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IPv4/Header: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Foxwiki
 
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== Beschreibung ==
== Beschreibung ==
{{:IPv4/Header/Format}}
; IPv4-Header ist mindestens (meist) 20 Bytes lang
; IPv4-Header ist mindestens (meist) 20 Bytes lang
Bei Übertragung auf Basis von Ethernet folgt er dem [[Ethernet]]-Typfeld, das für IPv4-Pakete auf 0800<sub>16</sub> festgelegt ist
* Auf anderen Übertragungsmedien und Protokollen kann der Header auch der erste Eintrag sein
* Im Typfeld des Ethernet-Frames wird für IPv4 ''0800<sub>16</sub>'' eingetragen


; Optionen
; Ethernet
* größtenteils ungenutzt [[#Optionen|Optionen]]
Im [[Typfeld]] des [[Ethernet/Frame|Ethernet-Frame]]s wird für IPv4 ''0800<sub>16</sub>''
* können den Header bis auf 60 Bytes (in 4-Byte-Schritten) verlängern


Ohne Optionen ist der IPv4-Header 20 Bytes lang
== Header-Felder ==
* Wortlänge 32 Bit (4 Byte)
<!--
* Daten im Feld ''Optionen'' können den Header auf maximal 60 Byte (in 32-Bit-Worten) verlängern (selten)
[[IPv4/Header/Format]]
-->
{{:IPv4/Header/Format}}


== Version ==
=== Beschreibung ===
Version des IP-Protokolls
{| class="wikitable sortable options big"
|-
! Feld !! Beschreibung
|-
| <span id="Version"></span>Version || Version des IP-Protokolls
* Hier Version 4
* Hier Version 4
 
|-
== Internet Header Length ==
| <span id="IHL"></span>IHL || Internet Header Length
; IHL
Länge des IP-Protokoll-Kopfes in 32-Bit-Worten an
Länge des IP-Protokoll-Kopfes in 32-Bit-Worten an
* Die minimale Länge beträgt 5 Worte, was auch der Normalfall ist
* Die minimale Länge beträgt 5 Worte, was auch der Normalfall ist
* Vergrößerung durch Angabe von Optionen
* Vergrößerung durch Angabe von Optionen


== Differentiated Services Code Point ==
|-
; DSCP
| <span id="DSCP"></span>DSCP || Differentiated Services Code Point
Eine spezielle Bedeutung kommt in modernen Implementierungen dem früheren Feld ''Type of Service'' (ToS) im zweiten Oktett des IPv4-Headers zu
Das ToS-Feld wurde durch das DS-Feld (''[[DiffServ|differentiated services]]'') ersetzt
* Eine spezielle Bedeutung kommt in modernen Implementierungen dem früheren Feld ''Type of Service'' (ToS) im zweiten Oktett des IPv4-Headers zu
* Ursprünglich diente dieses Feld bei der Vermittlung eines Datenpaketes als Entscheidungshilfe für die beteiligten Router bei der Wahl der Übertragungsparameter
* Ursprünglich diente dieses Feld bei der Vermittlung eines Datenpaketes als Entscheidungshilfe für die beteiligten Router bei der Wahl der Übertragungsparameter
* In modernen Implementierungen wird dieses Feld im Zusammenhang mit der ''[[network congestion avoidance]]'' (Vermeidung von Überlastungen) verwendet
* In modernen Implementierungen wird dieses Feld im Zusammenhang mit der ''[[network congestion avoidance]]'' (Vermeidung von Überlastungen) verwendet
 
|-
Das ToS-Feld wurde durch das DS-Feld (''[[DiffServ|differentiated services]]'') ersetzt
| <span id="ECN"></span>ECN || [[Explicit Congestion Notification|explicit congestion notification]]
* dessen erste sechs Bit als ''differentiated services code point'' (DSCP) und
|-
* dessen letzte beiden Bit als ''[[Explicit Congestion Notification|explicit congestion notification]]'' (ECN) benutzt werden
| Gesamtlänge || Länge des Paketes in Byte inklusive Header
 
== ECN ==
 
=== Servicetypen ===
[[File:ipServicetypes.png|200px]]
 
Mit den Precedence-Bit (0-2) kann eine Priorität von 0 - 7 angegeben werden
* 1000 Minimize-delay
* 0100 Maximize throughput
* 0010 Maximize reliability
* 0001 Minimize monetary costs
* 0000 Normal service
* Bit 7 ohne Bedeutung (reserviert)
Servicetypen werden nicht von allen Routern unterstützt
 
