IPv4/Header: Unterschied zwischen den Versionen
Keine Bearbeitungszusammenfassung |
K Textersetzung - „Man-Pages“ durch „Man-Page“ |
||
(7 dazwischenliegende Versionen desselben Benutzers werden nicht angezeigt) | |||
Zeile 1: | Zeile 1: | ||
'''topic''' - | '''topic''' - Beschreibung | ||
== Beschreibung == | == Beschreibung == | ||
=== Paketlänge === | === Paketlänge === | ||
Ein [[IP-Paket]] besteht aus einem [[IP-Header|Header]] und den eigentlichen Daten | Ein [[IP-Paket]] besteht aus einem [[IP-Header|Header]] und den eigentlichen Daten | ||
* Der Datenteil enthält in der Regel ein weiteres Protokoll, meist [[Transmission Control Protocol|TCP]], [[User Datagram Protocol|UDP]] oder [[Internet Control Message Protocol|ICMP]] | * Der Datenteil enthält in der Regel ein weiteres Protokoll, meist [[Transmission Control Protocol|TCP]], [[User Datagram Protocol|UDP]] oder [[Internet Control Message Protocol|ICMP]] | ||
* Die maximale Länge eines IP-Pakets beträgt 65535 Bytes (2<sup>16</sup>−1), die maximale Datenlänge 65515 Bytes (Paketlänge – minimale Headerlänge von 20 Byte) | * Die maximale Länge eines IP-Pakets beträgt 65535 Bytes (2<sup>16</sup>−1), die maximale Datenlänge 65515 Bytes (Paketlänge – minimale Headerlänge von 20 Byte) | ||
* Normalerweise beschränkt der Sender die Paketlänge auf diejenige des zugrundeliegenden Mediums | * Normalerweise beschränkt der Sender die Paketlänge auf diejenige des zugrundeliegenden Mediums | ||
* Bei [[Ethernet]] beträgt die sogenannte [[Maximum Transmission Unit|MTU]] (''Maximum Transmission Unit'') 1500 Bytes, da ein Ethernet-Datenpaket maximal 1518 Bytes lang sein darf und 18 Bytes vom Ethernet selbst belegt werden | * Bei [[Ethernet]] beträgt die sogenannte [[Maximum Transmission Unit|MTU]] (''Maximum Transmission Unit'') 1500 Bytes, da ein Ethernet-Datenpaket maximal 1518 Bytes lang sein darf und 18 Bytes vom Ethernet selbst belegt werden | ||
* Für IP (Header und Daten) stehen also nur 1500 Bytes zur Verfügung | * Für IP (Header und Daten) stehen also nur 1500 Bytes zur Verfügung | ||
* Deshalb ist die Länge von IP-Paketen oft auf 1500 Bytes festgesetzt | * Deshalb ist die Länge von IP-Paketen oft auf 1500 Bytes festgesetzt | ||
== Header-Format == | == Header-Format == | ||
; Der IPv4-Header ist meist 20 Bytes lang | ; Der IPv4-Header ist 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 | * 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 | * 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 | * Im Typfeld des Ethernet-Frames wird für IPv4 ''0800<sub>16</sub>'' eingetragen | ||
Zeile 21: | Zeile 21: | ||
* Daten im Feld ''Optionen'' können den Header auf maximal 60 Byte (in 32-Bit-Worten) verlängern (selten) | * Daten im Feld ''Optionen'' können den Header auf maximal 60 Byte (in 32-Bit-Worten) verlängern (selten) | ||
{| class="wikitable" \n! style="text-align:center !important; font-weight: normal;" "width="3%"| 00 | |||
{| class=" | |||
! style="text-align:center !important; font-weight: normal;" "width="3%"| 00 | |||
! style="text-align:center !important; font-weight: normal;" "width="3%"| 01 | ! style="text-align:center !important; font-weight: normal;" "width="3%"| 01 | ||
! style="text-align:center !important; font-weight: normal;" "width="3%"| 02 | ! style="text-align:center !important; font-weight: normal;" "width="3%"| 02 | ||
Zeile 55: | Zeile 53: | ||
! style="text-align:center !important; font-weight: normal;" "width="3%"| 30 | ! style="text-align:center !important; font-weight: normal;" "width="3%"| 30 | ||
! style="text-align:center !important; font-weight: normal;" "width="3%"| 31 | ! style="text-align:center !important; font-weight: normal;" "width="3%"| 31 | ||
! style="text-align:center !important; font-weight: normal;" "width="3%"| | ! style="text-align:center !important; font-weight: normal;" "width="3%"| | ||
|- | |- | ||
| style="background-color:#d6c4ff;" colspan="4"| [[IPv4/Header#Version|Version]] | | style="background-color:#d6c4ff;" colspan="4"| [[IPv4/Header#Version|Version]] | ||
Zeile 76: | Zeile 74: | ||
|style="background-color:#ffbfc0;" colspan="32"| [[IPv4/Header#Empfänger-IP-Adresse|Empfänger-IP-Adresse]] | |style="background-color:#ffbfc0;" colspan="32"| [[IPv4/Header#Empfänger-IP-Adresse|Empfänger-IP-Adresse]] | ||
