IP-paketti

IP-paketin, tai tarkemmin sanottuna Internet Protocol Datagram, on peruselementti Internetin tietoliikenteen. Se koostuu aina kahdesta osasta: otsikosta , joka sisältää tietoja lähteestä, määränpäästä, tilasta, pirstoutumisesta jne. Sekä käyttäjätiedoista . Esimerkiksi protokolla TCP sijaitsee yksinomaan IP-paketin hyötykuormassa - taso korkeammalla OSI-mallissa .

IP-paketin tiedot, joilla on yksinomaan merkitystä protokollalle, sisältyvät otsikkodataan. Aivan kuten koko muu Internet-yhteyskäytäntö, otsikkodata-alueen rakenne määritetään RFC 791: n protokollan ( IPv4 ) laajalle levinneessä versiossa 4 . Uudemmalla protokollaversiolla 6 ( IPv6 ) on erilainen otsikkodata-alue.

Otsikkodata-alueen rakenne (IP-otsikko)

IPv4-otsikkodata-alue käsittää 20 tavua plus 40 tavua valinnaisia ​​kenttiä, otsikon pituus ei saa ylittää 60 tavua. IPv6-otsikko on 40 tavua pitkä. Vaihtoehdot näkyvät tässä omissa laajennusotsikoissaan.

IPv4
0 Neljäs 8. 12 16 20. päivä 24 28 31 bittiä
versio IHL TOS Kokonaispituus
Henkilöllisyystodistus Liput Sirpaleiden siirtymä
TTL Pöytäkirja Otsikon tarkistussumma
Lähdeosoite
Määränpään osoite
Vaihtoehdot ja pehmuste (valinnainen)
IPv6
0 Neljäs 8. 12 16 20. päivä 24 28 31 bittiä
versio Liikenneluokka Flow-tarra
Hyötykuorman pituus Seuraava otsikko Hop-raja
Lähdeosoite (128-bittinen)
Kohdeosoite (128-bittinen)

Selitys IPv4: lle

IPv4: n kentät kuvataan alla. IPv6 on kuvattu otsikon muodon osan IPv6 artikkeli.

versio

4 bittiä kooltaan. IP-versio. Tässä versiot 4 ja 6 ovat tällä hetkellä mahdollisia Internetissä yleisimmin käytetyn version 4 kanssa.

IHL (IP-otsikkopituus)

4 bittiä kooltaan. IP-otsikkodata-alueen koko pituus määritetään 32 bitin kerrannaisina. Jos tässä on 5, otsikkodata-alue on viisi kertaa 32 bittiä, joka on yhtä suuri kuin 160 bittiä tai 20 tavua pitkä, mikä on myös IP-otsikon data-alueen vähimmäispituus (valintakenttä on valinnainen) ja osoittaa siten käyttäjän sijainnin tiedot alkavat.

n1 - nx ovat vaihtoehtoja

Otsikon kokonaispituus = (532) + (pituus (n1) +… + pituus (nx) + täyte 32 bitillä)

TOS (palvelun tyyppi)

8 bittiä kooltaan. Kenttä voidaan asettaa ja arvioida IP-datapakettien priorisointia varten ( Palvelun laatu ).

Aikaisemmin ( RFC 791 ) bitit tulkittiin seuraavasti: 

Bits 0-2:  Precedence.
Bit    3:  0 = Normal Delay,      1 = Low Delay.
Bit    4:  0 = Normal Throughput, 1 = High Throughput.
Bit    5:  0 = Normal Reliability, 1 = High Reliability.
Bits 6-7:  Reserved for Future Use.

Joulukuun 1998 ( RFC 2474 ) jälkeen sovelletaan seuraavaa erittelyä: 

Bits 0-5:   DSCP (Differentiated Services Code Point)
Bits 6-7:   CU (Currently unused)

Syyskuusta 2001 ( RFC 3168 ) on voimassa seuraava jako: 

Bits 0-5:   DSCP (Differentiated Services Code Point)
Bits 6-7:   ECN (Explicit Congestion Notification – IP-Staukontrolle)

Lisätietoja DSCP: stä ja ECN : stä on IANA: n DSCP-rekisterissä

Kaksi standardia RFC 791 ja RFC 2474 ovat yhteensopivia, jos ensimmäiset 6 bittiä asetetaan nollaan.

Kokonaispituus

16 bittiä kooltaan. Määrittää koko paketin (mukaan lukien otsikkodata) pituuden tavuina. Tämän seurauksena paketin enimmäispituus on 65535 tavua (64 KiB - 1 B). Kaikkien isäntien on kyettävä käsittelemään vähintään 576 tavun pituisia datagrammeja.

Henkilöllisyystodistus

16 bittiä kooltaan. Tämä ja kaksi seuraavaa kenttää, Flags ja Fragment Offset, ohjaavat kokoamista (aiemmin pirstoutuneiden IP-datapakettien kokoaminen). Datagrammin yksilöllinen tunniste. Käyttämällä tätä kenttää ja 'Lähdeosoitetta' vastaanottaja voi havaita , kuuluvatko fragmentit yhteen, ja koota ne uudelleen fragmentin siirtymän avulla .

Liput

3 bittiä kooltaan. Biteillä on seuraava merkitys:

Bitti 0
varattu, on oltava 0
Bitti 1 - DF (älä sirpale)
Jos se on asetettu arvoon 1, se tarkoittaa, että pakettia ei saa hajottaa palasiksi (sirpaloitunut)
Bitti 2 - MF (lisää sirpaleita)
Jos se asetetaan arvoon 1, se tarkoittaa, että lisää fragmentteja seuraa. Jos 0, tämä paketti on viimeinen (tai ainoa) fragmentti.

