Ipv4: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Xinux Wiki
Zur Navigation springen Zur Suche springen
 
(33 dazwischenliegende Versionen von 3 Benutzern werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
−
=Ipv4 Header=
+
== Ipv4 Header ==
  
−
{|class="wikitable" style="text-align:center;
+
{| class="wikitable" style="text-align:center;"
−
!colspan="32"|32 Bit
+
! colspan="32" | 32 Bit
 
|-
 
|-
−
|colspan="4" style="width:12.5%;" |Version
+
| colspan="4" style="width:12.5%;" | Version
−
|colspan="4" style="width:12.5%;" |Length
+
| colspan="4" style="width:12.5%;" | Length
−
|colspan="8" style="width:25%;" |Type of Service
+
| colspan="8" style="width:25%;" | Type of Service
−
|colspan="16" style="width:50%;" |Total Length
+
| colspan="16" style="width:50%;" | Total Length
 
|-
 
|-
−
|colspan="16"|Identification
+
| colspan="16" | Identification
−
|colspan="3"|Flags
+
| colspan="3" | Flags
−
|colspan="13"|Fragment Offset
+
| colspan="13" | Fragment Offset
 
|-
 
|-
−
|colspan="8"|Time to Live
+
| colspan="8" | Time to Live
−
|colspan="8"|Protocol
+
| colspan="8" | Protocol
−
|colspan="16"|Header Checksum
+
| colspan="16" | Header Checksum
 
|-
 
|-
−
|colspan="32"|Source Address
+
| colspan="32" | Source Address
 
|-
 
|-
−
|colspan="32"|Destination Address
+
| colspan="32" | Destination Address
 
|-
 
|-
−
|colspan="26"|Options
+
| colspan="26" | Options
−
|colspan="6"|Paddings
+
| colspan="6" | Paddings
−
|-
 
−
|colspan="32" style="background-color:yellow"|Data
 
 
|}
 
|}
−
=Felder=
 
−
Die Felder des in der Abbildung dargestellten Protokollkopfes haben die
 
−
folgende Bedeutung:
 
−
==Version==
 
−
Das Versions-Feld enthält die Versionsnummer des IP-Protokolls. Durch
 
−
die Einbindung der Versionsnummer besteht die Möglichkeit über eine
 
−
längere Zeit mit verschiedenen Versionen des IP Protokolls zu
 
−
arbeiten. Einige Hosts können mit der alten und andere mit der neuen
 
−
Version arbeiten. Die derzeitige Versionsnummer ist 4, aber die
 
−
Version 6 des IP Protokolls befindet sich bereits in der Erprobung
 
  
−
=Length=
+
== Felder ==
−
Das Feld Length (Internet Header Length - IHL) enthält die Länge des
+
Die Felder des in der Abbildung dargestellten Protokollkopfes haben die folgende Bedeutung:
−
Protokollkopfs, da diese nicht konstant ist. Die Länge wird in 32-Bit-
+
 
−
Worten angegeben. Der kleinste zulässige Wert ist 5 - das entspricht
+
=== Version ===
−
also 20 Byte; in diesem Fall sind im Header keine Optionen gesetzt.
+
* Das Versions-Feld enthält die Versionsnummer des IP-Protokolls.
−
Die Länge des Headers kann sich durch Anfügen von Optionen aber
+
* Einige Hosts können mit der alten und andere mit der neuen Version arbeiten.
−
bis auf 60 Byte erhöhen (der Maximalwert für das 4-Bit-Feld ist 15).
+
* Die derzeitige Versionsnummer ist 4.
−
=Type of Service=
+
* Die Version 6 des IP Protokolls wird immer mehr eingesetzt.
−
Über das Feld Type of Service kann IP angewiesen werden
+
 
