Antet pachet IP: Format, Câmpuri

Ce este antetul IP?

Antetul IP este o metainformație de la începutul unui pachet IP. Acesta afișează informații precum versiunea IP, lungimea pachetului, sursa și destinația.

Formatul antetului IPv4 are o lungime cuprinsă între 20 și 60 de octeți și conține informațiile necesare pentru rutare și livrare. Acesta constă în câmpuri precum Versiune, Lungime antet, Lungime totală, Identificare, Indicatori, Sumă de control, adresa IP sursă și adresa IP destinație. Împreună, aceste câmpuri furnizează datele esențiale necesare pentru transmit pachetul în mod fiabil de la o gazdă la alta.

Componente/câmpuri antet IPv4

Diagrama de mai jos prezintă formatul complet al antetului IPv4, fiecare câmp fiind desenat în poziția și lățimea corecte:

Următoarele sunt diferitele componente/câmpuri ale antetului pachetului IP:

• Versiune: Primul câmp din antetul IP este un indicator de versiune pe 4 biți. În IPv4, valoarea acestor patru biți este setată la 0100, ceea ce indică 4 în binar. Dacă routerul nu acceptă versiunea specificată, pachetul este abandonat.
• Lungimea antetului internetului: Lungimea antetului Internetului, cunoscută pe scurt ca IHL, are o dimensiune de 4 biți. Se mai numește și HELEN (Lungimea antetului). Această componentă IP arată câte cuvinte pe 32 de biți sunt prezente în antet.
• Tip de serviciu: Tipul de serviciu se mai numește și servicii diferențiate Code Punct de transfer sau DSCP. Acest câmp oferă caracteristici legate de calitatea serviciului pentru fluxul de date sau apelurile VoIP. Primii 3 biți sunt biții de prioritate. De asemenea, specifică modul în care ar trebui gestionată o datagramă.
• Lungimea totală: Lungimea totală se măsoară în octeți. Dimensiunea minimă a unei datagrame IP este de 20 de octeți, iar cea maximă este de 65,535 de octeți. HELEN și Lungimea Totală pot fi utilizate pentru a calcula dimensiunea sarcinii utile. Toate gazdele trebuie să poată citi datagrame de 576 de octeți. Cu toate acestea, dacă o datagramă este prea mare pentru gazdele din rețea, metoda fragmentării este utilizată pe scară largă.
• Identificare: Identificarea este un câmp folosit pentru a identifica în mod unic fragmentele unei datagrame IP. Unii au recomandat utilizarea acestui câmp și în alte scopuri, cum ar fi adăugarea de informații pentru pachete. tracING.
• Indicatori IP: „Flags” este un câmp pe trei biți care vă ajută să controlați și să identificați fragmentele. Configurațiile posibile sunt: ​​Bitul 0 este rezervat și trebuie setat la zero; Bitul 1 înseamnă că nu se fragmentează; iar Bitul 2 înseamnă mai multe fragmente.
• Offset fragment: Decalajul fragmentului reprezintă numărul de octeți de date dinaintea unui anumit fragment din datagrama specifică. Este specificat în unități de 8 octeți și are o valoare maximă de 65,528 octeți.
• Timpul sa traiesti: Acesta este un câmp de 8 biți care indică timpul maxim în care datagrama poate trăi în sistemul internet. De fiecare dată când o datagramă este procesată, valoarea sa TTL este redusă cu unu. Când valoarea TTL ajunge la zero, datagrama este eliminată, astfel încât pachetele să nu fie livrate la nesfârșit. Valoarea TTL poate varia de la 0 la 255.
• Protocol: Acest câmp din antetul IPv4 indică protocolul internet transportat în ultima porțiune a datagramei. De exemplu, numărul 6 este folosit pentru a indica TCP, iar 17 este folosit pentru a desemna protocolul UDP.
• Sumă de verificare antet: Următoarea componentă este un câmp de sumă de control pe 16 biți pentru antet, care este utilizat pentru a verifica dacă există erori în antet. Antetul IP este comparat cu valoarea sumei sale de control. Când suma de control a antetului nu se potrivește, pachetul este eliminat.
• Sursa adresei: Adresa sursă este o adresă de 32 de biți a sursei utilizate pentru pachetul IPv4.
• Adresa de destinatie: Adresa destinație are, de asemenea, o dimensiune de 32 de biți și stochează adresa receptorului.
• Opțiuni IP: Acesta este un câmp opțional al antetului IPv4, utilizat atunci când valoarea IHL (Internet Header Length - Lungimea antetului Internet) este setată la o valoare mai mare de 5. Conține valori și setări legate de securitate, ruta de înregistrare, marcaj temporal și opțiuni similare. Lista de opțiuni se termină de obicei cu un marker de sfârșit al listei de opțiuni (EOL).
• Date: Acest câmp stochează datele de la nivelul protocolului care a transmis datele către nivelul IP.

