Linux Netzwerke
Der Aufbau von IP-Datagrammen
Das Internet Protokoll (IP) packt den Datenstrom, den es aus der Transportschicht bekommt wiederum in Pakete, die aber diesmal mit den logischen IP-Adressen versehen sind statt mit den physikalischen Netzadressen. Die interne Struktur eines solchen Datagramms (Paketes) ist in der folgenden Graphik dargestellt.
Der Aufbau eines IP-Datagramms entspricht also nicht dem Frame System, sondern stellt nur einen Header (Kopfteil) zur Verfügung. Nach dem Header folgen nur noch Daten, keine Frame-Ende-Zeichen o.ä.
Die einzelnen Felder sollen kurz noch dargestellt werden:
- Version - 4 Bit
- Dieses Feld enthält die Versionsnummer des IP. Aktuelle Version ist 4, bald kommt 6...
- Internet Header Length (IHL) - 4 Bit
- Gibt die Länge des Headers in 32 Bit Worten an. Damit kann ermittelt werden, ob Optionen gesetzt sind. Normalerweise (ohne Optionen) hat dieses Feld den Wert 5.
- TOS (Type of Service - Diensttyp) - 8 Bit
- Enthält Flags, die zur Steuerung der Zuverlässigkeit des Netzes dienen. Sie werden automatisch erstellt.
- Gesamtlänge - 16 Bit
- Enthält die Gesamtlänge des Datagramms (incl. Kopf) in Byte. Aus der Breite dieses Feldes (16 Bit) ergibt sich so eine maximale Größe von Datagrammen von 65535 Byte. Dieser Wert liegt weit über dem maximalen Wert der einzelnen Netzsysteme, daher reichen 16 Bit aus.
- Kennung - 16 Bit
- Jedes IP-Datagramm muß eine eigene Kennung haben, um beim Wiederzusammenbau richtig eingeordnet zu werden.
- Flags - 3 Bit
- Flags zur Steuerung der Fragmentierung.
- Fragment-Offset - 13 Bit
- Unter Fragmentierung von Datagrammen ist zu verstehen, dass einzelne Datagramme, die durch Gateways in unterschiedliche Netze geroutet werden, dort oft unterschiedlichen Größenbestimmungen unterliegen. IP fragmentiert solche Datagramme und baut sie wieder zusammen. Dieses Feld enthält die Information, an welcher Stelle das Fragment ursprünglich war.
- Lebensdauer - 8 Bit
- In Netzen wie dem Internet, in denen viele Datagramme auf unterschiedlchsten Wegen versuchen zum Ziel zu kommen, muß eine maximale Lebensdauer haben, sonst werden sie unendlich oft geroutet. Dieses Feld enthält eine Zahl, die vom Sender eingetragen wurde. Jeder Gateway muß diese Zahl um eins herunterzählen, wenn er ein Datagramm routet. Ist der Wert Null, so darf kein Router das Datagramm mehr weiterleiten. Übliche Startwerte sind 32 oder 4 (nur lokale Netze setzen so niedrige Lebensdauer an)
- Protokoll - 8 Bit
- Dieses Feld gibt an, von welchem Protokoll der Transportschicht dieses Datagramm kommt. Das ist wichtig für den Empfänger, weil ja mehrere Netzanwendungen gleichzeitig laufen können. Nur durch diese Information kann das Empfänger IP das Datagramm an das richtige Transportschichtprotokoll weiterleiten. Übliche Werte sind:
- 17 - UDP
- 6 - TCP
- 1 - ICMP
- Kopf-Prüfsumme - 16 Bit
- Prüfsumme über den Inhalt des Headers, nicht der Daten. Sicherung der Daten wird von der Transportschicht überprüft.
- Sender IP-Adresse - 32 Bit
- 32 Bit IP-Adresse des Senders
- Empfänger IP-Adresse - 32 Bit
- 32 Bit IP-Adresse des Empfängers
- Optionen - <= 32 Bit
- Hier können verschiedene Optionen gesetzt werden, die mit Debugging (Fehlersuche) oder Routenprüfung zu tun haben.
- Füllzeichen
- Füllt den Bereich zwischen den jeweils gesetzten Optionen und dem Ende des 32 Bit Wortes auf.