−
Nachrichten nach bestimmten Kriterien zu behandeln. Als Dienste
+
=== Length ===
−
sind hier verschiedene Kombinationen aus Zuverlässigkeit und
+
* Das Feld Length (Internet Header Length - IHL) enthält die Länge des Protokollkopfs, da diese nicht konstant ist.
−
Geschwindigkeit möglich. In der Praxis wird dieses Feld aber ignoriert,
+
* Die Länge wird in 32-Bit-Worten angegeben.  
−
hat also den Wert 0. Das Feld selbst hat den folgenden Aufbau:
+
* Der kleinste zulässige Wert ist 5 - das entspricht also 20 Byte.
 +
* In diesem Fall sind im Header keine Optionen gesetzt.
 +
* Die Länge des Headers kann sich durch Anfügen von Optionen aber bis auf 60 Byte erhöhen.
 +
* Der Maximalwert für das 4-Bit-Feld ist 15.
 +
 
 +
=== Type of Service ===
 +
* Über das Feld Type of Service kann IP angewiesen werden Nachrichten nach bestimmten Kriterien zu behandeln.  
 +
* Als Dienste sind hier verschiedene Kombinationen aus Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit möglich.  
 +
* In der Praxis wird dieses Feld aber ignoriert, hat also den Wert 0. Das Feld selbst hat den folgenden Aufbau:
  
 
[[Bild:Service.png]]
 
[[Bild:Service.png]]
  
−
=Precedence=
+
==== Precedence ====
−
(Bits 0-2) gibt die Priorität von 0 (normal) bis 7 (Steuerungspaket) an.
+
* (Bits 0-2) gibt die Priorität von 0 (normal) bis 7 (Steuerungspaket) an.
−
Die drei Flags (D,T,R) ermöglichen es dem Host anzugeben, worauf er
+
* Die drei Flags (D,T,R) ermöglichen es dem Host anzugeben, worauf er bei der Datenübertragung am meisten Wert legt:
−
bei der Datenübertragung am meisten Wert legt: Verzögerung (Delay
+
** Verzögerung (Delay - D)
−
- D), Durchsatz (Throughput - T), Zuverlässigkeit (Reliability - R). Die
+
** Durchsatz (Throughput - T)
−
beiden anderen Bit-Felder sind reserviert.
+
** Zuverlässigkeit (Reliability - R).  
−
=Total Length=
+
* Die beiden anderen Bit-Felder sind reserviert.
−
Enthält die gesamte Paketlänge, d.h. Header und Daten. Da es sich
+
 
−
hierbei um ein 16-Bit-Feld handelt ist die Maximallänge eines
+
=== Total Length ===
−
Datengramms auf 65.535 Byte begrenzt. In der Spezifikation von IP
+
* Enthält die gesamte Paketlänge, d.h. Header und Daten.  
−
(RFC 791) ist festgelegt, daß jeder Host in der Lage sein muß, Pakete
+
* Da es sich hierbei um ein 16-Bit-Feld handelt ist die Maximallänge eines Datengramms auf 65.535 Byte begrenzt.
−
bis zu einer Länge von 576 Bytes zu verarbeiten. In der Regel können
+
* In der Spezifikation von IP (RFC 791) ist festgelegt, daß jeder Host in der Lage sein muß, Pakete bis zu einer Länge von 576 Bytes zu verarbeiten.
−
von den Host aber Pakete größerer Länge verarbeitet werden.
+
* In der Regel können von den Host aber Pakete größerer Länge verarbeitet werden.
−
=Identification=
+
 
−
Über das Identifikationsfeld kann der Zielhost feststellen, zu welchem
+
=== Fragmentierung ===
−
Datengramm ein neu angekommenes Fragment gehört. Alle
+
* [[Fragmentierung]]
−
Fragmente eines Datengramms enthalten die gleiche
+
 
−
Identifikationsnummer, die vom Absender vergeben wird.
+
=== Time to Live ===
−
=Flags=
+
* [[IP Time to Live]]
−
Das Flags-Feld ist drei Bit lang. Die Flags bestehen aus zwei Bits
+
 
