Ipv4
Ipv4 Header
32 Bit | |||||||||||||||||||||||||||||||
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Version | Length | Type of Service | Total Length | ||||||||||||||||||||||||||||
Identification | Flags | Fragment Offset | |||||||||||||||||||||||||||||
Time to Live | Protocol | Header Checksum | |||||||||||||||||||||||||||||
Source Address | |||||||||||||||||||||||||||||||
Destination Address | |||||||||||||||||||||||||||||||
Options | Paddings |
Felder
- Die Felder des in der Abbildung dargestellten Protokollkopfes haben die folgende Bedeutung:
Version
- Das Versions-Feld enthält die Versionsnummer des IP-Protokolls.
- Einige Hosts können mit der alten und andere mit der neuen Version arbeiten.
- Die derzeitige Versionsnummer ist 4
- Die Version 6 des IP Protokolls wird immer mehr eingesetzt
Length
- Das Feld Length (Internet Header Length - IHL) enthält die Länge des Protokollkopfs, da diese nicht konstant ist.
- Die Länge wird in 32-Bit- Worten angegeben.
- Der kleinste zulässige Wert ist 5 - das entspricht also 20 Byte
- In diesem Fall sind im Header keine Optionen gesetzt.
- Die Länge des Headers kann sich durch Anfügen von Optionen aberbis auf 60 Byte erhöhen
- Der Maximalwert für das 4-Bit-Feld ist 15
Type of Service
- Über das Feld Type of Service kann IP angewiesen werden Nachrichten nach bestimmten Kriterien zu behandeln.
- Als Dienste sind hier verschiedene Kombinationen aus Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit möglich.
- In der Praxis wird dieses Feld aber ignoriert, hat also den Wert 0. Das Feld selbst hat den folgenden Aufbau:
Precedence
- (Bits 0-2) gibt die Priorität von 0 (normal) bis 7 (Steuerungspaket) an.
- Die drei Flags (D,T,R) ermöglichen es dem Host anzugeben, worauf er bei der Datenübertragung am meisten Wert legt:
- Verzögerung (Delay - D)
- Durchsatz (Throughput - T)
- Zuverlässigkeit (Reliability - R).
- Die beiden anderen Bit-Felder sind reserviert.
Total Length
- Enthält die gesamte Paketlänge, d.h. Header und Daten.
- Da es sich hierbei um ein 16-Bit-Feld handelt ist die Maximallänge eines Datengramms auf 65.535 Byte begrenzt.
- In der Spezifikation von IP (RFC 791) ist festgelegt, daß jeder Host in der Lage sein muß,
- Pakete bis zu einer Länge von 576 Bytes zu verarbeiten.
- In der Regel können von den Host aber Pakete größerer Länge verarbeitet werden.
Fragmentierung
Time to Live
Protocol
- Enthält die Nummer des Transportprotokolls, an das das Paket weitergeleitet werden muß.
- Die Numerierung von Protokollen ist im gesamten Internet einheitlich.
- Bei UNIX-Systemen sind die Protokollnummern in der Datei /etc/protocols abgelegt.
- Beispiele:
- ICMP 1
- TCP 6
- UDP 17
- ESP 50
Header Checksum
- Dieses Feld enthält die Prüfsumme der Felder im IP-Header.
- Die Nutzdaten des IP-Datengramms werden aus Effiziengründen nicht mit geprüft.
- Diese Prüfung findet beim Empfänger innerhalb des Transportprotokolls statt.
- Die Prüfsumme muß von jedem Netzknoten, der durchlaufen wird, neu berechnet werden, da der IP-Header durch das Feld Time-to-Live sich bei jeder Teilstrecke verändert.
- Aus diesem Grund ist auch eine sehr effiziente Bildung der Prüfsumme wichtig.
- Als Prüfsumme wird das 1er-Komplement der Summe aller 16-Bit- Halbwörter der zu überprüfenden Daten verwendet.
- Zum Zweck dieses Algorithmus wird angenommen, daß die Prüfsumme zu Beginn der Berechnung Null ist.
Source Address, Destination Address
- In diese Felder werden die 32-Bit langen Internet-Adressen zur eingetragen.
- Die Internet-Adressen werden im nächsten Abschnitt näher betrachtet.
Options und Padding
- Das Feld Options wurde im Protokollkopf aufgenommen,um weitere Informationen zu ergänzen.
- Das Optionsfeld hat eine variable Länge.
- Jede Option beginnt mit einem Code von einem Byte, über den die Option identifiziert wird.
- Manchen Optionen folgt ein weiteres Optionsfeld von 1 Byte und dann ein oder mehrere Datenbytes für die Option.
- Das Feld Options wird über das Padding auf ein Vielfaches von 4 Byte aufgefüllt.
End of Options List
- Kennzeichnet das Ende der Optionsliste.
No Option
- Kann zum Auffüllen von Bits zwischen Optionen verwendet werden.
Security
- Bezeichnet, wie geheim ein Datengramm ist. In der Praxis wird diese Option jedoch fast immer ignoriert.
Loose Source-Routing, Strict Source-Routing
- Diese Option enthält eine Liste von Internet-Adressen, die dasDatagramm durchlaufen soll.
- Auf diese Weise kann dem Datenpaket vorgeschrieben werden eine bestimmte Route durch das Internet zu nehmen.
- Beim Source-Routing wird zwischen Strict Source and Record Route und Loose Source and Record Route unterschieden.
Record Route
- Die Knoten, die dieses Datengramm durchläuft, werden angewiesen ihre IP-Adresse an das Optionsfeld anzuhängen.
Time Stamp
- Diese Option ist mit der Option Record Route vergleichbar.
- Zusätzlich zur IP-Adresse wird bei dieser Option die Uhrzeit des Durchlaufs durch den Knoten vermerkt.