Ipv4

Ipv4 Header

32 Bit
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

• Fragmentierung

Time to Live

• IP 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.