IPv4
IPv4 (Internet Protocol version 4) est la première version d'Internet Protocol (IP) à avoir été largement déployée, et qui forme encore en 2025 la base de la majorité des communications sur Internet, par rapport à l'IPv6. Elle est décrite dans la Modèle:RFC de Modèle:Date, remplaçant la Modèle:RFC, définie en Modèle:Date.
Chaque interface d'un hôte IPv4 se voit attribuer une ou plusieurs adresses IP codées sur Modèle:Unité. Au maximum 4 294 967 296, soit 232 adresses peuvent donc être attribuées simultanément en théorie (en pratique, un certain nombre ne sont pas utilisables).
L'épuisement des adresses IPv4 a conduit au développement d'une nouvelle version d'IP, IPv6, et à la transition d'IPv4 vers IPv6 afin d'adopter cette nouvelle version. Le manque d'adresse IPv4 est dans un premier temps contourné grâce à l'utilisation de techniques de traduction d'adresses (NAT) ainsi que par l'adoption du système CIDR. Le nombre d'adresses IP Version 4 publiques est arrivé officiellement à saturation le Modèle:Date.
Représentation d'une adresse IPv4
Une adresse IPv4 est représentée sous la forme de quatre nombres entiers séparés par des points comme 193.43.55.67. Chacun des nombres représente un octet. La plage d'attribution s'étend de 0.0.0.0 à 255.255.255.255, sachant qu'il existe des contraintes empêchant l'utilisation de certaines adresses (réservée, masque, broadcast, etc.)
En-tête IPv4
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
| Version d'IP | Longueur de l'en-tête | Type de service | Longueur totale | ||||||||||||||||||||||||||||
| Identification | Indicateur | Modèle:Lang | |||||||||||||||||||||||||||||
| Durée de vie | Protocole | Somme de contrôle de l'en-tête | |||||||||||||||||||||||||||||
| Adresse source | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Adresse destination | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Option(s) + remplissage | |||||||||||||||||||||||||||||||
Version (Modèle:Unité) :
- Version d'IP utilisée. Ici, 4.
Longueur de l'en-tête ou IHL (pour Modèle:Lang) (Modèle:Unité) :
- Ce champ indique en binaire sur 4 bits la longueur totale de l'en-tête et cette longueur est donnée, non pas en bit, ni en octet, mais en mots de Modèle:Unité (=4 octets). La longueur donnée correspondrait au nombre de lignes du schéma précédent. La valeur est comprise entre 5 et 15, car il y a Modèle:Unité minimum et on ne peut dépasser Modèle:Unité d'option. La longueur maximale d'un en-tête est donc de 15*4 octets soit Modèle:Unité.
Type de service ou ToS (pour Modèle:Lang) (Modèle:Unité) :
- Ce champ permet de distinguer différentes qualités de service différenciant la manière dont les paquets sont traités. Composé de Modèle:Unité de priorité (donc 8 niveaux) et trois indicateurs permettant de différencier le débit, le délai ou la fiabilité.
- Il se décline au fil des RFC. Au départ (Modèle:RFC) nous avions :
Bits 0-2: Precedence. Bit 3: 0 = Normal Delay, 1 = Low Delay. Bits 4: 0 = Normal Throughput, 1 = High Throughput. Bits 5: 0 = Normal Reliability, 1 = High Reliability. Bit 6-7: Reserved for Future Use.
- Le champ DSCP généralise ensuite le champ TOS (Modèle:RFC, Modèle:Date-) :
Bits 0-5: DSCP (Differentiated Services Code Point) Bits 6-7: CU (Currently Unused)
- En Modèle:Date- (Modèle:RFC) le champ CU est utilisé pour la gestion des congestions<ref>cf. registres DSCP par l'IANA</ref> :
Bits 0-5: DSCP (Differentiated Services Code Point) Bits 6-7: ECN (Explicit Congestion Notification)
Longueur totale en octets ou Modèle:Lang (Modèle:Unité) :
- Nombre total d'octets du datagramme, en-tête IP comprise. Donc, la valeur maximale est Modèle:Unité.
Identification (Modèle:Unité) :
- Numéro permettant d'identifier les fragments d'un même paquet.
Indicateurs ou Modèle:Lang (Modèle:Unité) :
- (Premier bit [bit de poids fort]) actuellement inutilisé.
- (Deuxième bit) DF (Modèle:Lang) : lorsque ce bit est positionné à 1, il indique que le paquet ne peut pas être fragmenté. Si le routeur ne peut acheminer ce paquet (taille du paquet supérieure à la MTU), il est alors rejeté.
- (Troisième bit) MF (Modèle:Lang) : quand ce bit est positionné à 1, on sait que ce paquet est un fragment de données et que d'autres doivent suivre. Quand il est à 0, soit le fragment est le dernier (et dans ce cas le fragment offset est différent de 0), soit le paquet n'a pas été fragmenté.
- Position du fragment par rapport au paquet de départ, en nombre de mots de Modèle:Unité. Lorsque la valeur indiquée est 0, il s'agit du premier fragment.
Durée de vie ou TTL (pour Modèle:Lang) (Modèle:Unité) :
- Initialisé par l'émetteur, ce champ est décrémenté d'une unité généralement à chaque saut de routeur. Quand TTL = 0, le paquet est abandonné et un message ICMP est envoyé à l'émetteur pour information.
Protocole (Modèle:Unité) :
- Numéro du protocole au-dessus de la couche réseau : TCP = 6, UDP = 17, ICMP = 1.
- Ce champ permet d'identifier le protocole utilisé par le niveau supérieur :
- Modèle:Lang ou ICMP est repéré par les bits 00000001, qu'on écrit souvent en hexadécimal avec 01
- Modèle:Lang ou TCP par les bits 00000110, soit 06
- Modèle:Lang ou UDP par les bits 00010001, soit 11 en hexadécimal
Somme de contrôle de l'en-tête ou Modèle:Lang (Modèle:Unité) :
- Complément à un de la somme complémentée à un de tout le contenu de l'en-tête afin de détecter les erreurs de transfert. Si la somme de contrôle est invalide, le paquet est abandonné sans message d'erreur.
Adresse source (Modèle:Unité) :
- Adresse IP de l'émetteur sur Modèle:Unité.
Adresse destination (Modèle:Unité) :
- Adresse IP du récepteur Modèle:Unité.
Options (0 à Modèle:Unité par mots de Modèle:Unité) :
- Facultatif.
[[Remplissage (cryptographie)|Remplissage ou Modèle:Lang]] :
- Champ de taille variable comprise entre 0 et Modèle:Unité. Il permet de combler le champ option afin d'obtenir un en-tête IP multiple de Modèle:Unité. La valeur des bits de bourrage est 0.
Fragmentation
Sur une interface déterminée, une trame a une taille maximale, appelée Modèle:Lang ou MTU. Lorsque la longueur du paquet (datagramme) est supérieure, l'information sera fragmentée. La taille maximum supportée par IPv4 (car codée sur Modèle:Unité) est de Modèle:Unité mais les réseaux ne prennent généralement pas en charge de trames de telles longueurs, en général on trouve des MTU de l'ordre de Modèle:Unité (Ethernet).
