L'IPv6 () est un protocole réseau sans connexion proche de la couche 3 du modèle OSI (Open Systems Interconnection).
IPv6 est l'aboutissement des travaux menés au sein de l'IETF au cours des années 1990 pour succéder à IPv4 et ses spécifications ont été finalisées dans la en . IPv6 a été standardisé dans la le 14 .
Grâce à des adresses de au lieu de , IPv6 dispose d'un espace d'adressage bien plus important qu'IPv4 (plus de 340 sextillions, ou , soit près de de fois plus que le précédent). Cette quantité d'adresses considérable permet une plus grande flexibilité dans l'attribution des adresses et une meilleure agrégation des routes dans la table de routage d'Internet. La traduction d'adresse, qui a été rendue populaire par le manque d'adresses IPv4, n'est plus nécessaire. Pour avoir une idée à l'échelle humaine, on pourrait adresser chaque grain de sable sur la Terre, plusieurs fois.
IPv6 dispose également de mécanismes d'attribution automatique des adresses et facilite la renumérotation. La taille du sous-réseau, variable en IPv4, a été fixée à 64 bits en IPv6. Les mécanismes de sécurité comme IPsec font partie des spécifications de base du protocole. L'en-tête du paquet IPv6 a été simplifié et des types d'adresses locales facilitent l'interconnexion de réseaux privés.
Le déploiement d'IPv6 sur Internet est compliqué en raison de l'incompatibilité des adresses IPv4 et IPv6. Les traducteurs d'adresses automatiques se heurtent à des problèmes pratiques importants (). Pendant une phase de transition où coexistent IPv6 et IPv4, les hôtes disposent d'une double pile, c'est-à-dire qu'ils disposent à la fois d'adresses IPv6 et IPv4, et des tunnels permettent de traverser les groupes de routeurs qui ne prennent pas encore en charge IPv6.
En 2011, seules quelques sociétés ont entrepris de déployer la technologie IPv6 sur leur réseau interne, GoogleJean Elyan avec IDG News Service, Google teste IPv6 sur son réseau interne, Le Monde informatique, 12 décembre 2011 notamment.
Au début de l'année 2016, le déploiement d'IPv6 est encore limité, la proportion d'utilisateurs Internet en IPv6 étant estimée à 10 % Google IPv6 statistics, et ce en dépit d'appels pressants à accélérer la migration adressés aux fournisseurs d'accès à Internet et aux fournisseurs de contenu de la part des registres Internet régionaux et de l'ICANN, l'épuisement des adresses IPv4 publiques disponibles étant imminent.
En 2022, le taux d'implémentation en France serait de plus de 75 % et la couverture chez les opérateurs français serait très élevée (à l'exclusion de SFR). Près d'un site sur deux serait accessible en IPv6.
En 2023, le taux d’utilisation mondial d'IPv6 serait d'environ 40 %.
Raisons du développement d'un nouveau protocole IP
thumb|upright=1.3|Épuisement des adresses IPv4 depuis 1995. Le protocole IPv4 permet d'utiliser un peu plus de quatre milliards d'adresses différentes pour connecter les ordinateurs et les autres appareils reliés au réseau. Au début d'Internet, dans les années 1970, il était pratiquement inimaginable qu'il y aurait un jour suffisamment de machines sur un unique réseau pour que l'on commence à manquer d'adresses disponibles.
Une partie des quatre milliards d'adresses IP théoriquement disponibles ne sont pas utilisables pour numéroter des machines, soit parce qu'elles sont destinées à des usages particuliers (par exemple, le ou les réseaux privés), soit parce qu'elles ont été attribuées de façon inefficace.
Jusqu'aux années 1990, les adresses sont distribuées sous forme de classes, des blocs de (Classe A), (Classe B) ou 256 adresses (Classe C) sont attribués aux demandeurs, parfois bien au-delà des besoins réels. Par exemple les premières grandes organisations connectées à Internet se sont vu attribuer d'adresses.
Au début des années 1990, devant l'épuisement de l'espace d'adressage, notamment des réseaux de classe B (), les registres Internet régionaux font leur apparition et le découpage des adresses en classes est aboli au profit du plus flexible CIDR. L'attribution des adresses est rendue plus efficace et tient compte des besoins réels, tout en permettant un certain niveau d'agrégation, nécessaire au bon fonctionnement du routage sur Internet, ces deux principes étant antagonistes.
