un très bref comparatif IP v4 et v6

On me demande régulièrement les différences entre le protocole internet version 4 et son remplaçant en version 6. Je vais donc vous inventorier quelques différences sans prétention d'exhaustivité ni de vulgarisation.

On notera tout d'abord qu'IPv4 date du début des années 80 à une époque où il devait encore y avoir des cartes perforées sur les bureaux des analyses et des pupitreurs. Le protocole montre ses limites aujourd'hui en terme de fonctionnalités.

Différentes caractéristiques

Le tableau suivant récapitule, selon moi, les principales différences entre les deux versions :

Propriété	IPv4	IPv6
Taille d'adresse	32 bits	128 bits
dont réseau	8 à 30 bits	64 bits
Taille de l'en-tête	20-60 octets	40 octets
Options d'en-têtes	limitées à quelques unes	illimitées
Fragmentation	Envoyeur et intermédiaire	Envoyeur uniquement
MTU mini	576 octets	1280 octets
Découverte du MTU	Optionnelle, rarement utilisée	Recommandée
Adressage	souvent une adresse par équipement	plusieurs adresses par interfaces
Types d'adresses	Unicast, multicast, broadcast	Unicast, multicast, anycast
Configuration	Manuellement ou configuration par DHCP	Les équipements se configurent par eux-même (stateless) ou DHCP

Espace d'adressage :

Outre un espace d'adressage bien plus grand (32 bits deviennent 128 bits), on notera que la taille du réseau est fixe à 64 bits. En effet, les 64 derniers bits servent toujours à adresser une interface (physique ou logique) d'un équipement. Les 64 premiers bits indiquent toujours le réseau qui est lui même segmenté en un préfix réseau et un identifiant de sous-réseau. On peut alors représenter une adresse sous la forme suivante :

Allocation du préfixe réseau :

Le préfixe réseau attribué aux adresses unicast par l'IANA est 2002:/3 duquel différents réseaux sont attribués au registres régionaux. On trouvera à l'adresse http://www.iana.org/assignments/ipv6-unicast-address-assignments/ipv6-unicast-address-assignments.xml les allocations en cours.

Le processus d'allocation de réseau est, en 2010, le suivant :

• L'IANA attribue un /12 au registre régional
• Le registre attribue des /32 aux FAI
• Le FAI attribue des /48 à ses clients

Registre régional et FAI pratiquent généralement la sur-réservation. Ainsi, si un FAI ou un client demande un bloc supplémentaire, il sera possible de lui en assigner un contigu. Ce principe "gaspille" des adresses mais permettra sûrement de maintenir l'agrégation de route et donc de réduire les tables de routages sur internet.

Configuration des équipements

Un point amusant, c'est que la configuration d'un équipement réseau est automatique. Tout d'abord, pour chacune de ses interfaces, le mécanisme EUI-64 permet d'obtenir une adresse d'hôte (les 64 derniers bits) unique, car basée sur l'adresse MAC de l'interface réseau.

L'équipement envoi une demande sur son réseau ("Router Sollicitation") et le routeur répond avec un message "Router Advertisement". Ce message contient un préfixe IPv6, soit les 64 premiers bits.

Le client n'a plus qu'à concaténer son adresse et le préfixe pour obtenir une connectivité IPv6 !

L'intérêt immédiat est pour la renumérotation de réseaux, elle peut maintenant être réalisée de manière centrale par simple propagation du nouveau préfixe réseau.

Routage

Le routage ne présente rien de bien particulier. Bien sur l'espace d'adressage permet d'agréger les réseaux ce qui ne manquera pas de réduire le nombre de routes annoncées dès que le réseau est un peu important.

Le routage dynamique est similaire à celui d'IPv4, on utilise simplement une version à jour du protocole mais les principes restent strictement identiques. Nous avons donc :

• RIPng
• OPSF v3
• IS-ISv6
• MP-BGP

Chacun ayant bien sûr ses propres avantages et applications mais cela dépasse l'objet de ce billet déjà fort long.

Pour aller plus loin

Les universitaires français sont impliqués dans IPv6 depuis de nombreuses années et ont déjà une bonne expérience pratique du déploiement d'IPv6. On trouvera donc facilement une documentation abondante, des retours d'expériences et pourquoi pas un coup de main.

Quelques pistes pour démarrer :

• « Guidelines for the secure deployment of IPv6 » (2,3Mo), en anglais. C'est une véritable bible rédigée par le National Institute of Standards and Technology. Bien qu'à l'état de brouillon (draft), ce document vous servira  de référence.
• Association G6 dont le but a été de déployer IPv6 sur le réseau national de télécommunications pour la technologie, l'enseignement et la recherche (RENATER).
• IPv6 Task Force dont le but est de regrouper divers acteurs du monde du réseau afin de sensibiliser et d'aider au déploiement d'IPv6
• OSIRIS projet de déploiement de l'université de Strasbourg. 
• Stéphane Bortzmeyer a écrit de nombreuses fiches de lectures en français sur les RFC IPv6

Pour conclure, si vous cherchez un FAI IPv6 en France, Sixxs tiens une liste à jour. C'est peut être le moment de changer d'opérateur ?