv6.
❌ Non	✔️ Oui	Peut analyser des adresses IPv6.
✔️ Oui	❌ Non	Peut analyser les adresses IPv6 et résoudre les adresses IPv6 à l’aide de méthodes de résolution de noms non marquées comme obsolètes.
✔️ Oui	✔️ Oui	Peut analyser et résoudre les adresses IPv6 à l’aide de toutes les méthodes, y compris celles marquées comme obsolètes.

IPv6 est activé par défaut. Pour configurer ce commutateur dans une variable d’environnement, utilisez la variable d’environnement DOTNET_SYSTEM_NET_DISABLEIPV6 . Pour plus d’informations, consultez les variables d’environnement .NET : DOTNET_SYSTEM_NET_DISABLEIPV6.