La demande croissante en adresses pour les nouvelles applications, les équipements mobiles et les équipements connectés en permanence conduisent à l'utilisation de plus en plus fréquente des adresses privées, de la traduction d'adresse réseau (NAT) et à l'attribution dynamique des adresses.
En dépit de ces efforts, l'épuisement des adresses IPv4 publiques est inévitable. C'est la raison principale du développement d'un nouveau protocole Internet mené au sein de l'Internet Engineering Task Force (IETF) dans les années 1990.
Le , l'Internet Assigned Numbers Authority (IANA) annonce que les cinq derniers blocs d'adresses ont été distribués de façon égale aux cinq registres Internet régionaux (RIR) et que, par conséquent, elle ne dispose plus de blocs d'adresses libresFree Pool of IPv4 Address Space Depleted. Le , APNIC, le RIR qui dessert la zone Asie-Pacifique, a annoncé qu'il ne disposait plus que d'un bloc /8 ( d'adresses) et ne distribue désormais qu'une quantité limitée d'adresses aux demandeursAPNIC IPv4 Address Pool Reaches Final /8, APNIC, 15 avril 2011. Le RIPE NCC, qui dessert l'Europe et le Moyen-Orient, a fait de même le RIPE NCC Begins to Allocate IPv4 Address Space From the Last /8, 14 septembre 2012. Les autres RIR épuiseront les allocations d'adresses IPv4 pour les registres Internet locaux (LIR) entre 2013 et 2015. Les LIR commenceront à manquer d'adresses IPv4 à attribuer à leurs clients en 2012.
IPv6 améliore aussi certains aspects du fonctionnement d'IP, à la lumière de l'expérience acquise.
Les spécifications principales d'IPv6 sont publiées en 1995 par l'IETF. Parmi les nouveautés, on peut citer : l'augmentation de 2 (soit environ 4,3 × 10)Exactement à 2 (soit environ 3,4 × 10)Exactement du nombre d'adresses disponibles. Pour épuiser la totalité de ce stock d'adresses, il faudrait placer de milliards d'appareils connectés sur chaque millimètre carré de la surface concrète de la Terre ; en 2025, le nombre d'appareils connectés à Internet serait d'environ 75 milliards. des mécanismes de configuration et de renumérotation automatique ; IPsec, QoS et le font partie de la spécification d'IPv6, au lieu d'être des ajouts ultérieurs comme en IPv4 ; la simplification des en-têtes de paquets, qui facilite notamment le routage.
Historique
Au début des années 1990, il est devenu clair que le développement d'Internet allait aboutir à l'épuisement des adresses disponibles (). En 1993, l'IETF lance un appel à propositions () et annonce la création d'un groupe de travail IP Next Generation (IPng) History of the IPng effort.
D'abord nommé Simple Internet Protocol Plus (SIPP, ), puis IP Next Generation (IPng), celui-ci a été choisi en 1994 parmi plusieurs candidats et a reçu en 1995 son nom définitif d'IPv6 (IP version 6IANA IP Version Numbers Registry, IANA), la version 5 d'IP ayant été réservée pour le Internet Stream Protocol Version 2 (ST2) par la . Les spécifications d'IPv6 sont initialement publiées en dans la et finalisées dans la en .
Fonctionnement d'IPv6 Le fonctionnement d'IPv6 est très similaire à celui d'IPv4. Les protocoles TCP et UDP sont pratiquement inchangés. Ceci est résumé par la formule « 96 bits de plus, rien de magique » Gaurab Upadhaya.. Toutefois, de nombreux détails sont susceptibles de compliquer la gestion d'un réseau IPv6 en comparaison de celle d'un réseau IPv4 uniquement, notamment en matière de sécurité..