Cum se calculează lungimea antetului IPv4

Câmpul Internet Header Length (IHL) indică unui router exact lungimea antetului, astfel încât acesta să știe unde se termină antetul și unde încep datele. Deoarece câmpul are o lățime de doar 4 biți, nu stochează lungimea direct în octeți. În schimb, numără antetul în cuvinte de 32 de biți, unde fiecare cuvânt este egal cu 4 octeți.

Pentru a converti valoarea IHL în octeți, înmulțiți-o cu 4:

• Minim: Cea mai mică valoare legală IHL este 5, deci 5 × 4 = 20 octeți. Acesta este un antet fără opțiuni.
• Maxim: Cea mai mare valoare IHL este 15, deci 15 × 4 = 60 de octeți. Cei 40 de octeți suplimentari conțin câmpuri opționale.

Să luăm în considerare un exemplu practic. Dacă un pachet sosește cu o valoare IHL de 6, lungimea antetului este de 6 × 4 = 24 octeți, ceea ce înseamnă că sunt prezenți 4 octeți de opțiuni după antetul standard de 20 de octeți. Pentru a găsi dimensiunea sarcinii utile, subtract lungimea antetului din câmpul Lungime totală. Dacă Lungimea totală este de 1,500 de octeți, iar antetul este de 24 de octeți, atunci sarcina utilă este de 1,500 − 24 = 1,476 octeți.

Acest calcul este important în timpul fragmentării, deoarece un router trebuie să cunoască dimensiunea antetului pentru a calcula câte date poate transporta fiecare fragment fără a depăși limita maximă a rețelei. Transmission Unitate (MTU).

Antetul IPv4 vs. IPv6

Antetul IPv6 a fost reproiectat pentru a fi mai simplu și mai rapid de procesat decât antetul IPv4. Acesta folosește o lungime fixă ​​și mută opțiunile rar utilizate în anteturi de extensie separate, astfel încât routerele să poată transmite pachete la rata de linie. Tabelul de mai jos compară cele două anteturi câmp cu câmp:

Deoarece IPv6 elimină suma de control și opțiunile de lungime variabilă, antetul său conține mai puține câmpuri și poate fi procesat în hardware fără recalculare per-hop.

De ce este important antetul IP

Fiecare câmp din antetul IP există astfel încât routerele și gazdele să poată muta un pachet prin mai multe rețele fără o conexiune permanentă între ele. Antetul este cel care face ca comutarea pachetelor să funcționeze.

• rutare: Adresa de destinație indică fiecărui router unde să redirecționeze pachetul, în timp ce adresa sursă permite returnarea răspunsurilor și a mesajelor de eroare.
• Prevenirea buclelor: Câmpul Time to Live (Timp de viață) este decrementat la fiecare salt, astfel încât un pachet rutat greșit este eliminat în loc să înconjoare internetul la nesfârșit.
• Livrare conform protocolului corect: Câmpul Protocol îi spune gazdei receptor dacă să predea sarcina utilă către TCP, UDP sau un alt protocol.
• Integrity și reasamblare: Suma de control protejează antetul împotriva coruperii, iar câmpurile Identificare, Steaguri și Decalaj fragment permit reconstruirea unei datagrame fragmentate în ordinea corectă.

Pentru inginerii de rețea, citirea acestor câmpuri într-un TCP / IP Captura este adesea cea mai rapidă metodă de a diagnostica pachetele pierdute, buclele de rutare și configurațiile greșite Adresele IP.

Întrebări frecvente