Zaglavlje IP paketa: Format, Polja

Što je IP zaglavlje?

IP zaglavlje je meta informacija na početku IP paketa. Prikazuje informacije kao što su IP verzija, duljina paketa, izvor i odredište.

Format IPv4 zaglavlja duljine je od 20 do 60 bajtova i sadrži informacije potrebne za usmjeravanje i isporuku. Sastoji se od polja kao što su Verzija, Duljina zaglavlja, Ukupna duljina, Identifikacija, Zastavice, Kontrolni zbroj, izvorna IP adresa i odredišna IP adresa. Zajedno ova polja pružaju bitne podatke potrebne za transmit pouzdano prenositi paket s jednog hosta na drugi.

Komponente/polja IPv4 zaglavlja

Donji dijagram prikazuje cijeli format IPv4 zaglavlja, sa svakim poljem nacrtanim na ispravnom položaju i širini bita:

Slijede različite komponente/polja zaglavlja IP paketa:

• Verzija: Prvo polje IP zaglavlja je 4-bitni indikator verzije. U IPv4, vrijednost ova četiri bita postavljena je na 0100, što označava 4 u binarnom sustavu. Ako usmjerivač ne podržava navedenu verziju, paket se odbacuje.
• Duljina internetskog zaglavlja: Duljina internetskog zaglavlja, skraćeno IHL, iznosi 4 bita. Također se naziva HELEN (duljina zaglavlja). Ova IP komponenta pokazuje koliko se 32-bitnih riječi nalazi u zaglavlju.
• Vrsta usluge: Vrsta usluge naziva se i diferencirane usluge Code Točka ili DSCP. Ovo polje pruža značajke vezane uz kvalitetu usluge za strujanje podataka ili VoIP pozive. Prva 3 bita su bitovi prioriteta. Također određuje kako se datagram treba obrađivati.
• Ukupna dužina: Ukupna duljina mjeri se u bajtovima. Minimalna veličina IP datagrama je 20 bajtova, a maksimalna 65,535 bajtova. HELEN i ukupna duljina mogu se koristiti za izračun veličine korisnog tereta. Svi hostovi moraju moći čitati datagrame od 576 bajtova. Međutim, ako je datagram prevelik za hostove u mreži, široko se koristi metoda fragmentacije.
• Identifikacija: Identifikacija je polje koje se koristi za jedinstvenu identifikaciju fragmenata IP datagrama. Neki preporučuju korištenje ovog polja u druge svrhe, kao što je dodavanje informacija za paket tracing..
• IP oznake: Zastavice su trobitno polje koje vam pomaže u kontroli i identificiranju fragmenata. Moguće konfiguracije su: Bit 0 je rezerviran i mora biti postavljen na nulu; Bit 1 znači da se ne fragmentira; a Bit 2 znači više fragmenata.
• Pomak fragmenta: Pomak fragmenta predstavlja broj bajtova podataka ispred određenog fragmenta u određenom datagramu. Naveden je u jedinicama od 8 bajtova i ima maksimalnu vrijednost od 65 528 bajtova.
• Vrijeme za život: Ovo je 8-bitno polje koje označava maksimalno vrijeme koliko datagram može živjeti u internetskom sustavu. Svaki put kada se datagram obradi, njegova TTL vrijednost se smanjuje za jedan. Kada vrijednost TTL-a dosegne nulu, datagram se odbacuje kako se paketi ne bi isporučivali beskonačno. Vrijednost TTL-a može se kretati od 0 do 255.
• Protokol: Ovo polje IPv4 zaglavlja označava koji se internetski protokol prenosi u drugom dijelu datagrama. Na primjer, broj 6 koristi se za označavanje TCP-a, a 17 za označavanje UDP protokola.
• Kontrolni zbroj zaglavlja: Sljedeća komponenta je 16-bitno polje kontrolnog zbroja zaglavlja koje se koristi za provjeru zaglavlja na eventualne pogreške. IP zaglavlje se uspoređuje s vrijednošću kontrolnog zbroja. Kada se kontrolni zbroj zaglavlja ne podudara, paket se odbacuje.
• Izvorna adresa: Izvorna adresa je 32-bitna adresa izvora koja se koristi za IPv4 paket.
• Adresa odredišta: Adresa odredišta je također veličine 32 bita i pohranjuje adresu primatelja.
• IP opcije: Ovo je opcionalno polje IPv4 zaglavlja koje se koristi kada je vrijednost IHL-a (Internet Header Length - duljina internetskog zaglavlja) postavljena na više od 5. Sadrži vrijednosti i postavke vezane uz sigurnost, rutu zapisa, vremensku oznaku i slične opcije. Popis opcija obično završava oznakom Kraj popisa opcija (EOL).
• Podaci: Ovo polje pohranjuje podatke iz protokolnog sloja koji ih je predao IP sloju.

