IPv4/Header: Unterschied zwischen den Versionen
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* Das ToS-Feld wurde durch das DS-Feld (''[[DiffServ|differentiated services]]'') ersetzt, dessen erste sechs Bits als ''differentiated services code point'' (DSCP) und dessen letzte beiden Bits als ''[[Explicit Congestion Notification|explicit congestion notification]]'' (ECN) benutzt werden. | * Das ToS-Feld wurde durch das DS-Feld (''[[DiffServ|differentiated services]]'') ersetzt, dessen erste sechs Bits als ''differentiated services code point'' (DSCP) und dessen letzte beiden Bits als ''[[Explicit Congestion Notification|explicit congestion notification]]'' (ECN) benutzt werden. | ||
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Version vom 2. Oktober 2022, 20:47 Uhr
Header-Format
Der IPv4-Header ist normalerweise 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.
IPv4 bietet verschiedene, größtenteils ungenutzte Optionen, die den Header bis auf 60 Bytes (in 4-Byte-Schritten) verlängern können.
| 0–3 | 4–7 | 8–13 | 14–15 | 16–18 | 19–23 | 24–27 | 28–31 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Version | IHL | DSCP | ECN | Gesamtlänge | |||
| Identifikation | Flags | Fragment Offset | |||||
| TTL | Protokoll | Header-Prüfsumme | |||||
| Quell-IP-Adresse | |||||||
| Ziel-IP-Adresse | |||||||
evtl.
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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 Bits als differentiated services code point (DSCP) und dessen letzte beiden Bits als explicit congestion notification (ECN) benutzt werden.
Version
- Die Version des IP-Protokolls
- Wir behandeln hier Version 4
Länge
- Dieses Feld gibt die 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
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
Paketlänge
- 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.
Paketübertragung im Internet
TTL
- Time To Live
- Dieses Feld gibt an, wie lange das Paket maximal unterwegs sein darf
- Problem
- Beim Routen durch vermaschte Netze, können Datagramme/ Fragmente ziellos und unendlich lange kreisen
- Das verbraucht Ressourcen und kann Netzwerke 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- und Empfänger-Adressen
- 32-Bit IP-Adresse (IPv4)
- 128-Bit IP-Adresse (IPv6)
- 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)
- /etc/protocol
- %SYSTEMROOT%\system32\drivers\etc\protocol
- Ausgewählte IP-Protokollnummern
Weitere Felder
- 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
- Flexible Erweiterbarkeit des Headers
- Variable Länge (max. 40 Byte)
- Folgende Optionen sind möglich
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
- Zusätzlich zur IP-Adresse wird die Uhrzeit des Durchlaufes angehangen
Füllzeichen
- Auffüllen des Headers auf ein Vielfaches von 32-Bit