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IPv4/Header: Unterschied zwischen den Versionen

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== Felder im IP-Header ==
'''{{BASEPAGENAME}}''' - Metadaten eines [[IP-Datagramm]]s
[[File:ipHeaderEng.png|450px]]


=== IP-Header englisch ===
== Beschreibung ==
[[File:ipHeader.png|450px]]
; IPv4-Header ist mindestens (meist) 20 Bytes lang


=== Version ===
; Ethernet
* Die Version des IP-Protokolls
Im [[Typfeld]] des [[Ethernet/Frame|Ethernet-Frame]]s wird für IPv4 ''0800<sub>16</sub>''
* Wir behandeln hier Version 4


=== Länge ===
== Header-Felder ==
* Dieses Feld gibt die Länge des IP-Protokoll-Kopfes in 32-Bit-Worten an
<!--
[[IPv4/Header/Format]]
-->
{{:IPv4/Header/Format}}
 
=== Beschreibung ===
{| class="wikitable sortable options big"
|-
! Feld !! Beschreibung
|-
| <span id="Version"></span>Version || Version des IP-Protokolls
* Hier Version 4
|-
| <span id="IHL"></span>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
* Die minimale Länge beträgt 5 Worte, was auch der Normalfall ist
* Vergrößerung durch Angabe von Optionen
* Vergrößerung durch Angabe von Optionen


=== Servicetypen ===
|-
Mit den Precedence-Bit (0-2) kann eine Priorität von 0 - 7 angegeben werden
| <span id="DSCP"></span>DSCP || Differentiated Services Code Point
* 1000 Minimize-delay
Das ToS-Feld wurde durch das DS-Feld (''[[DiffServ|differentiated services]]'') ersetzt
* 0100 Maximize throughput
* Eine spezielle Bedeutung kommt in modernen Implementierungen dem früheren Feld ''Type of Service'' (ToS) im zweiten Oktett des IPv4-Headers zu
* 0010 Maximize reliability
* Ursprünglich diente dieses Feld bei der Vermittlung eines Datenpaketes als Entscheidungshilfe für die beteiligten Router bei der Wahl der Übertragungsparameter
* 0001 Minimize monetary costs
* In modernen Implementierungen wird dieses Feld im Zusammenhang mit der ''[[network congestion avoidance]]'' (Vermeidung von Überlastungen) verwendet
* 0000 Normal service
|-
* Bit 7 ohne Bedeutung (reserviert)
| <span id="ECN"></span>ECN || [[Explicit Congestion Notification|explicit congestion notification]]
Servicetypen werden nicht von allen Routern unterstützt
|-
| Gesamtlänge || Länge des Paketes in Byte inklusive Header
* Maximale Paketgröße 65.535 Byte (16 Bit - Feld)
|-
| <span id="Identifikation"></span>Identifikation || Eine eindeutige Identifikation (Zähler)
* Diese Kennungen sollten sich nur nach längeren Zeitabständen wiederholen
** 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


=== Paketlänge und Identifikation  ===
MF (More Fragment)
Paket-Länge
* 0 = Last Fragment
* Die Länge des Paketes in Byte inklusive Protokoll-Kopf
* 1 = More Fragment
16 Bit – Feld (Maximale Paketgröße = 65.535 Byte)
|-
| <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


Identifikation
Problem
* Eine eindeutige Identifikation (Zähler)
* Diese Kennungen sollten sich nur nach längeren Zeitabständen wiederholen, um nicht mit verspäteten PDU in Konflikt zu kommen
 
=== Paketübertragung im Internet ===
 
=== TTL ===
Time To Live
* Dieses Feld gibt an, wie lange das Paket maximal unterwegs sein darf
 
Das Problem
* Beim Routen durch vermaschte Netze, können Datagramme/ Fragmente ziellos und unendlich lange kreisen
* Beim Routen durch vermaschte Netze, können Datagramme/ Fragmente ziellos und unendlich lange kreisen
* Das verbraucht Ressourcen und kann Netzwerke bis zum Stillstand belasten
* Die verbrauchten Ressourcen können ein Netzwerk bis zum Stillstand belasten


Die Lösung
Lösung
* Jeder Knoten (Router) verringert diesen Wert um mindestens 1
* 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
* 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- und Empfänger-Adressen ===
| <span id="Protokoll"></span>Protokoll || Nummer des Transportprotokolls
* 32-Bit IP-Adresse (IPv4), 128-Bit IP-Adresse (IPv6)
Legt fest, welches Protokoll für die Weiterverarbeitung auf 03 zuständig ist (demultiplexing)
* unabhängig von der zugrunde liegenden Netztechnologie
* Das Internet-Protokoll definiert also eine rein logische Netztopologie
* Die 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)
 
=== DF, MF und Fragmentabstand ===
* DF (Don‘t Fragment)
* 0 = May Fragment
* 1 = Don‘t Fragment
* MF (More Fragment)
* 0 = Last Fragment
* 1 = More Fragment
* Fragmentabstand
* Länge relativ zum Beginn des ursprünglichen Datagram
 
=== Protokoll ===
* Nummer des Transportprotokolls
* 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


=== Weitere Felder ===
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
* Füllzeichen
|-
* Auffüllen des Headers auf ein Vielfaches von 32-Bit
| <span id="Sender-IP-Adresse"></span>Sender-IP-Adresse || 32-Bit IPv4-Adresse
* Nutzdaten
 
* Segmente und Datagramme höherer Protokolle
Unabhängig von zugrundeliegender Netztechnologie
* Meist TCP oder UDP
* Das Internet-Protokoll definiert also eine rein logische Netztopologie
* XX IP-Header im Detail 8 - Optionen
 
* Flexible Erweiterbarkeit des Headers
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)
 
Erweiterbarkeit des Headers
* Variable Länge (max. 40 Byte)
* Variable Länge (max. 40 Byte)
* Folgende Optionen sind möglich
 
* 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
 
* strict: die Angegebenen IP Adressen müssen benachbart sein
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
* 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
 
* Router hängen ihre IP-Adresse an das Optionsfeld an
 
* Zeitstempel
 
* Zusätzlich zur IP-Adresse wird die Uhrzeit des Durchlaufes angehangen
Record Route
 
Router hängen ihre IP-Adresse an das Optionsfeld an
 
Zeitstempel
 
IP-Adresse und Zeitpunkt des Durchlaufes werden aufgezeichnet
 
|-
|<span id="Padding"></span>Padding || Auffüllen des Wortes auf 32-Bit
|}
 
== Payload ==
; Nutzdaten
* [[Segment]] (TCP)
* [[Datagramm]] (UDP)
* …
 
<noinclude>
 
= Anhang =
 
=== Siehe auch ===
<div style="column-count:2">
<categorytree hideroot=on mode="pages">{{BASEPAGENAME}}</categorytree>
</div>
----
{{Special:PrefixIndex/{{BASEPAGENAME}}/}}
=== Dokumentation ===
<!--
; Man-Page
# [https://manpages.debian.org/stable/procps/pgrep.1.de.html prep(1)]
 
; Info-Pages
-->
 
=== Links ===
==== Weblinks ====
# https://de.wikipedia.org/wiki/IP-Paket
 
[[Kategorie:IPv4/Header]]
 
</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


Abgerufen von „https://wiki.foxtom.de/index.php?title=IPv4/Header&oldid=148113“