Kako izračunati duljinu IPv4 zaglavlja

Polje duljine internetskog zaglavlja (IHL) govori usmjerivaču točno koliko je dugačko zaglavlje kako bi znao gdje zaglavlje završava, a podaci počinju. Budući da je polje široko samo 4 bita, ne pohranjuje duljinu izravno u bajtovima. Umjesto toga, broji zaglavlje u 32-bitnim riječima, gdje je svaka riječ jednaka 4 bajta.

Za pretvaranje IHL vrijednosti u bajtove, pomnožite je s 4:

• minimalna: Najmanja dopuštena IHL vrijednost je 5, dakle 5 × 4 = 20 bajtova. Ovo je zaglavlje bez opcija.
• Maksimum: Najveća IHL vrijednost je 15, dakle 15 × 4 = 60 bajtova. Dodatnih 40 bajtova sadrži opcionalna polja.

Razmotrimo rađeni primjer. Ako paket stigne s IHL vrijednošću 6, duljina zaglavlja je 6 × 4 = 24 bajta, što znači da su 4 bajta opcija prisutna nakon standardnog zaglavlja od 20 bajtova. Da biste pronašli veličinu korisnog tereta, podračunajtetracduljinu zaglavlja iz polja Ukupna duljina. Ako je ukupna duljina 1,500 bajtova, a zaglavlje 24 bajta, tada je korisni teret 1,500 − 24 = 1,476 bajtova.

Ovaj izračun je važan tijekom fragmentacije, jer usmjerivač mora znati veličinu zaglavlja kako bi izračunao koliko podataka svaki fragment može nositi bez prekoračenja maksimuma mreže. Transmission Jedinica (MTU).

IPv4 u odnosu na IPv6 zaglavlje

IPv6 zaglavlje je redizajnirano kako bi bilo jednostavnije i brže za obradu od IPv4 zaglavlja. Koristi fiksnu duljinu i premješta rijetko korištene opcije u zasebne ekstenzijske zaglavlja, tako da usmjerivači mogu prosljeđivati ​​pakete brzinom linije. Tablica u nastavku uspoređuje dva zaglavlja polje po polje:

Budući da IPv6 izostavlja kontrolni zbroj i opcije promjenjive duljine, njegov zaglavlje sadrži manje polja i može se obraditi hardverski bez ponovnog izračuna po skoku.

Zašto je IP zaglavlje važno

Svako polje u IP zaglavlju postoji kako bi usmjerivači i hostovi mogli premještati pakete preko mnogih mreža bez trajne veze među njima. Zaglavlje je ono što omogućuje funkcioniranje komutacije paketa.

• usmjeravanje: Odredišna adresa govori svakom usmjerivaču kamo proslijediti paket, dok izvorišna adresa omogućuje vraćanje odgovora i poruka o pogreškama.
• Sprječavanje petlje: Polje Time to Live se smanjuje na svakom skoku, tako da se pogrešno usmjereni paket odbacuje umjesto da zauvijek kruži internetom.
• Dostava prema ispravnom protokolu: Polje Protokol govori prijemnom hostu treba li predati korisni teret TCP-u, UDP-u ili nekom drugom protokolu.
• Integrity i ponovno sastavljanje: Kontrolni zbroj štiti zaglavlje od oštećenja, a polja Identification, Flags i Fragment Offset omogućuju ponovnu izgradnju fragmentiranog datagrama ispravnim redoslijedom.

Za mrežne inženjere, čitanje ovih polja u TCP / IP Hvatanje je često najbrži način za dijagnosticiranje izgubljenih paketa, petlji usmjeravanja i pogrešno konfiguriranih IP adrese.

Pitanja i odgovori