−
namens DF - Don't Fragment und MF - More Fragments. Das erste Bit
+
=== Protocol ===
−
des Flags-Feldes ist ungenutzt bzw. reserviert. Die beiden Bits DF und
+
* Enthält die Nummer des Transportprotokolls, an das das Paket weitergeleitet werden muß.
−
MF steuern die Behandlung eines Pakets im Falle einer
+
* Die Numerierung von Protokollen ist im gesamten Internet einheitlich.
−
Fragmentierung. Mit dem DF-Bit wird signalisiert, daß das
+
* Bei UNIX-Systemen sind die Protokollnummern in der Datei /etc/protocols abgelegt.
−
Datengramm nicht fragmentiert werden darf. Auch dann nicht, wenn
+
* Beispiele:
−
das Paket dann evtl. nicht mehr weiter transportiert werden kann und
+
** ICMP 1
−
verworfen werden muß. Alle Hosts müssen, wie schon gesagt
+
** TCP 6
−
Fragemente bzw. Datengramme mit einer Größe von 576 Bytes oder
+
** UDP 17
−
weniger verarbeiten können. Mit dem MF-Bit wird angezeigt, ob einem
+
** ESP 50
−
IP-Paket weitere Teilpakete nachfolgen. Diese Bit ist bei allen
+
 
−
Fragmenten außer dem letzten gesetzt.
+
=== Header Checksum ===
−
=Fragment Offset=
+
* Dieses Feld enthält die Prüfsumme der Felder im IP-Header.  
−
Der Fragmentabstand bezeichnet, an welcher Stelle relativ zum
+
* Die Nutzdaten des IP-Datengramms werden aus Effiziengründen nicht mit geprüft.
−
Beginn des gesamten Datengramms ein Fragment gehört. Mit Hilfe
+
* Diese Prüfung findet beim Empfänger innerhalb des Transportprotokolls statt.
−
dieser Angabe kann der Zielhost das Originalpaket wieder aus den
+
* Die Prüfsumme muß von jedem Netzknoten, der durchlaufen wird, neu berechnet werden, da der IP-Header durch das Feld Time-to-Live sich bei jeder Teilstrecke verändert.  
−
Fragmenten zusammensetzen. Da dieses Feld nur 13 Bit groß ist,
+
* Aus diesem Grund ist auch eine sehr effiziente Bildung der Prüfsumme wichtig.
−
können maximal 8192 Fragmente pro Datengramm erstellt werden.
+
* Als Prüfsumme wird das 1er-Komplement der Summe aller 16-Bit- Halbwörter der zu überprüfenden Daten verwendet.
−
Alle Fragmente, außer dem letzten, müssen ein Vielfaches von 8 Byte
+
* Zum Zweck dieses Algorithmus wird angenommen, daß die Prüfsumme zu Beginn der Berechnung Null ist.
−
sein. Dies ist die elementare Fragmenteinheit.
+
 
 +
=== Source Address, Destination Address ===
 +
* In diese Felder werden die 32-Bit langen Internet-Adressen zur eingetragen.
 +
* Die Internet-Adressen werden im nächsten Abschnitt näher betrachtet.
 +
 
 +
=== Options und Padding ===
 +
* Das Feld Options wurde im Protokollkopf aufgenommen,um weitere Informationen zu ergänzen.
 +
* Das Optionsfeld hat eine variable Länge.  
 +
* Jede Option beginnt mit einem Code von einem Byte, über den die Option identifiziert wird.
 +
* Manchen Optionen folgt ein weiteres Optionsfeld von 1 Byte und dann ein oder mehrere Datenbytes für die Option.
 +
* Das Feld Options wird über das Padding auf ein Vielfaches von 4 Byte aufgefüllt.
 +
 
 +
==== End of Options List ====
 +
* Kennzeichnet das Ende der Optionsliste.
 +
 
 +
==== No Option ====
 +
* Kann zum Auffüllen von Bits zwischen Optionen verwendet werden.
 +
 
 +
==== Security ====
 +
* Bezeichnet, wie geheim ein Datengramm ist. In der Praxis wird diese Option jedoch fast immer ignoriert.
 +
 
 +
==== Loose Source-Routing, Strict Source-Routing ====
 +
* Diese Option enthält eine Liste von Internet-Adressen, die das Datagramm durchlaufen soll.  
 +
* Auf diese Weise kann dem Datenpaket vorgeschrieben werden eine bestimmte Route durch das Internet zu nehmen.
 +
* Beim Source-Routing wird zwischen Strict Source and Record Route und Loose Source and Record Route unterschieden.
 +
 
 +
==== Record Route ====
 +
* Die Knoten, die dieses Datengramm durchläuft, werden angewiesen ihre IP-Adresse an das Optionsfeld anzuhängen.
  
