Przegląd formatu nagłówka IPv4
Jestem pewien, że znasz już IPv4, jest to czwarta wersja protokołu internetowego. Wraz z IPv6 jest jednym z podstawowych fundamentów współczesnego Internetu. Ponieważ protokół internetowy opiera się na przesyłaniu pakietów, format nagłówków IPv4 jest prefiksem tych pakietów.
Te nagłówki są zaprojektowane tak, aby przenosić informacje o długości pakietu, wersji IP i oczywiście zarówno o pochodzeniu, jak i miejscu docelowym wspomnianego pakietu IP, a także wszystkie inne niezbędne informacje o pakiecie. 
Nagłówek pakietu IPv4 ma łącznie 14 pól, spośród tych 14 pól tylko jedno jest opcjonalne, co jest trafnie znane jako składnik opcji.
Lista komponentu formatu nagłówka IPv4:
- Wersja.
- Długość nagłówka internetowego.
- Typ usługi.
- Jawne powiadomienie o zatorach.
- Długość całkowita.
- Identyfikacja.
- Flagi
- Przesunięcie fragmentu
- Czas żyć.
- Protokół.
- Suma kontrolna nagłówka.
- Adres źródłowy
- Adres przeznaczenia.
- Opcje
Rzućmy okiem na te elementy, ich rozmiary i co mogą zrobić:
- Wersja : Pierwsze pole nagłówka to 4-bitowy wskaźnik wersji. W przypadku IPv4 wartość jego czterech bitów jest ustawiona na 0100, co oznacza 4 binarnie.
- Internetowa długość nagłówka: IHL jest drugim polem nagłówka IPv4 i ma 4 bity. Ten składnik nagłówka służy do pokazania, ile 32-bitowych słów znajduje się w nagłówku. Jak wiemy, nagłówki IPv4 mają zmienny rozmiar, więc służy do określania rozmiaru nagłówka, aby uniknąć błędów. Ten rozmiar może wynosić od 20 do 60 bajtów.
- Rodzaj usługi: ToS jest również nazywany Punktem Różnicowym Usług lub DSCP. To pole służy do zapewniania funkcji związanych z jakością usług, takich jak przesyłanie strumieniowe danych lub połączenia VoIP. Służy do określania sposobu obsługi datagramu.
- Jawne powiadomienie o przeciążeniu: ECN służy do wysyłania powiadomień do nadawcy lub odbierania w sytuacjach, w których występuje przeciążenie sieci. Jest to opcjonalna funkcja protokołu IPv4, jeśli jeden z punktów końcowych go nie obsługuje, nie jest używany.
- Całkowita długość: Rozmiar tego pola wynosi 16 bitów i służy do oznaczenia wielkości całego datagramu. Minimalny rozmiar datagramu IP wynosi 20 bajtów, a maksymalnie 65 535 bajtów. Praktycznie wszystkie hosty muszą mieć możliwość odczytu datagramów 576 bajtów. Jeśli datagram jest zbyt duży dla hostów w sieci, stosowana jest fragmentacja, która jest obsługiwana w przełączniku hosta lub pakietu.
- Identyfikacja: Identyfikacja lub pole ID w pakiecie służy do jednoznacznej identyfikacji fragmentów datagramu IP. Niektórzy sugerują użycie tego pola do innych celów, takich jak dodawanie informacji do śledzenia pakietów itp.
- Flagi: flaga w nagłówku IPv4 to trzy-bitowe pole używane do kontroli i identyfikacji fragmentów. Możliwe są ich możliwe konfiguracje:
- Bit 0: jest zarezerwowany i musi być ustawiony na zero
- Bit 1: DF lub nie fragmentuj
- Bit 2: MF lub więcej fragmentów.
- Fragment Offset: To pole ma długość 13 bitów i jest mierzone przez bloki, które są jednostkami 8-bajtowych bloków. Służą do określenia przesunięcia fragmentu względem początku datagramu IP, który nie był fragmentowany. Jak można się spodziewać, pierwsze przesunięcie fragmentu jest zawsze ustawione na zero. Maksymalne możliwe przesunięcie wynosi (2 13 -1) * 8 = 65528, ale jest ono większe niż maksymalna możliwa długość pakietu IP, która wynosi 65 535 bajtów z dodaną długością nagłówka.
- Czas na życie: Czas na życie (lub w skrócie TTL) to 8-bitowe pole wskazujące maksymalny czas, w którym datagram będzie dostępny w systemie internetowym. Tutaj czas jest mierzony w sekundach, a jeśli wartość TTL wynosi zero, datagram jest kasowany. Za każdym razem, gdy przetwarzany jest datagram, jego czas życia skraca się o jedną sekundę. Służą one do tego, że niedostarczone datagramy są automatycznie odrzucane. TTL może wynosić od 0 do 255.
- Protokół: jest to plik zapisany w nagłówku IPv4, zarezerwowany do wskazania, który protokół jest używany w późniejszej części (danych) datagramu. Na przykład liczba 6 oznacza TCP, a 17 oznacza protokół UDP.
- Suma kontrolna nagłówka: Pole sumy kontrolnej ma 16-bitową długość i służy do sprawdzania nagłówka pod kątem błędów. Nagłówek jest porównywany z wartością jego sumy kontrolnej przy każdym przeskoku, a jeśli suma kontrolna nagłówka nie jest zgodna, pakiet jest odrzucany. Należy pamiętać, że dotyczy to tylko nagłówka, a pole danych jest obsługiwane przez jego protokół. Na przykład UDP i TCP mają własne pola sum kontrolnych.
- Adres źródłowy: jest to 32-bitowy adres źródła pakietu IPv4.
- Adres docelowy: adres docelowy ma również rozmiar 32-bitowy i zawiera adres odbiornika.
- Opcje : To jest opcjonalne pole nagłówka IPv4. Jest używany tylko wtedy, gdy wartość IHL jest ustawiona na więcej niż 5. Te opcje zawierają wartości i ustawienia dla rzeczy związanych z bezpieczeństwem. Zapisuj trasę i znacznik czasu itp. W wielu przypadkach okaże się, że lista opcji kończy się opcją Koniec opcji lub EOL.
Wniosek Format nagłówka IPv4
Nagłówki IP są jednym z kluczowych elementów protokołu. Ważna jest możliwość poinformowania sieci o datagramie, jego źródle i miejscu docelowym, podobnie jak możliwość wykrycia błędów w nagłówku, aby uniknąć użycia uszkodzonych pakietów. Biorąc pod uwagę, że prawie cały współczesny Internet opiera się na IPv4 i IPv6, nagłówki te są używane w prawie całym ruchu internetowym HTTP.
Polecane artykuły
Jest to przewodnik po formacie nagłówka IPv4. Tutaj omawialiśmy Wprowadzenie do formatu nagłówka IPv4, jego Składniki wraz z ich rozmiarami i przeznaczeniem. Możesz także przejrzeć nasze inne sugerowane artykuły, aby dowiedzieć się więcej -
- Buforowanie HTTP
- Pytania do wywiadu sieciowego
- Sprzęt komputerowy a sieć
- Kariera w informatyce
- Co to jest IPv6?
- Co to jest IPv4? (Ograniczenia, korzyści, wykorzystanie)