== Gesamtlänge ==
; Länge des Paketes in Byte inklusive Header
* Maximale Paketgröße 65.535 Byte (16 Bit - Feld)
* Maximale Paketgröße 65.535 Byte (16 Bit - Feld)
 
|-
== Identifikation ==
| <span id="Identifikation"></span>Identifikation || Eine eindeutige Identifikation (Zähler)
Eine eindeutige Identifikation (Zähler)
* Diese Kennungen sollten sich nur nach längeren Zeitabständen wiederholen
* Diese Kennungen sollten sich nur nach längeren Zeitabständen wiederholen
** um nicht mit verspäteten PDU in Konflikt zu kommen
** um nicht mit verspäteten PDU in Konflikt zu kommen
|-
| <span id="Flags"></span>Flags ||DF (Don‘t Fragment)
* 0 = May Fragment
* 1 = Don‘t Fragment


== TTL ==
MF (More Fragment)
; Time To Live
* 0 = Last Fragment
: Anzahl der Router, die ein IP-Datagramm passieren darf
* 1 = More Fragment
|-
| <span id="Fragment Offset"></span>Fragment Offset || Fragmentabstand
* Länge relativ zum Beginn des ursprünglichen Datagrams
|-
| <span id="TTL"></span>TTL || Time To Live
* Anzahl der Router, die ein IP-Datagramm passieren darf


Problem
Problem
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* Hält ein Router ein Paket länger als eine Sekunde, verringert er die TTL um 1 je weitere Sekunde
* Hält ein Router ein Paket länger als eine Sekunde, verringert er die TTL um 1 je weitere Sekunde
* Bei Erreichen des Wertes "0", wird Paket verworfen
* Bei Erreichen des Wertes "0", wird Paket verworfen
 
|-
== Sender-IP-Adresse ==
| <span id="Protokoll"></span>Protokoll || Nummer des Transportprotokolls
; 32-Bit IP-Adresse (IPv4)
 
; Unabhängig von zugrundeliegender Netztechnologie
* Das Internet-Protokoll definiert also eine rein logische Netztopologie
 
; Vergabe der IP-Adressen
* wird international von der IANA (Internet Assigned Numbers Association) geregelt
* die IANA verteilt die Organisation auf mehrere Unterorganisationen
* Die in Europa zuständige Organisation ist das RIPE (Réseaux IP Européens)
 
== Empfänger-IP-Adresse ==
 
== Flags ==
=== DF, MF ===
; DF (Don‘t Fragment)
* 0 = May Fragment
* 1 = Don‘t Fragment
; MF (More Fragment)
* 0 = Last Fragment
* 1 = More Fragment
 
== Fragment Offset ==
; Fragmentabstand
* Länge relativ zum Beginn des ursprünglichen Datagrams
 
== Protokoll ==
; Nummer des Transportprotokolls
Legt fest, welches Protokoll für die Weiterverarbeitung auf 03 zuständig ist (demultiplexing)
Legt fest, welches Protokoll für die Weiterverarbeitung auf 03 zuständig ist (demultiplexing)
* gemäß RFC 1700 (Assigned Numbers)
* gemäß RFC 1700 (Assigned Numbers)
* /etc/protocol
* /etc/protocol
* %SYSTEMROOT%\system32\drivers\etc\protocol
* %SYSTEMROOT%\system32\drivers\etc\protocol
 
|-
; Ausgewählte IP-Protokollnummern
| <span id="Header-Prüfsumme"></span>Header-Prüfsumme || Prüfsumme
Wird über den gesamten IP Header berechnet


== Header-Prüfsumme ==
Berechnung beim Sender
; Prüfsumme
* wird über den gesamten IP Header berechnet
; Berechnung beim Sender
* setze das checksum Feld auf 0
* setze das checksum Feld auf 0
* XOR über alle 16-bit Worte im Header
* XOR über alle 16-bit Worte im Header
* das Ergebnis wird bitweise invertiert und stellt dann den Wert für das checksum Feld dar
* das Ergebnis wird bitweise invertiert und stellt dann den Wert für das checksum Feld dar
; Check beim Emfänger
 
Check beim Emfänger
* XOR über alle 16-bit Worte im Header (inkl. checksum)
* XOR über alle 16-bit Worte im Header (inkl. checksum)
* OK, wenn im Ergebnis alle bits auf 1 stehen
* OK, wenn im Ergebnis alle bits auf 1 stehen
|-
| <span id="Sender-IP-Adresse"></span>Sender-IP-Adresse || 32-Bit IPv4-Adresse


== Nutzdaten ==
Unabhängig von zugrundeliegender Netztechnologie
* Segmente und Datagramme höherer Protokolle
* Das Internet-Protokoll definiert also eine rein logische Netztopologie
* Meist TCP oder UDP
 