−
[[Datei:fragment.gif]]
+
==== Time Stamp ====
−
=Time to Live=
+
* Diese Option ist mit der Option Record Route vergleichbar.  
−
Das Feld Time to Live ist ein Zähler, mit dem die Lebensdauer von IP-
+
* Zusätzlich zur IP-Adresse wird bei dieser Option die Uhrzeit des Durchlaufs durch den Knoten vermerkt.
−
Paketen begrenzt wird. Im RFC 791 ist für dieses Feld als Einheit
 
−
Sekunden spezifiziert. Zulässig ist eine maximale Lebensdauer von
 
−
255 Sekunden (8 Bit). Der Zähler muß von jedem Netzknoten, der
 
−
durchlaufen wird um mindestens 1 verringert werden. Bei einer
 
−
längeren Zwischenspeicherung in einem Router muß der Inhalt sogar
 
−
mehrmals verringert werden. Enthält das Feld den Wert 0, muß das
 
−
Paket verworfen werden: damit wird verhindert, daß ein Paket endlos
 
−
in einem Netz umherwandert. Der Absender wird in einem solchen Fall
 
−
durch eine Warnmeldung in Form einer ICMP-Nachricht (siehe weiter
 
−
unten) informiert.
 
−
=Protocol=
 
−
Enthält die Nummer des Transportprotokolls, an das das Paket
 
−
weitergeleitet werden muß. Die Numerierung von Protokollen ist im
 
−
gesamten Internet einheitlich.. Bei UNIX-Systemen sind die
 
−
Protokollnummern in der Datei /etc/protocols abgelegt.
 
−
=Header Checksum=
 
−
Dieses Feld enthält die Prüfsumme der Felder im IP-Header. Die
 
−
Nutzdaten des IP-Datengramms werden aus Effiziengründen nicht mit
 
−
geprüft. Diese Prüfung findet beim Empfänger innerhalb des
 
−
Transportprotokolls statt. Die Prüfsumme muß von jedem Netzknoten,
 
−
der durchlaufen wird, neu berechnet werden, da der IP-Header durch
 
−
das Feld Time-to-Live sich bei jeder Teilstrecke verändert. Aus diesem
 
−
Grund ist auch eine sehr effiziente Bildung der Prüfsumme wichtig. Als
 
−
Prüfsumme wird das 1er-Komplement der Summe aller 16-Bit-
 
−
Halbwörter der zu überprüfenden Daten verwendet. Zum Zweck
 
−
dieses Algorithmus wird angenommen, daß die Prüfsumme zu Beginn
 
−
der Berechnung Null ist.
 
−
=Source Address, Destination Address=
 
−
In diese Felder werden die 32-Bit langen Internet-Adressen zur
 
−
eingetragen. Die Internet-Adressen werden im nächsten Abschnitt
 
−
näher betrachtet.
 
−
=Options und Padding=
 
−
Das Feld Options wurde im Protokollkopf aufgenommen, um die
 
−
Möglichkeit zu bieten das IP-Protokoll um weitere Informationen zu
 
−
ergänzen, die im ursprünglichen Design nicht berücksichtigt wurden.
 
−
Das Optionsfeld hat eine variable Länge. Jede Option beginnt mit
 
−
einem Code von einem Byte, über den die Option identifiziert wird.
 