|- | |- | ||
|style="background-color:#fff1b0;" colspan="24"| [[IPv4/Header#Optionen|Optionen]] | |style="background-color:#fff1b0;" colspan="24"| [[IPv4/Header#Optionen|Optionen]] | ||
|style="background-color:#d6c4ff;" colspan="8"| [[IPv4/Header#Padding|Padding]] | |style="background-color:#d6c4ff;" colspan="8"| [[IPv4/Header#Padding|Padding]] | ||
|- | |- | ||
|style="background-color:#d9e4ff;" colspan="32" | | |style="background-color:#d9e4ff;" colspan="32" | | ||
[[IPv4/Header#Payload|Payload]] | [[IPv4/Header#Payload|Payload]] | ||
Zeile 102: | Zeile 100: | ||
| Differentiated Services Code Point || | | Differentiated Services Code Point || | ||
* DSCP | * DSCP | ||
Eine spezielle Bedeutung kommt in modernen Implementierungen dem früheren Feld ''Type of Service'' (ToS) im zweiten Oktett des IPv4-Headers zu | 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 | Das ToS-Feld wurde durch das DS-Feld (''[[DiffServ|differentiated services]]'') ersetzt | ||
* dessen erste sechs Bit als ''differentiated services code point'' (DSCP) und | * 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 | * dessen letzte beiden Bit als ''[[Explicit Congestion Notification|explicit congestion notification]]'' (ECN) benutzt werden | ||
|- | |- | ||
| ECN || | | ECN || | ||
; Servicetypen | ; Servicetypen | ||
[[File:ipServicetypes.png|200px]] | [[File:ipServicetypes.png|200px]] | ||
Mit den Precedence-Bit (0-2) kann eine Priorität von 0 - 7 angegeben werden | Mit den Precedence-Bit (0-2) kann eine Priorität von 0 - 7 angegeben werden | ||
Zeile 130: | Zeile 128: | ||
** um nicht mit verspäteten PDU in Konflikt zu kommen | ** um nicht mit verspäteten PDU in Konflikt zu kommen | ||
|- | |- | ||
| TTL || | | TTL || | ||
; Time To Live | ; Time To Live | ||
: Anzahl der Router, die ein IP-Datagramm passieren darf | : Anzahl der Router, die ein IP-Datagramm passieren darf | ||
Zeile 149: | Zeile 147: | ||
* Die in Europa zuständige Organisation ist das RIPE (Réseaux IP Européens) | * Die in Europa zuständige Organisation ist das RIPE (Réseaux IP Européens) | ||
|- | |- | ||
| Empfänger-IP-Adresse || | | Empfänger-IP-Adresse || | ||
|- | |- | ||
| Flags || | | Flags || | ||
|- | |- | ||
| DF, MF || | | DF, MF || | ||
; DF (Don‘t Fragment) | ; DF (Don‘t Fragment) | ||
* 0 = May Fragment | * 0 = May Fragment | ||
Zeile 161: | Zeile 159: | ||
* 1 = More Fragment | * 1 = More Fragment | ||
|- | |- | ||
| Fragment Offset || | | Fragment Offset || | ||
; Fragmentabstand | ; Fragmentabstand | ||
* Länge relativ zum Beginn des ursprünglichen Datagrams | * Länge relativ zum Beginn des ursprünglichen Datagrams | ||
Zeile 172: | Zeile 170: | ||
; Ausgewählte IP-Protokollnummern | ; Ausgewählte IP-Protokollnummern | ||
|- | |- | ||
| Header-Prüfsumme || | | Header-Prüfsumme || | ||
; Prüfsumme | ; Prüfsumme | ||
* wird über den gesamten IP Header berechnet | * wird über den gesamten IP Header berechnet | ||
Zeile 178: | Zeile 176: | ||
* 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) | ||
Zeile 206: | Zeile 204: | ||
| Padding || Auffüllen des Wortes auf 32-Bit | | Padding || Auffüllen des Wortes auf 32-Bit | ||
|- | |- | ||
| Payload || | | Payload || | ||
|} | |} | ||
Zeile 220: | Zeile 218: | ||
=== Differentiated Services Code Point === | === Differentiated Services Code Point === | ||
* DSCP | * DSCP | ||
Eine spezielle Bedeutung kommt in modernen Implementierungen dem früheren Feld ''Type of Service'' (ToS) im zweiten Oktett des IPv4-Headers zu | 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 | Das ToS-Feld wurde durch das DS-Feld (''[[DiffServ|differentiated services]]'') ersetzt | ||
Zeile 268: | Zeile 266: | ||
; 32-Bit IP-Adresse (IPv4) | ; 32-Bit IP-Adresse (IPv4) | ||
; Unabhängig von | ; Unabhängig von zugrundeliegender Netztechnologie | ||
* Das Internet-Protokoll definiert also eine rein logische Netztopologie | * Das Internet-Protokoll definiert also eine rein logische Netztopologie | ||
; | ; Vergabe der IP-Adressen | ||
* wird international von der IANA (Internet Assigned Numbers Association) geregelt | * wird international von der IANA (Internet Assigned Numbers Association) geregelt | ||
* die IANA verteilt die Organisation auf mehrere Unterorganisationen | * die IANA verteilt die Organisation auf mehrere Unterorganisationen | ||