Vergabe der IP-Adressen
Wird international von der [[IANA]] ([[Internet Assigned Numbers Association]]) geregelt
* IANA verteilt die Organisation auf mehrere Unterorganisationen
* Für Europa ist dies das [[RIPE]] (Réseaux IP Européens)
 
|-
| <span id="Empfänger-IP-Adresse"></span>Empfänger-IP-Adresse ||
|-
| <span id="Optionen"></span>Optionen ||Größtenteils ungenutzt
* [[#Optionen|Optionen]]
* können den Header bis auf 60 Bytes (in 4-Byte-Schritten) verlängern
 
Ohne Optionen ist der IPv4-Header 20 Bytes lang
* Wortlänge 32 Bit (4 Byte)
* Daten im Feld ''Optionen'' können den Header auf maximal 60 Byte (in 32-Bit-Worten) verlängern (selten)


== Optionen ==
Erweiterbarkeit des Headers
Erweiterbarkeit des Headers
* Variable Länge (max. 40 Byte)
* Variable Länge (max. 40 Byte)


==== Source Routing ====
Source Routing
* Liste von Routern, die ein Datagram durchlaufen soll
* Liste von Routern, die ein Datagram durchlaufen soll
* Der genommene Weg wird aufgezeichnet (max. 9 Hops)
* Der genommene Weg wird aufgezeichnet (max. 9 Hops)
; loose
 
Die Angegebenen IP Adressen müssen nicht benachbart sein
loose
; strict
* Die Angegebenen IP Adressen müssen nicht benachbart sein
Die Angegebenen IP Adressen müssen benachbart sein
 
strict
* Die Angegebenen IP Adressen müssen benachbart sein
 
* sonst wird das Paket verworfen und eine ICMP source route failed Nachricht an den Sender geschickt
* sonst wird das Paket verworfen und eine ICMP source route failed Nachricht an den Sender geschickt
* Source Routing ist nahezu überall abgeschaltet, da es ein Sicherheitsrisiko darstellt (IP Spoofing)
* Source Routing ist nahezu überall abgeschaltet, da es ein Sicherheitsrisiko darstellt (IP Spoofing)


==== Record Route ====
 
 
Record Route
 
Router hängen ihre IP-Adresse an das Optionsfeld an
Router hängen ihre IP-Adresse an das Optionsfeld an


==== Zeitstempel ====
Zeitstempel
 
IP-Adresse und Zeitpunkt des Durchlaufes werden aufgezeichnet
IP-Adresse und Zeitpunkt des Durchlaufes werden aufgezeichnet


=== Padding ===
|-
Auffüllen des Wortes auf 32-Bit
|<span id="Padding"></span>Padding || Auffüllen des Wortes auf 32-Bit
 
|}
=== Payload ===


== Payload ==
; Nutzdaten
* [[Segment]] (TCP)
* [[Datagramm]] (UDP)
* …


<noinclude>
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== Anhang ==
= Anhang =


=== Siehe auch ===
=== Siehe auch ===
<div style="column-count:3">
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<categorytree hideroot=on mode="pages">{{BASEPAGENAME}}</categorytree>
<categorytree hideroot=on mode="pages">{{BASEPAGENAME}}</categorytree>
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=== Links ===
=== Links ===
==== Weblinks ====
==== Weblinks ====
# https://de.wikipedia.org/wiki/IP-Paket


 
[[Kategorie:IPv4/Header]]
[[Kategorie:new]]


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</noinclude>

Aktuelle Version vom 30. Juni 2025, 14:26 Uhr

IPv4/Header - Metadaten eines IP-Datagramms

Beschreibung

IPv4-Header ist mindestens (meist) 20 Bytes lang
Ethernet

Im Typfeld des Ethernet-Frames wird für IPv4 080016

Header-Felder

0-3 4-7 8-13 14-15 16-18 19-23 24-27 28-31
Version IHL DSCP ECN Gesamtlänge H
e
a
d
e
r
Identifikation Flags Fragment Offset
TTL Protokoll Header-Prüfsumme
Sender-IP-Adresse
Empfänger-IP-Adresse
Optionen
Optionen Padding

Payload

Beschreibung

Feld Beschreibung
Version Version des IP-Protokolls
  • Hier Version 4
IHL Internet Header Length

Länge des IP-Protokoll-Kopfes in 32-Bit-Worten an

  • Die minimale Länge beträgt 5 Worte, was auch der Normalfall ist
  • Vergrößerung durch Angabe von Optionen
DSCP Differentiated Services Code Point

