IPv4/Header
topic kurze Beschreibung
Beschreibung
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.
Dokumentation
RFC
Man-Pages
Info-Pages
Siehe auch
Links
Projekt-Homepage
Weblinks
Einzelnachweise
Testfragen
Testfrage 1
Antwort1
Testfrage 2
Antwort2
Testfrage 3
Antwort3
Testfrage 4
Antwort4
Testfrage 5
Antwort5
TMP
Beschreibung
- Ohne Optionen ist der IPv4-Header 20 Bytes lang
- Wortlänge 32 Bit (4 Byte)
- Daten im Feld Optionen können den Header auf maximal 60 Bytes (in 32-Bit-Worten) verlängern (selten)
- Im Typfeld des Ethernet-Frames wird für IPv4 080016 eingetragen
| 00 | 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Quell-IP-Adresse | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ziel-IP-Adresse | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Optionen | Padding | |||||||||||||||||||||||||||||||
|
Payload | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Version
- Version des IP-Protokolls
- 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
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.
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
- 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- und Empfänger-Adressen
- 32-Bit IP-Adresse (IPv4)
- 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
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
Füllzeichen
Auffüllen des Wortes auf 32-Bit