IPv4 et IPv6 : explication des différences

Internet est un ensemble de milliards d'appareils connectés entre eux via différents réseaux. Tous ces appareils doivent être identifiables de manière unique pour faciliter la communication.

Cela se fait grâce aux adresses IP. IP signifie Internet Protocol. Qu'est-ce que le protocole Internet ?

Le protocole Internet régit le routage et l'adressage des données sur Internet.

L'adresse IP est l'un des composants du protocole Internet. Une adresse IP est un nombre décimal ou hexadécimal unique attribué à un appareil connecté à Internet. Tous les appareils connectés à Internet utilisent des adresses IP pour se trouver et se connecter.

Sans adresse IP, il est impossible d'interagir avec un appareil connecté à Internet. C'est pourquoi les adresses IP sont nécessaires.

Aujourd'hui, deux principaux types d'adresses IP sont utilisés: IPv4 et IPv6. IPv4 est la version la plus utilisée, la plus ancienne et la plus aboutie, tandis qu'IPv6 est la version la plus récente et la plus performante.

Naturellement, vous vous êtes peut-être demandé: "Pourquoi existe-t-il deux versions ?" et, plus important encore, "Quelles sont leurs différences ?" Nous allons répondre à ces deux questions dès maintenant.

Qu'est-ce que l'IPv4

Les adresses IPv4 sont des nombres décimaux de 32 bits. Leur format est composé de quatre segments de nombres compris entre 0 et 255, séparés par des points. Par exemple :

192.168.1.1

Il s'agit d'une adresse IPv4.

L'espace d'adressage IPv4, c'est-à-dire le nombre de combinaisons uniques pouvant être créées, est d'environ 4 milliards. Malheureusement, on compte bien plus de 4 milliards d'appareils sur Internet en raison de la prolifération des smartphones et des objets connectés.

Par conséquent, l'espace d'adressage IPv4 est épuisé, ce qui signifie qu'il est impossible d'attribuer une adresse IPv4 unique aux nouveaux appareils. Ces derniers doivent donc réutiliser les anciennes adresses dès qu'elles sont disponibles et recourir à des solutions imparfaites comme le NAT. Ce phénomène est appelé épuisement IPv4.

Qu'est-ce que l'IPv6 ?

Les adresses IPv6 constituent une autre tentative de gestion de l'espace d'adressage saturé d'IPv4. C'est pourquoi une adresse IPv6 est composée d'un nombre hexadécimal de 128 bits.

Les adresses IPv6 sont composées de huit segments appelés octets, chaque octet pouvant avoir une valeur hexadécimale comprise entre 0000 et FFFF. Chaque segment est séparé par un point-virgule. Voici à quoi ressemble une adresse IPv6 typique.

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

En IPv6, tous les octets contenant uniquement des zéros peuvent être masqués, ainsi que tous les zéros en début d'octet. L'exemple ci-dessus peut donc également ressembler à ceci.

2001:db8:85a3:8a2e:370:7334

L'espace d'adressage d'IPv6 est de 300 décillions. C'est un nombre astronomique d'adresses IP uniques.

Pourquoi IPv6 a-t-il été créé ?

IPv6 a été créé pour résoudre le problème de l'espace d'adressage limité d'IPv4. Voyons cela plus en détail.

Le dilemme de l'espace d'adressage IPv4 et la traduction d'adresses réseau

L'espace d'adressage IPv4 est entièrement utilisé. L'organisme responsable de l'attribution des adresses IP aux différents FAI (Ripe NCC) a déclaré qu'en novembre 2019, l'espace d'adressage IPv4 était officiellement épuisé.

Pour faire face à la réduction rapide de l'espace d'adressage, une technique appelée NAT (Network Address Translation) a été créée. Cette technique permet à plusieurs appareils d'utiliser la même adresse IP.

La technique NAT a été créée dans les années 1990, car l'épuisement de l'IPv4 était alors inévitable.