−
Manchen Optionen folgt ein weiteres Optionsfeld von 1 Byte und dann
 
−
ein oder mehrere Datenbytes für die Option. Das Feld Options wird
 
−
über das Padding auf ein Vielfaches von 4 Byte aufgefüllt. Derzeit sind
 
−
die folgenden Optionen bekannt:
 
−
=End of Options List=
 
−
Kennzeichnet das Ende der Optionsliste.
 
−
=No Option=
 
−
Kann zum Auffüllen von Bits zwischen Optionen verwendet werden.
 
−
=Security=
 
−
Bezeichnet, wie geheim ein Datengramm ist. In der Praxis wird diese
 
−
Option jedoch fast immer ignoriert.
 
−
=Loose Source-Routing, Strict Source-Routing=
 
−
Diese Option enthält eine Liste von Internet-Adressen, die das
 
−
Datagramm durchlaufen soll. Auf diese Weise kann dem Datenpaket
 
−
vorgeschrieben werden eine bestimmte Route durch das Internet zu
 
−
nehmen. Beim Source-Routing wird zwischen Strict Source and Record
 
−
Route und Loose Source and Record Route unterschieden. Im ersten
 
−
Fall wird verlangt, daß das Paket diese Route genau einhalten muß.
 
−
Desweiteren wird die genommene Route aufgezeichnet. Die zweite
 
−
Variante schreibt vor, daß die angegebenen Router nicht umgangen
 
−
werden dürfen. Auf dem Weg können aber auch andere Router
 
−
besucht werden.
 
−
=Record Route=
 
−
Die Knoten, die dieses Datengramm durchläuft, werden angewiesen
 
−
ihre IP-Adresse an das Optionsfeld anzuhängen. Damit läßt sich
 
−
ermitteln, welche Route ein Datengramm genommen hat. Wie
 
−
anfangs schon gesagt, ist die Größe für das Optionsfeld auf 40 Byte
 
−
beschränkt. Deshalb kommt es heute auch oftmals zu Problemen mit
 
−
dieser Option, da weit mehr Router durchlaufen werden, als dies zu
 
−
Beginn des ARPANET der Fall war.
 
−
=Time Stamp=
 
−
Diese Option ist mit der Option Record Route vergleichbar. Zusätzlich
 
−
zur IP-Adresse wird bei dieser Option die Uhrzeit des Durchlaufs durch
 
−
den Knoten vermerkt.
 

Aktuelle Version vom 29. März 2026, 09:57 Uhr

Ipv4 Header

32 Bit
Version Length Type of Service Total Length
Identification Flags Fragment Offset
Time to Live Protocol Header Checksum
Source Address
Destination Address
Options Paddings

Felder

Die Felder des in der Abbildung dargestellten Protokollkopfes haben die folgende Bedeutung:

Version

  • Das Versions-Feld enthält die Versionsnummer des IP-Protokolls.
  • Einige Hosts können mit der alten und andere mit der neuen Version arbeiten.
  • Die derzeitige Versionsnummer ist 4.
  • Die Version 6 des IP Protokolls wird immer mehr eingesetzt.

Length

  • Das Feld Length (Internet Header Length - IHL) enthält die Länge des Protokollkopfs, da diese nicht konstant ist.
  • Die Länge wird in 32-Bit-Worten angegeben.
  • Der kleinste zulässige Wert ist 5 - das entspricht also 20 Byte.
  • In diesem Fall sind im Header keine Optionen gesetzt.
  • Die Länge des Headers kann sich durch Anfügen von Optionen aber bis auf 60 Byte erhöhen.
  • Der Maximalwert für das 4-Bit-Feld ist 15.

Type of Service

  • Über das Feld Type of Service kann IP angewiesen werden Nachrichten nach bestimmten Kriterien zu behandeln.
  • Als Dienste sind hier verschiedene Kombinationen aus Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit möglich.
  • In der Praxis wird dieses Feld aber ignoriert, hat also den Wert 0. Das Feld selbst hat den folgenden Aufbau:

Service.png

Precedence

  • (Bits 0-2) gibt die Priorität von 0 (normal) bis 7 (Steuerungspaket) an.
  • Die drei Flags (D,T,R) ermöglichen es dem Host anzugeben, worauf er bei der Datenübertragung am meisten Wert legt:
    • Verzögerung (Delay - D)
    • Durchsatz (Throughput - T)
    • Zuverlässigkeit (Reliability - R).
  • Die beiden anderen Bit-Felder sind reserviert.

