Übersicht über das IPv4-Header-Format

Ich bin mir sicher, dass Sie mit diesem IPv4 bereits vertraut sind. Es ist die vierte Überarbeitung des Internetprotokolls. Neben IPv6 ist es eine der zentralen Grundlagen des modernen Internets. Da das Internetprotokoll auf der Übertragung von Paketen basiert, wird diesen Paketen das IPv4-Header-Format vorangestellt.

Diese Header dienen dazu, Informationen über die Länge des Pakets, die IP-Version und natürlich sowohl den Ursprung als auch das Ziel des IP-Pakets zusammen mit allen anderen erforderlichen Informationen über das Paket zu übertragen.

Ein IPv4-Paket-Header enthält insgesamt 14 Felder. Von diesen 14 Feldern ist nur eines optional, das als Optionskomponente bezeichnet wird.

Liste der IPv4-Headerformat-Komponenten:

  1. Ausführung.
  2. Länge des Internet-Headers.
  3. Art der Leistung.
  4. Explizite Staubenachrichtigung.
  5. Gesamtlänge.
  6. Identifizierung.
  7. Flaggen.
  8. Fragmentversatz
  9. Zeit zu leben.
  10. Protokoll.
  11. Prüfsumme des Headers.
  12. Quelladresse.
  13. Zieladresse.
  14. Optionen.

Werfen wir einen Blick auf diese Komponenten, ihre Größen und ihre Möglichkeiten:

  • Version : Das erste Headerfeld ist ein 4-Bit-Versionsindikator. Im Falle von IPv4 wird der Wert seiner vier Bits auf 0100 gesetzt, was 4 in binärer Form anzeigt.
  • Internet-Header-Länge: IHL ist das zweite Feld eines IPv4-Headers und hat eine Größe von 4 Bit. Diese Header-Komponente wird verwendet, um anzuzeigen, wie viele 32-Bit-Wörter im Header vorhanden sind. Wie wir wissen, haben IPv4-Header eine variable Größe, sodass hier die Größe des Headers angegeben wird, um Fehler zu vermeiden. Diese Größe kann zwischen 20 Byte und 60 Byte liegen.
  • Art des Dienstes: ToS wird auch als Differentiated Services Code Point oder DSCP bezeichnet. Dieses Feld wird verwendet, um Funktionen in Bezug auf die Dienstqualität bereitzustellen, z. B. für Daten-Streaming oder Voice-over-IP-Anrufe (VoIP). Hiermit wird festgelegt, wie ein Datagramm behandelt wird.
  • Explizite Überlastungsbenachrichtigung: ECN wird verwendet, um Benachrichtigungen an den Absender zu senden oder in Situationen zu empfangen, in denen es zu einer Netzwerküberlastung kommt. Dies ist eine optionale Funktion von IPv4, die nicht verwendet wird, wenn einer der Endpunkte dies nicht unterstützt.
  • Gesamtlänge: Dieses Feld hat eine Größe von 16 Bit und wird zur Angabe der Größe des gesamten Datagramms verwendet. Die Mindestgröße eines IP-Datagramms beträgt 20 Byte und maximal 65.535 Byte. Praktisch alle Hosts müssen 576-Byte-Datagramme lesen können. Wenn ein Datagramm für die Hosts im Netzwerk zu groß ist, wird eine Fragmentierung verwendet, die auf dem Host oder der Paketvermittlung behandelt wird.
  • Identifikation: Das Identifikations- oder ID-Feld in einem Paket wird verwendet, um Fragmente eines IP-Datagramms eindeutig zu identifizieren. Einige haben vorgeschlagen, dieses Feld für andere Zwecke zu verwenden, beispielsweise zum Hinzufügen von Informationen für die Paketverfolgung usw.
  • Flags: Flag in einem IPv4-Header ist ein Drei-Bit-Feld, das zum Steuern und Identifizieren von Fragmenten verwendet wird. Folgendes kann ihre mögliche Konfiguration sein:
    • Bit 0: Dies ist reserviert und muss auf Null gesetzt werden
    • Bit 1: DF oder nicht fragmentieren
    • Bit 2: MF oder mehr Fragmente.
  • Fragmentversatz: Dieses Feld ist 13 Bit lang und wird in Blöcken zu 8-Byte-Blöcken gemessen. Diese werden verwendet, um den Versatz eines Fragments relativ zum Start des IP-Datagramms anzugeben, wenn es nicht fragmentiert war. Wie zu erwarten ist, wird der erste Versatz eines Fragments immer auf Null gesetzt. Der maximal mögliche Offset ist (2 13 -1) * 8 = 65528, aber es ist mehr als die maximal mögliche IP-Paketlänge, die 65.535 Byte lang ist, mit der Länge eines hinzugefügten Headers.
  • Time to Live: Time to Live (oder kurz TTL) ist ein 8-Bit-Feld, das angibt, wie lange das Datagramm maximal im Internet-System aktiv ist. Die Zeit wird hier in Sekunden gemessen und falls der Wert von TTL Null ist, wird das Datagramm gelöscht. Jedes Mal, wenn ein Datagramm verarbeitet wird, verringert sich die Lebenszeit um eine Sekunde. Diese werden verwendet, damit nicht gelieferte Datagramme automatisch verworfen werden. TTL kann zwischen 0 und 255 liegen.
  • Protokoll: Dies ist ein Feld im IPv4-Header, das reserviert ist, um anzugeben, welches Protokoll im späteren (Daten-) Teil des Datagramms verwendet wird. Zum Beispiel wird Nummer 6 verwendet, um TCP zu bezeichnen, und 17 wird verwendet, um das UDP-Protokoll zu bezeichnen.
  • Die Prüfsumme des Headers: Das Prüfsummenfeld hat eine Länge von 16 Bit und wird verwendet, um den Header auf Fehler zu überprüfen. Der Header wird bei jedem Hop mit dem Wert seiner Prüfsumme verglichen, und falls die Header-Prüfsumme nicht übereinstimmt, wird das Paket verworfen. Beachten Sie, dass dies nur für den Header gilt und das Datenfeld von seinem Protokoll behandelt wird. UDP und TCP verfügen beispielsweise über eigene Prüfsummenfelder.
  • Quelladresse : Dies ist eine 32-Bit-Adresse der Quelle des IPv4-Pakets.
  • Zieladresse : Die Zieladresse ist ebenfalls 32 Bit groß und enthält die Adresse des Empfängers.
  • Optionen : Dies ist ein optionales Feld des IPv4-Headers. Es wird nur verwendet, wenn der Wert von IHL auf mehr als 5 festgelegt ist. Diese Optionen enthalten Werte und Einstellungen für Sicherheitsaspekte. Aufzeichnen von Route und Zeitstempel usw. In vielen Fällen endet die Liste der Optionskomponenten mit End of Options oder EOL.

Fazit IPv4 Header Format-

IP-Header sind eine der entscheidenden Komponenten des Protokolls. Es ist wichtig, das Netzwerk über das Datagramm, seine Quelle und sein Ziel zu informieren, und es ist auch wichtig, Fehler im Header zu erkennen, um die Verwendung beschädigter Pakete zu vermeiden. In Anbetracht der Tatsache, dass nahezu das gesamte moderne Internet auf IPv4 und IPv6 basiert, werden diese Header für nahezu den gesamten HTTP-Internetverkehr verwendet.

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