IPv4, expliqué

Une adresse IPv4 est un nombre de 32 bits qui identifie une interface réseau. On l’écrit en notation décimale pointée : quatre nombres de 0 à 255, chacun représentant 8 bits (un octet). 192.0.2.10 correspond en réalité à 11000000 00000000 00000010 00001010.

32 bits permettent environ 4,3 milliards d’adresses (2³²). Cela semblait beaucoup en 1981, quand la RFC 791 a défini le protocole. Ce n’est pas assez pour les milliards de téléphones, d’ordinateurs et de serveurs actuels – d’où IPv6, et d’où le partage d’adresses dans la plupart des réseaux IPv4.

Une adresse publique est unique au monde et routée sur Internet. Votre box ou votre opérateur mobile en possède une ; c’est par elles que l’on atteint les sites web.

Les adresses privées (RFC 1918) peuvent être réutilisées dans n’importe quel réseau et ne sont jamais routées sur l’Internet public :

Les appareils dotés d’adresses privées accèdent à Internet via le NAT (traduction d’adresses réseau) : le routeur réécrit les paquets sortants pour qu’ils portent son adresse publique. C’est pourquoi l’adresse que ce site vous affiche est généralement celle de votre box, pas celle de votre ordinateur.

CGNAT et 100.64.0.0/10

De nombreux FAI, en particulier mobiles, ajoutent une seconde couche de NAT – le NAT de niveau opérateur (CGNAT). Votre box reçoit alors une adresse de la plage partagée 100.64.0.0/10 (RFC 6598), et des centaines de clients partagent une même adresse IPv4 publique. Si l’adresse WAN de votre box diffère de celle affichée ici, vous êtes probablement derrière un CGNAT.

Le Classless Inter-Domain Routing (CIDR, RFC 4632) écrit un bloc d’adresses sous la forme adresse/longueur-de-préfixe. La longueur du préfixe indique combien de bits de tête sont fixes – la partie réseau ; le reste est la partie hôte.

• /24 → 8 bits d’hôte → 256 adresses (p. ex. 192.168.1.0 – 192.168.1.255)
• /16 → 16 bits d’hôte → 65 536 adresses
• /32 → une seule adresse

Dans un sous-réseau classique, la première adresse est l’adresse réseau et la dernière l’adresse de diffusion : un /24 compte donc 254 hôtes utilisables. Les liaisons point à point peuvent utiliser un /31 dont les deux adresses sont utilisables (RFC 3021).

Avant le CIDR, les adresses étaient distribuées par classes fixes – A (/8), B (/16) et C (/24). Ces classes gaspillaient de l’espace et ont été abandonnées en 1993, mais on entend encore ces termes.

Certains blocs sont réservés par l’IANA à des usages précis et ne sont jamais attribués à des clients. Le tableau ci-dessous est généré à partir du registre IANA des adresses à usage spécial, que ce site utilise pour classer chaque recherche.

L’IANA a remis les derniers blocs /8 libres aux cinq registres Internet régionaux en février 2011. Les RIR ont ensuite épuisé leurs réserves l’un après l’autre – l’APNIC en 2011, le RIPE NCC en 2019 pour les allocations ordinaires. Aujourd’hui, le nouvel espace IPv4 provient de transferts sur un marché secondaire, où une seule adresse se vend plusieurs dizaines de dollars.

La réponse du secteur tient en trois volets : le NAT pour partager les adresses, le CGNAT chez les opérateurs et IPv6, dont l’espace d’adressage rend le partage inutile.