Sirpaleiden siirtymä

13 bittiä kooltaan. Numero, joka fragmentoitujen pakettien tapauksessa osoittaa sijainnin paketissa, josta fragmentti alkaa. Numerointi viittaa 64 bitin tai 8 tavun kokoisiin datalohkoihin ja on riippumaton sirpaloitumisesta. Siksi paketti voidaan tarvittaessa jakaa pienempiin ja pienempiin palasiin useita kertoja peräkkäin. Vain ensimmäisen sisältämän datalohkon numero (offset) ja kokonaispituuskenttä on sovitettava fragmentin pituuden mukaan. Ensimmäinen fragmentti tai fragmentoimaton paketti sisältää arvon nolla siirtymänä. Jos paketti, jossa on 800 tavua käyttäjätietoja (siirtymänumerointi 0: sta 99: een), jaetaan kahteen fragmenttiin, toisen fragmentin siirtymä on numero 50. Koska siirto ei sisällä mitään tietoa alkuperäisen paketin koosta, viimeisen fragmentin on oltava Aseta MF-lippu nollaksi.

Aika elää

8 bittiä kooltaan. Arvo, joka osoittaa paketin käyttöiän. Jos tämän kentän arvo on nolla, paketti hylätään. Jokainen paketin matkalla oleva asema (reititin) pienentää tätä arvoa yhdellä. Tämä estää paketteja välittämästä ikuisesti (esimerkiksi jos paketti reititetään väärin ympyrässä ja ylikuormittaa verkkoa).

Vuoden 1981 standardin mukaan kukin asema vähentää TTL-arvoa sekuntien lukumäärällä, jonka paketti pysyy asemalla, mutta ainakin yhdellä. Nykyään se tosiasiallisesti toteutetaan humalalaskurina .

Pöytäkirja

8 bittiä kooltaan. Tämä kenttä osoittaa seuraavan protokollan , johon asiaankuuluvassa IPv4-paketissa kuljetetut käyttäjätiedot kuuluvat. Esimerkiksi, jos IP-paketti sisältää TCP-paketti, arvo 6 merkitsee UDP -paketin 17. Nämä arvot on määritelty , jonka IANA online-tietokannan protokollan numerot alkaen RFC 3232 .

Tämä kenttä on käytettävissä myös IPv6-otsikossa, mutta sitä kutsutaan Seuraava otsikko . Sallitut arvot ovat samat kuin IPv4: llä.

Otsikon tarkistussumma

16 bittiä kooltaan. Tarkistussumma suojaa vain otsikon data-alueen. Itse IP: llä ei ole mekanismeja hyötykuorman oikeellisuuden tarkistamiseksi; tämä varmistetaan TCP / IP-viitemallissa siirtokerroksella . Tämä arvo tarkistetaan uudestaan ​​kullakin asemalla ja - koska TTL muuttuu hypätä kohden - lasketaan uudelleen. Kaikki otsikkodata-alueen 16-bittiset puolisanat lisätään komplementin sääntöjen mukaan (lisää kuljettaja LSB: lle) ja yhden komplementti muodostetaan summasta. Tuloksen tulisi olla 1111 1111 1111 1111 (Hex: 0xFFFF), muuten otsikossa on virhe. Etuna on, että tarkistus summa kasvaa vain yhdellä hyppyä kohti. Laskenta voidaan siten suorittaa nopeasti laitteistossa. Luotettavammalla testimenetelmällä, kuten CRC, tarkistussumma olisi kuitenkin laskettava uudelleen jokaiselle hyppylle. Tarkistussumman tarkistaminen vie kuitenkin suhteellisen kauan. Nykyaikaiset reitittimet eivät tarkista tarkistussummaa käsittelynopeuden vuoksi ja vain lisäävät sitä. Nämä olosuhteet ovat johtaneet siihen, että tätä kenttää ei enää ole IPv6: ssa.

Lähdeosoite

32 bittiä kooltaan. Sisältää lähteen osoitteen IP-paketin verkon tavujärjestyksessä ( tavu järjestyksessä , ensimmäinen tavu on eniten merkitsevä tavu ).

Määränpään osoite

Sisältää kohdeosoitteen samassa muodossa kuin lähdeosoite.

Vaihtoehdot ja pehmusteet

Lisätietoja tietystä paketista. Vaihtoehdot ovat vain valinnaisia ​​otsikossa, mutta kaikkien IP-moduulien on tuettava niitä. Vaihtoehtojen muoto on kuvattu standardissa RFC 791 . Suurin tavujen määrä, joka voidaan määrittää tietyn paketin vaihtoehdoilla, on tulos (IHL * 4) -20. Koska arvoalue 0-15 koodataan IHL: n 4 bitillä, vaihtoehdoilla voi olla jopa 40 tavua. Itse yksittäisillä vaihtoehdoilla voi olla eri pituudet; on olemassa sekä kiinteän pituisia että vaihtelevia vaihtoehtoja. Koska IP-otsikon kokonaispituus määritetään vain 4 tavun kerrannaisina IHL-kentässä, käyttämättömät tavut täytetään nollilla.

Tiukka reititys
Optio määrittää koko polun, jonka paketin on kuljettava
Ilmainen reititys
Optio määrittää luettelon reitittimistä, joita paketti ei saa hukata
Tallenna reitti
Antaa mahdollisuuden tallentaa koko reitti (nykyään optiokentän koko ei yleensä ole enää riittävä)
Aikaleima
aikaleima
Turvallisuus
Ilmaisee kuinka salaisuus paketti on

Katso myös

nettilinkit

Yksittäiset todisteet

  1. ↑ Differentiated Services Field Codepoints (DSCP) ( englanti ) iana.org. Haettu 10. toukokuuta 2019.
  2. ↑ Protokollanumerot ( englanniksi ) iana.org. Haettu 10. toukokuuta 2019.