Zeile 306: | Zeile 304: | ||
* 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) | ||
Zeile 339: | Zeile 337: | ||
=== Payload === | === Payload === | ||
<noinclude> | <noinclude> | ||
Zeile 349: | Zeile 346: | ||
==== Dokumentation ==== | ==== Dokumentation ==== | ||
===== RFC ===== | ===== RFC ===== | ||
===== Man- | ===== Man-Page ===== | ||
===== Info-Pages ===== | ===== Info-Pages ===== | ||
==== Links ==== | ==== Links ==== | ||
Zeile 355: | Zeile 352: | ||
===== Weblinks ===== | ===== Weblinks ===== | ||
[[Kategorie:IPv4]] | [[Kategorie:IPv4/Header]] | ||
</noinclude> | </noinclude> |
Aktuelle Version vom 6. November 2024, 12:27 Uhr
topic - Beschreibung
Beschreibung
Paketlänge
Ein IP-Paket besteht aus einem Header und den eigentlichen Daten
- Der Datenteil enthält in der Regel ein weiteres Protokoll, meist TCP, UDP oder ICMP
- Die maximale Länge eines IP-Pakets beträgt 65535 Bytes (216−1), die maximale Datenlänge 65515 Bytes (Paketlänge – minimale Headerlänge von 20 Byte)
- Normalerweise beschränkt der Sender die Paketlänge auf diejenige des zugrundeliegenden Mediums
- Bei Ethernet beträgt die sogenannte MTU (Maximum Transmission Unit) 1500 Bytes, da ein Ethernet-Datenpaket maximal 1518 Bytes lang sein darf und 18 Bytes vom Ethernet selbst belegt werden
- Für IP (Header und Daten) stehen also nur 1500 Bytes zur Verfügung
- Deshalb ist die Länge von IP-Paketen oft auf 1500 Bytes festgesetzt
Header-Format
- Der IPv4-Header ist meist 20 Bytes lang
- Bei Übertragung auf Basis von Ethernet folgt er dem Ethernet-Typfeld, das für IPv4-Pakete auf 080016 festgelegt ist
- Auf anderen Übertragungsmedien und Protokollen kann der Header auch der erste Eintrag sein
- Im Typfeld des Ethernet-Frames wird für IPv4 080016 eingetragen
- IPv4 bietet verschiedene, größtenteils ungenutzte Optionen, die den Header bis auf 60 Bytes (in 4-Byte-Schritten) verlängern können
- 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)
01 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 07 | 08 | 09 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 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 | Padding | |||||||||||||||||||||||||||||||
Header-Felder
Option | Beschreibung |
---|---|
Version |
|
Internet Header Length |
|
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 (differentiated services) ersetzt
|
ECN |
Mit den Precedence-Bit (0-2) kann eine Priorität von 0 - 7 angegeben werden
Servicetypen werden nicht von allen Routern unterstützt |
Gesamtlänge |
|
Identifikation |
|
TTL |
|
Sender-IP-Adresse | ; 32-Bit IP-Adresse (IPv4)
|
Empfänger-IP-Adresse | |
Flags | |
DF, MF |
|
Fragment Offset |
|
Protokoll | ; Nummer des Transportprotokolls
|
Header-Prüfsumme |
|
Nutzdaten |
|
Optionen | Erweiterbarkeit des Headers
|
= Source Routing = |
Die Angegebenen IP Adressen müssen nicht benachbart sein
Die Angegebenen IP Adressen müssen benachbart sein
|
= 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 |
Version
- Version des IP-Protokolls
- Hier Version 4
Internet Header Length
- IHL
- 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
Differentiated Services Code Point
- DSCP
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
Das ToS-Feld wurde durch das DS-Feld (differentiated services) ersetzt
- dessen erste sechs Bit als differentiated services code point (DSCP) und
- dessen letzte beiden Bit als explicit congestion notification (ECN) benutzt werden
ECN
Servicetypen
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
- Die Länge des Paketes in Byte inklusive Protokoll-Kopf
- 16 Bit – Feld (Maximale Paketgröße = 65.535 Byte)
Identifikation
- Eine eindeutige Identifikation (Zähler)
- Diese Kennungen sollten sich nur nach längeren Zeitabständen wiederholen
- um nicht mit verspäteten PDU in Konflikt zu kommen
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
Sender-IP-Adresse
- 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)
- gemäß RFC 1700 (Assigned Numbers)
- /etc/protocol
- %SYSTEMROOT%\system32\drivers\etc\protocol
- Ausgewählte IP-Protokollnummern
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
Nutzdaten
- Segmente und Datagramme höherer Protokolle
- Meist TCP oder UDP
Optionen
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