L'utilisation de la NAT a également créé ce que nous appelons aujourd'hui les adresses IP publiques et privées. Une adresse IP privée est attribuée à un seul appareil. Cependant, elle n'est pas partagée sur Internet. Elle est uniquement utilisée au sein d'un réseau interne. Ainsi, plusieurs appareils de différents réseaux peuvent avoir la même adresse IP privée.

L'adresse IP publique est attribuée à un point d'accès Internet (votre routeur domestique ou votre appareil Wi-Fi). Tous les appareils connectés à un point d'accès utiliseront son adresse IP publique pour se connecter au reste d'Internet.

Le point d'accès sait comment acheminer le trafic vers le bon appareil grâce à son adresse MAC. Il peut suivre toutes les requêtes de ressources Internet et l'appareil d'origine. Ainsi, tout le trafic entrant provenant d'une ressource Internet spécifique est automatiquement redirigé vers l'appareil d'origine.

Vous pouvez utiliser un outil en ligne pour vérifier votre adresse IP publique. Ces outils peuvent vérifier et vous signaler votre adresse IP publique. Dans une configuration NAT, l'utilisation de ces outils devrait renvoyer la même adresse IP pour tous les appareils.

Pour vérifier votre IP privée, vous devez utiliser des commandes système comme ipconfig dans l'invite de commande ou le terminal.

Les problèmes liés à NAT

Bien que NAT soit une solution, elle présente de nombreuses lacunes. Voici quelques-unes de ses faiblesses, qui nécessitent le passage à IPv6.

• Configuration complexe: La configuration et la gestion de NAT peuvent être complexes, en particulier pour les grands réseaux.
• Interruption de la communication directe: La NAT perturbe la communication de bout en bout, ce qui entraîne des problèmes de protocole (par exemple, applications VoIP ou P2P).
• Surcharge de performances: La NAT ajoute du traitement supplémentaire, ce qui peut ralentir les performances du réseau.
• Problèmes avec certains protocoles: Des protocoles comme IPsec et FTP nécessitent des procédures et des efforts supplémentaires pour fonctionner correctement avec NAT.
• IP publiques limitées: Le partage d'une même IP publique entre plusieurs appareils peut limiter le nombre de connexions simultanées.
• Appareils difficiles à tracer: Il est difficile de déterminer quel appareil interne est responsable Une action, car plusieurs appareils partagent une même adresse IP publique.
• Problèmes liés aux applications P2P: Les applications pair-à-pair peinent souvent à se connecter en raison des restrictions NAT.
• Défis liés aux services d'hébergement: Les services d'hébergement derrière NAT nécessitent des configurations complexes, comme la redirection de port.
• Une solution de sécurité peu performante: NAT masque les adresses IP internes, mais n'offre pas de réelles mesures de sécurité comme le chiffrement.

Comment IPv6 résout-il ces problèmes ?

Comme indiqué précédemment, l'espace d'adressage d'IPv6 est de 300 décillions. Cela représente 33 zéros après le chiffre 300. Voici à quoi cela ressemble :

300 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

C'est un espace d'adressage très vaste. En fait, il est suffisant pour fournir une adresse IP unique à tous les appareils sur Terre tout en conservant une grande marge. Cela signifie également qu'il n'est pas nécessaire de recourir à la NAT. Ainsi, avec IPv6, nous pouvons éviter tous les inconvénients liés à l'utilisation de la NAT.

Quelles sont les différences entre IPv4 et IPv6 ?

Maintenant que nous connaissons les bases d'IPv4 et d'IPv6, examinons leurs principales différences.

Nous connaissons déjà des aspects tels que les différences de format et d'espace d'adressage, nous les laisserons donc de côté.

Complexité des en-têtes

Comme tous les autres protocoles réseau, le protocole Internet (IP) utilise des en-têtes. Ces derniers fournissent des informations cruciales pour gérer la charge utile du protocole.

