Internet Protocol

Fonction

Le protocole Internet permet de transmettre des informations d'un ordinateur source à un ordinateur de destination. Il envoie ces informations sous forme de paquets.

Il existe deux versions du protocole Internet actuellement en usage : IPv4 et IPv6, IPv4 étant la version la plus utilisée. Le protocole IP donne également aux ordinateurs une adresse IP pour s'identifier mutuellement, un peu comme une adresse physique typique.

IP est le principal protocole de la couche Internet de l'Internet Protocol Suite, qui est un ensemble de protocoles de communication composé de sept couches d'abstraction (voir le modèle OSI),

L'objectif et la tâche principale de l'IP est la livraison de datagrammes de l'hôte source (ordinateur source) à l'hôte de destination (ordinateur récepteur) en fonction de leurs adresses. Pour ce faire, l'IP comprend des méthodes et des structures permettant de placer des balises (informations sur l'adresse, qui font partie des métadonnées) dans les datagrammes. Le processus de mise en place de ces balises sur les datagrammes est appelé encapsulation. Pensez à une anologie avec le système postal. L'IP est similaire au système postal américain en ce sens qu'il permet à un paquet (un datagramme) d'être adressé (encapsulation) et mis dans le système (Internet) par l'expéditeur (hôte source). Toutefois, il n'y a pas de lien direct entre l'expéditeur et le destinataire. 

Le paquet (datagramme) est presque toujours divisé en morceaux, mais chaque morceau contient l'adresse du destinataire (hôte de destination). Finalement, chaque pièce arrive au destinataire, souvent par des chemins différents et à des moments différents. Ces routes et ces heures sont également déterminées par le système postal, qui est l'adresse IP. Toutefois, le système postal (dans les couches transport et application) rassemble toutes les pièces avant de les livrer au destinataire (hôte de destination).

Remarque : IP est en fait un protocole sans connexion, ce qui signifie que le circuit vers le récepteur (hôte de destination) n'a pas besoin d'être configuré avant la transmission (par l'hôte source). Pour poursuivre l'analogie, il n'est pas nécessaire qu'il y ait une connexion directe entre l'adresse physique de retour sur la lettre/le colis et l'adresse du destinataire avant l'envoi de la lettre/du colis.

À l'origine, IP était un service de datagramme sans connexion dans un programme de contrôle de transmission créé par Vint Cerf et Bob Kahn en 1974. Lorsque le format et les règles ont été appliqués pour permettre les connexions, le protocole de contrôle de transmission orienté connexion a été créé. Ces deux protocoles forment ensemble la suite de protocoles Internet, souvent appelée TCP/IP.

La version 4 du protocole Internet (IPv4) a été la première version majeure d'IP. C'est le protocole dominant de l'Internet. Cependant, l'iPv6 est actif et utilisé, et son déploiement s'accroît dans le monde entier.

L'adressage et le routage sont les aspects les plus complexes de l'IP. Cependant, l'intelligence du réseau se situe au niveau des nœuds (points d'interconnexion du réseau) sous la forme de routeurs qui transmettent les datagrammes à la prochaine passerelle connue sur le trajet vers la destination finale. Les routeurs utilisent des protocoles de passerelle interne (IGP) ou externe (EGP) pour aider à prendre des décisions sur l'itinéraire de transmission. Les itinéraires sont déterminés par le préfixe de routage à l'intérieur des datagrammes. Le processus de routage peut donc devenir complexe. Mais à la vitesse de la lumière (ou presque), l'intelligence du routage détermine la meilleure route, et les morceaux de datagrammes et le datagramme arrivent tous à leur destination

Paquets IP

Les paquets IP ou datagrammes se composent de deux parties. La première partie est l'en-tête, qui est comme une étiquette sur une enveloppe. La deuxième partie est la charge utile, qui est comme la lettre à l'intérieur d'une enveloppe. L'en-tête contient les adresses IP source et destination, ainsi que quelques informations supplémentaires. Ces informations sont appelées métadonnées et concernent le paquet lui-même. Mettre des données dans un paquet avec un en-tête est une forme d'encapsulation.

Routage

Chaque ordinateur d'un réseau effectue une sorte de routage. Des ordinateurs dédiés se parlent entre eux pour savoir où envoyer les paquets. Ces ordinateurs sont appelés routeurs, et parlent en utilisant des protocoles de routage.

A chaque étape du voyage d'un paquet, un ordinateur lit l'en-tête. L'ordinateur voit l'adresse IP de destination et détermine où envoyer le paquet.

Fiabilité

ARPANET, le premier ancêtre d'Internet, a été conçu pour survivre à une guerre nucléaire. Si un ordinateur était détruit, la communication entre tous les autres ordinateurs fonctionnerait encore. Les réseaux informatiques suivent toujours cette même conception.

Les ordinateurs qui se parlent entre eux gèrent les fonctions "intelligentes" pour simplifier les réseaux informatiques. Les nœuds finaux vérifieront les erreurs à la place d'une autorité centrale. Le maintien des fonctions "intelligentes" sur les ordinateurs ou nœuds finaux suit le principe de bout en bout.

Le protocole Internet envoie des paquets sans s'assurer qu'ils arrivent en toute sécurité. Il s'agit là d'une livraison au mieux et elle n'est pas fiable. Les paquets peuvent être abîmés, perdus, dupliqués ou reçus en mauvais état. Les protocoles de niveau supérieur comme le Transmission Control Protocol (TCP) garantissent que les paquets sont livrés correctement. L'IP est également sans connexion, ce qui fait qu'il ne garde pas de trace des communications.

La version 4 du protocole Internet (IPv4) utilise une somme de contrôle pour vérifier les erreurs dans un en-tête IP. Chaque somme de contrôle est unique à une combinaison source/destination. Un nœud de routage génère une nouvelle somme de contrôle lorsqu'il reçoit un paquet. Si la nouvelle somme de contrôle est différente de l'ancienne, le nœud de routage sait que le paquet est mauvais et le rejette. IPv6 suppose qu'un autre protocole vérifiera les erreurs et ne tient pas compte de la somme de contrôle. Ceci a pour but d'améliorer les performances.

Histoire

En 1974, l'Institut des ingénieurs en électricité et en électronique a publié un document intitulé "A Protocol for Packet Network Intercommunication". Ce document décrivait un moyen pour les ordinateurs de se parler en utilisant la commutation par paquets. Une grande partie de cette idée était le "Programme de contrôle de transmission". Le programme de contrôle de transmission était trop gros, alors il s'est divisé en TCP et IP. Ce modèle est maintenant appelé "DoD Internet Model and Internet Protocol Suite", ou le modèle TCP/IP.

Les versions 0 à 3 de IP étaient expérimentales et utilisées entre 1977 et 1979.

Les adresses IPv4 seront épuisées, car le nombre d'adresses possibles est limité. Pour remédier à cela, l'IEEE a créé l'IPv6 qui comporte encore plus d'adresses. Alors que l'IPv4 compte 4,3 milliards d'adresses, l'IPv6 en compte 340 milliards. Cela signifie que nous ne serons jamais à court d'adresses IPv6. IPv5 a été réservé au protocole de flux Internet, qui n'a été utilisé qu'à titre expérimental.