8 février 2016

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Technologies de l'information

L’importance d’IPv6 dans l’écosystème Internet des objets

Qu’est-ce que IPv6?

Aujourd’hui, le nombre d’utilisateurs Internet tourne autour de 3 milliards et ne cesse de croître. Or, la version courante d’IP (IP version 4) n’offre qu’environ 4 milliards d’adresses, dont 99 % sont déjà utilisées. Pour répondre aux besoins futurs d’adressage et tenir compte de la croissance fulgurante de la connectivité au réseau Internet, l’industrie a développé un nouveau protocole appelé IPv6 (IP version 6). IPv6 a été conçu avec un espace d’adresse astronomique de 2128, ce qui donne un nombre d’adresses quasi illimité. À titre d’illustration, on peut assigner jusqu’à 4000 adresses à chaque personne sur cette planète.

À titre comparatif, l’adresse IPv4 a une longueur de 32 bits et s’écrit sous la forme de quatre octets, par exemple 192.2.135.21. Quant à l’adresse IPv6, elle a une longueur de 128 bits, 4 fois la taille de l’adresse IPv4, et s’écrit sous la forme de 16 blocs en hexadécimal séparés par :, (exemple 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334).

Au-delà de l’aspect de l’adressage, IPv6 a également été développé avec une série d’outils imbriqués, appelés extensions. Parmi ces extensions, il y a MIPv6 (Mobile IPv6) pour permettre la mobilité (objets en mouvement ou itinérance), et IPSec pour assurer la sécurité des données.

Quant à l’adoption d’IPv6 dans l’industrie, les gros joueurs comme Google, Microsoft, Apple, Cisco, Facebook et d’autres l’ont adopté pour soutenir la croissance de leurs plateformes, comme le montre la figure 1 ci-dessous.

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Figure 1 : Pourcentage d’usagers qui accèdent à Google sur le réseau IPv6 (source : Google)

Qu’est-ce que l’Internet des objets?

L’écosystème Internet des objets est composé d’une multitude d’objets interconnectés à travers différents types de réseaux (voir figure 2). Un objet est un dispositif, autre qu’un ordinateur, auquel on peut intégrer un microprocesseur et qui peut être connecté à Internet. Ces objets sont généralement considérés comme des dispositifs à faible puissance et coût, dotés d’une mémoire et d’une capacité de calcul limitées. Par exemple : montres, lunettes, bracelets, réfrigérateurs, compteurs, voitures, ampoules électriques, vêtements, etc. Les équipements existants, tels qu’ordinateurs, téléphones intelligents et tablettes, sont aussi considérés comme faisant partie de l’écosystème Internet des objets.

À titre d’exemple, la page http://www.libelium.com/top_50_iot_sensor_applications_ranking/ présente un large éventail d’applications et d’opportunités dans l’écosystème Internet des objets, qui va du domaine des villes intelligentes, à l’environnement, à l’agriculture, à la domotique (maison intelligente), à la santé, etc.

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Figure 2 : Écosystème Internet des objets

En ce qui concerne la croissance, les analystes prévoient que le nombre d’objets connectés à Internet atteindra les 50 milliards en 2020, ce qui dépassera de loin le nombre de téléphones intelligents, de tablettes et d’ordinateurs combinés (voir figures 3).

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Figure 3 : Croissance exponentielle des objets connectés (Source : Cisco)

Quel est le lien entre IPv6 et l’Internet des objets?

Ces milliards d’objets à connecter au réseau requièrent, entre autres, un tag ou un code d’identification qui permet d’identifier chaque objet de façon unique. Il existe déjà dans le marché des mécanismes d’étiquetage physique de ces objets, comme le code-bar, RFID (Radio Frequency Identification) et NFC (Near Field Communication). Cependant, pour assurer un adressage réseau unique et une connectivité aisée, globale, sécurisée et mobile, l’industrie en est venue à la conclusion que le candidat naturel sera IPv6, comme mécanisme d’adressage, de connectivité et de transmission commun à tous les réseaux et toutes les plateformes (voir figure 4). L’immense espace d’adresses IPv6 permet d’identifier ces milliards d’objets de façon uniforme et hiérarchique, qu’ils soient connectés au réseau Wi-Fi, Ethernet, Bluetooth, 802.15.1, ZigBee ou LTE-A, et quel que soit l’étiquetage physique utilisé. Tous ces objets auront une adresse IPv6, normale ou compressée, pour se connecter aux multiples réseaux et communiquer.

Cependant, l’adressage n’est pas le seul défi. D’autres défis comme la sécurité et la mobilité sont aussi d’une grande importance dans l’écosystème Internet des objets. Là aussi, IPv6 apporte des solutions. Comme décrit précédemment, IPv6 prend également en charge les aspects sécurité et mobilité grâce à une série d’extensions et d’options faisant partie intégrante d’IPv6. Ce sont ces critères d’adressage, de mobilité, de sécurité et d’extensibilité qui font que l’industrie considère aujourd’hui IPv6 comme la solution la plus attrayante et la plus appropriée pour assurer une connectivité globale et sécuritaire de milliards d’objets faisant partie de l’écosystème Internet des objets.

Cependant, pour permettre une totale intégration et interopérabilité des objets avec tous les systèmes, l’industrie a développé une version compressée d’IPv6, appelée 6LoWPAN, pour répondre aux exigences des réseaux IEEE802.15.4 qui ne peuvent supporter que des petits paquets d’une taille maximale de 127 octets, alors que IPv6 natif (non compressé) traite des paquets d’une taille minimale de 1280 octets.

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Figure 4 : Interconnexion des objets à travers une multitude de réseaux (Source : IDC)

Conclusion

Avec l’épuisement prochain de l’espace d’adresses IPv4, l’adoption d’IPv6 par l’industrie a déjà démarré, et l’avènement de l’Internet des objets va donner un coup d’accélérateur à cette adoption. À titre d’exemple, aujourd’hui, tout nouvel équipement ou dispositif est bâti en intégrant le protocole IPv6.

Le protocole IPv6, grâce à son immense espace d’adresses et aux fonctions de mobilité et de sécurité qu’il apporte, constitue l’une des pièces charnières de l’écosystème Internet des objets. Il sera l’élément commun et unificateur entre ces milliards d’objets connectés et les différents réseaux hétérogènes qui serviront à l’interconnexion de ces objets. Il servira de mécanisme d’adressage, de connectivité et de transmission des paquets IP à l’échelle globale.

Aujourd’hui, il est clair pour l’industrie que, pour assurer la croissance en matière d’applications, d’objets et de réseaux et stimuler les opportunités qu’offre l'Internet des objets, l'adoption rapide d'IPv6 est incontournable.

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Redouane Zidane est ingénieur diplômé de l’École polytechnique de Montréal et détenteur d’une maîtrise en télécommunications de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS, Montréal). En tant que professionnel et expert-formateur, il possède près de 25 ans d’expérience chez Bell Canada et dans l’industrie des réseaux et télécommunications. Il a développé plusieurs cours reliés aux réseaux IP à titre d’enseignant à l’UQAM, au CRIM et à l’ÉTS. Il est membre de l’Ordre des ingénieurs du Québec et membre de l’IEEE.