En IPv4, la taille de l'en-tête est nettement plus importante, ce qui implique que les routeurs doivent fournir plus d'efforts pour traiter les paquets IPv4. Voici quelques-uns des composants importants d'un en-tête IPv4.

• Il comporte douze champs
• Contient les adresses source et de destination, chaque adresse étant de 32 bits
• Définit la durée de vie (TTL) de chaque paquet
• Dispose d'une somme de contrôle d'en-tête pour la détection des erreurs
• Dispose de plusieurs options pour ajouter des fonctions, mais cela entraîne également une plus grande complexité.

IPv6, en revanche, possède des en-têtes beaucoup plus simples.

• Il ne comporte que huit champs.
• Aucun champ de somme de contrôle, car la gestion des erreurs est reléguée à une autre couche du modèle OSI.
• Aucun champ d'options. Pour ajouter des fonctions supplémentaires, des en-têtes d'extension sont utilisés.
• A des en-têtes de longueur fixe.

Fonctionnalités de sécurité

La sécurité fait désormais partie intégrante d'Internet, mais à l'origine, elle était une préoccupation secondaire.

IPv4 était par défaut peu sûr. IPsec a été créé ultérieurement pour chiffrer les paquets IP. Par conséquent, avec IPv4, IPsec doit être configuré manuellement.

IPv6, en revanche, intègre le chiffrement et l'authentification, ce qui le rend plus sûr par défaut.

Diffusion et multidiffusion

Les paquets IPv4 sont diffusés sur un réseau. La diffusion signifie qu'un signal est envoyé à tous les appareils d'un réseau, qu'ils soient destinés ou non à eux. Les appareils qui n'ont aucun lien avec les paquets en question les ignorent, tandis que les autres les utilisent.

La diffusion encombre le réseau en l'inondant de trafic inutile ; elle n'est donc pas une bonne solution.

Les paquets IPv6, en revanche, sont multicast et non broadcast. La multidiffusion diffère de la diffusion en ce qu'elle ne transmet les paquets qu'à certains appareils plutôt qu'à l'ensemble du réseau. C'est une solution plus efficace qui réduit la congestion du réseau.

Gestion de la fragmentation

La fragmentation des paquets consiste à diviser un paquet en plusieurs paquets plus petits (c'est-à-dire des fragments) afin de garantir leur transmission à un segment de réseau.

La fragmentation est nécessaire lorsque les segments de réseau ne peuvent pas gérer les paquets dépassant une certaine taille.

En IPv4, la fragmentation est gérée par les routeurs. Ils doivent gérer la fragmentation, ce qui engendre des retards.

En IPv6, c'est l'expéditeur qui gère la fragmentation. Il crée des paquets de taille optimale, évitant ainsi leur fragmentation. Cela réduit le traitement des routeurs, rendant le routage plus efficace et plus rapide.

Compatibilité

IPv4 et IPv6 ne sont pas compatibles. Il est impossible d'envoyer un paquet IPv6 sur un réseau IPv4 et inversement.

Cependant, comme IPv4 est beaucoup plus répandu, le trafic IPv6 doit pouvoir fonctionner sur ces réseaux.

Deux solutions sont actuellement utilisées :

• Double pile : les appareils exécutent simultanément IPv4 et IPv6.
• Tunneling : le trafic IPv6 est encapsulé dans des paquets IPv4 pour être envoyé sur un réseau IPv4.

Résumé IPv4 et IPv6

Conclusion

Voilà les différences entre IPv4 et IPv6. L'adoption d'IPv6 est de plus en plus courante ; il est donc judicieux de se renseigner à ce sujet. Les principaux obstacles à l'adoption d'IPv6 sont les coûts liés à la mise à niveau de l'infrastructure réseau pour activer la fonctionnalité IPv6. Cependant, dans quelques années, ce problème ne sera plus un problème, car les gouvernements et les FAI s'efforcent de remplacer les anciennes infrastructures. Ceci conclut notre discussion sur IPv4 et IPv6.