Adresse IPv6
Une adresse IPv6 est longue de 128 bits, soit , contre / pour IPv4. La notation décimale pointée employée pour les adresses IPv4 (par exemple 172.31.128.1) est abandonnée au profit d’une écriture hexadécimale, où les de ( par groupe) sont séparés par un signe deux-points : 2001:0db8:0000:85a3:0000:0000:ac1f:8001
Il est permis d’omettre de un à trois chiffres zéros non significatifs dans chaque groupe de quatre chiffres hexadécimaux. Ainsi, l’adresse IPv6 ci-dessus est équivalente à la suivante : 2001:db8:0:85a3:0:0:ac1f:8001
De plus, une unique suite de un ou plusieurs groupes consécutifs de 16 bits tous nuls peut être omise, en conservant toutefois les signes deux-points de chaque côté de la suite de chiffres omise, c’est-à-dire une paire de deux-points « :: » ( et ). Ainsi, l’adresse IPv6 ci-dessus peut être abrégée en la suivante : 2001:db8:0:85a3::ac1f:8001
Une même adresse IPv6 peut être représentée de plusieurs façons différentes, ainsi, les deux adresses 2001:db8::1:0:0:1 et 2001:db8:0:0:1::1 sont équivalentes après développement, bien que différentes dans leur structure. Les blocs de 16 bits d'une adresse IPv6 sont ordonnés de gauche à droite. La recommande une représentation canonique.
Il est à noter que l'on ne peut omettre qu'une seule suite de bits nuls dans une adresse IPv6. Autrement, il serait impossible d'identifier le nombre de bits nuls entre chaque paire de deux points "::".
Les réseaux sont identifiés en utilisant la notation CIDR : la première adresse du réseau est suivie par une barre oblique « / » puis par un entier compris entre 0 et 128, lequel indique la longueur en bits du préfixe du réseau, à savoir de la partie commune des adresses déterminées par ledit réseau.
Voici des exemples d’adresses réseau IPv6 avec leurs ensembles d’adresses déterminées : Le préfixe 2001:db8:1f89::/48 représente l’ensemble des adresses qui commence à 2001:db8:1f89:0:0:0:0:0 et finit à 2001:db8:1f89:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff. Le préfixe 2000::/3 représente les adresses de 2000:0:0:0:0:0:0:0 à 3fff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffffLe premier octet de l’adresse 2000::/3 s’écrit en binaire 0010 0000. Le masque /3 implique que seuls les 3 bits de poids forts sont figés. L’adresse haute correspondant à ce préfixe s’écrit ainsi en binaire de la manière suivante : 0011 1111 suivi de 8+7×16 "1" soit 3fff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff.. Le préfixe fc00::/7 représente les adresses de fc00:0:0:0:0:0:0:0 à fdff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff. Le préfixe fe80::/10 représente les adresses de fe80:0:0:0:0:0:0:0 à febf:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff. Le préfixe ::1/128 correspond à la seule adresse 0:0:0:0:0:0:0:1.
Certains préfixes d’adresses IPv6 jouent des rôles particuliers :
Description Terme anglais Détail Préfixe IPv6 Équivalent IPv4+ Type d’adresses IPv6Boucle LocaleNode-local LoopbackAdresse de bouclage, utilisée lorsqu'un hôte se parle à lui-même (ex : envoi de données entre 2 programmes sur cet hôte).::1/128127.0.0.0/8 (principalement 127.0.0.1)On note que, en termes d’adressage IPv4, 127.0.0.0/8 forme la plage des adresses possibles de boucle locale. Cela représente 2-2 adresses potentielles de cette nature en IPv4 contre « une seule » en IPv6.Liaison LocaleLink-LocalEnvoi individuel sur liaison locale (). Obligatoire et indispensable au bon fonctionnement du protocole.fe80::/10169.254.0.0/16Monodiffusion MondialeGlobal UnicastPlage d'adresse publique, routable sur Internet, globalement uniques (doublon impossible) - Hors exceptions mentionnées ci-dessous.2000::/3Localement UniqueUnique LocalPlage d'adresse privée, réservée à l'utilisation sur les réseaux locaux domestiques et d'entreprises. Elles ne sont pas globalement uniques (doublon possible, réutilisées sur plusieurs réseaux IP privés).fc00::/710.0.0.0/8 172.16.0.0/12
192.168.0.0/16 MultidiffusionMulticast Diffusion groupée () ff00::/8 224.0.0.0/4Non spécifiéUnspecifiedUtilisée comme adresse source par un hôte en cours d'acquisition de son adresse réseau.::/1280.0.0.0DocumentationDocumentationPlage réservée pour utilisation comme valeurs d'exemple ou dans de la documentation technique. Ne devrait jamais être utilisée sur de vrais réseaux.2001:db8::/32192.0.2.0/24 198.51.100.0/24
203.0.113.0/24RéservéReserved::/8