Das ToS-Feld wurde durch das DS-Feld (differentiated services) ersetzt

  • Eine spezielle Bedeutung kommt in modernen Implementierungen dem früheren Feld Type of Service (ToS) im zweiten Oktett des IPv4-Headers zu
  • Ursprünglich diente dieses Feld bei der Vermittlung eines Datenpaketes als Entscheidungshilfe für die beteiligten Router bei der Wahl der Übertragungsparameter
  • In modernen Implementierungen wird dieses Feld im Zusammenhang mit der network congestion avoidance (Vermeidung von Überlastungen) verwendet
ECN explicit congestion notification
Gesamtlänge Länge des Paketes in Byte inklusive Header
  • Maximale Paketgröße 65.535 Byte (16 Bit - Feld)
Identifikation Eine eindeutige Identifikation (Zähler)
  • Diese Kennungen sollten sich nur nach längeren Zeitabständen wiederholen
    • um nicht mit verspäteten PDU in Konflikt zu kommen
Flags DF (Don‘t Fragment)
  • 0 = May Fragment
  • 1 = Don‘t Fragment

MF (More Fragment)

  • 0 = Last Fragment
  • 1 = More Fragment
Fragment Offset Fragmentabstand
  • Länge relativ zum Beginn des ursprünglichen Datagrams
TTL Time To Live
  • Anzahl der Router, die ein IP-Datagramm passieren darf

Problem

  • Beim Routen durch vermaschte Netze, können Datagramme/ Fragmente ziellos und unendlich lange kreisen
  • Die verbrauchten Ressourcen können ein Netzwerk bis zum Stillstand belasten

Lösung

  • Jeder Knoten (Router) verringert diesen Wert um mindestens 1
  • Hält ein Router ein Paket länger als eine Sekunde, verringert er die TTL um 1 je weitere Sekunde
  • Bei Erreichen des Wertes "0", wird Paket verworfen
Protokoll Nummer des Transportprotokolls

Legt fest, welches Protokoll für die Weiterverarbeitung auf 03 zuständig ist (demultiplexing)

  • gemäß RFC 1700 (Assigned Numbers)
  • /etc/protocol
  • %SYSTEMROOT%\system32\drivers\etc\protocol
Header-Prüfsumme Prüfsumme

Wird über den gesamten IP Header berechnet

Berechnung beim Sender

  • setze das checksum Feld auf 0
  • XOR über alle 16-bit Worte im Header
  • das Ergebnis wird bitweise invertiert und stellt dann den Wert für das checksum Feld dar

Check beim Emfänger

  • XOR über alle 16-bit Worte im Header (inkl. checksum)
  • OK, wenn im Ergebnis alle bits auf 1 stehen
Sender-IP-Adresse 32-Bit IPv4-Adresse

Unabhängig von zugrundeliegender Netztechnologie

  • Das Internet-Protokoll definiert also eine rein logische Netztopologie

Vergabe der IP-Adressen Wird international von der IANA (Internet Assigned Numbers Association) geregelt

  • IANA verteilt die Organisation auf mehrere Unterorganisationen
  • Für Europa ist dies das RIPE (Réseaux IP Européens)
Empfänger-IP-Adresse
Optionen Größtenteils ungenutzt
  • Optionen
  • können den Header bis auf 60 Bytes (in 4-Byte-Schritten) verlängern

Ohne Optionen ist der IPv4-Header 20 Bytes lang

  • Wortlänge 32 Bit (4 Byte)
  • Daten im Feld Optionen können den Header auf maximal 60 Byte (in 32-Bit-Worten) verlängern (selten)

Erweiterbarkeit des Headers

  • Variable Länge (max. 40 Byte)

Source Routing

  • Liste von Routern, die ein Datagram durchlaufen soll
  • Der genommene Weg wird aufgezeichnet (max. 9 Hops)

loose

  • Die Angegebenen IP Adressen müssen nicht benachbart sein

strict

  • Die Angegebenen IP Adressen müssen benachbart sein
  • sonst wird das Paket verworfen und eine ICMP source route failed Nachricht an den Sender geschickt
  • Source Routing ist nahezu überall abgeschaltet, da es ein Sicherheitsrisiko darstellt (IP Spoofing)


Record Route

Router hängen ihre IP-Adresse an das Optionsfeld an

Zeitstempel

IP-Adresse und Zeitpunkt des Durchlaufes werden aufgezeichnet

Padding Auffüllen des Wortes auf 32-Bit

Payload

Nutzdaten


Anhang

Siehe auch


Dokumentation

Links

Weblinks

  1. https://de.wikipedia.org/wiki/IP-Paket