Total Length

  • Enthält die gesamte Paketlänge, d.h. Header und Daten.
  • Da es sich hierbei um ein 16-Bit-Feld handelt ist die Maximallänge eines Datengramms auf 65.535 Byte begrenzt.
  • In der Spezifikation von IP (RFC 791) ist festgelegt, daß jeder Host in der Lage sein muß, Pakete bis zu einer Länge von 576 Bytes zu verarbeiten.
  • In der Regel können von den Host aber Pakete größerer Länge verarbeitet werden.

Fragmentierung

Time to Live

Protocol

  • Enthält die Nummer des Transportprotokolls, an das das Paket weitergeleitet werden muß.
  • Die Numerierung von Protokollen ist im gesamten Internet einheitlich.
  • Bei UNIX-Systemen sind die Protokollnummern in der Datei /etc/protocols abgelegt.
  • Beispiele:
    • ICMP 1
    • TCP 6
    • UDP 17
    • ESP 50

Header Checksum

  • Dieses Feld enthält die Prüfsumme der Felder im IP-Header.
  • Die Nutzdaten des IP-Datengramms werden aus Effiziengründen nicht mit geprüft.
  • Diese Prüfung findet beim Empfänger innerhalb des Transportprotokolls statt.
  • Die Prüfsumme muß von jedem Netzknoten, der durchlaufen wird, neu berechnet werden, da der IP-Header durch das Feld Time-to-Live sich bei jeder Teilstrecke verändert.
  • Aus diesem Grund ist auch eine sehr effiziente Bildung der Prüfsumme wichtig.
  • Als Prüfsumme wird das 1er-Komplement der Summe aller 16-Bit- Halbwörter der zu überprüfenden Daten verwendet.
  • Zum Zweck dieses Algorithmus wird angenommen, daß die Prüfsumme zu Beginn der Berechnung Null ist.

Source Address, Destination Address

  • In diese Felder werden die 32-Bit langen Internet-Adressen zur eingetragen.
  • Die Internet-Adressen werden im nächsten Abschnitt näher betrachtet.

Options und Padding

  • Das Feld Options wurde im Protokollkopf aufgenommen,um weitere Informationen zu ergänzen.
  • Das Optionsfeld hat eine variable Länge.
  • Jede Option beginnt mit einem Code von einem Byte, über den die Option identifiziert wird.
  • Manchen Optionen folgt ein weiteres Optionsfeld von 1 Byte und dann ein oder mehrere Datenbytes für die Option.
  • Das Feld Options wird über das Padding auf ein Vielfaches von 4 Byte aufgefüllt.

End of Options List

  • Kennzeichnet das Ende der Optionsliste.

No Option

  • Kann zum Auffüllen von Bits zwischen Optionen verwendet werden.

Security

  • Bezeichnet, wie geheim ein Datengramm ist. In der Praxis wird diese Option jedoch fast immer ignoriert.

Loose Source-Routing, Strict Source-Routing

  • Diese Option enthält eine Liste von Internet-Adressen, die das Datagramm durchlaufen soll.
  • Auf diese Weise kann dem Datenpaket vorgeschrieben werden eine bestimmte Route durch das Internet zu nehmen.
  • Beim Source-Routing wird zwischen Strict Source and Record Route und Loose Source and Record Route unterschieden.

Record Route

  • Die Knoten, die dieses Datengramm durchläuft, werden angewiesen ihre IP-Adresse an das Optionsfeld anzuhängen.

Time Stamp

  • Diese Option ist mit der Option Record Route vergleichbar.
  • Zusätzlich zur IP-Adresse wird bei dieser Option die Uhrzeit des Durchlaufs durch den Knoten vermerkt.
Abgerufen von „http://www.xinux.net/index.php?title=Ipv4&oldid=67992“