какое поле айпи пакета предотвращает бесконечный цикл

Заголовок Пакета IP

Как показано на рисунке, протокол IP версии 4 определяет много различных полей в заголовке пакета IP. Эти поля содержат двоичные значения, на которые ссылаются службы IPv4, когда они передают пакеты по сети.

Здесь мы рассмотрим 6 ключевых полей:

Ключевые поля заголовка IPv4

IP Адрес Назначения

Поле «IP Адрес Назначения» содержит 32-разрядное двоичное значение, которое представляет адрес целевого узла в пакете Сетевого уровня.

IP Адрес Источника

Поле «IP Адрес Источника» содержит 32-разрядное двоичное значение, которое представляет адрес исходного узла (отправителя) в пакете Сетевого уровня.

Время жизни

Время жизни (TTL) является 8-разрядным двоичным значением, которое указывает на остающуюся «жизнь» пакета. Значение TTL уменьшается по крайней мере на единицу каждый раз, когда пакет обрабатывается маршрутизатором (то есть, хопом). Когда значение становится нулевым, маршрутизатор отбрасывает или сбрасывает пакет, и он удаляется из сетевого потока данных. Этот механизм предотвращает бесконечное блуждание между маршрутизаторами пакетов, которые не могут достигнуть своего места назначения, в так называемой маршрутной петле. Если бы маршрутные петли продолжали оставаться, то сеть стала бы переполненной пакетами данных, которые никогда не будут достигать своего места назначения. Постепенное уменьшение значения TTL на каждом хопе гарантирует, что в конечном счете это значение станет нулевым и что пакет с полем TTL с истекшим сроком будет отброшен.

Протокол

Это 8-разрядное двоичное значение указывает на тип полезной нагрузки данных, которые переносит пакет. Поле «Протокол» позволяет Сетевому уровню передать данные к соответствующему протоколу верхнего уровня.

Примеры значений этого поля:

Тип службы

Смещение Фрагмента

Как отмечалось ранее маршрутизатору, вероятно, придется фрагментировать пакет, передавая его с одного носителя (канала передачи) на другой, у которого MTU будет меньше. Когда происходит фрагментация, пакет IPv4 использует поле «Смещение Фрагмента» и флаг MF в заголовке IP, чтобы восстановить пакет, когда он достигает конечного хоста. Поле смещение фрагмента идентифицирует порядок, в котором необходимо поместить пакетный фрагмент при реконструкции пакета.

Флаг «Дополнительные Фрагменты»

Флаг «Дополнительные Фрагменты» (MF) является одиночным битом в поле Флагов, используемым со Смещением Фрагмента для фрагментации и реконструкции пакетов. Когда флаг «Дополнительные Фрагменты» устанавливается, это означает, что это не последний фрагмент пакета. Когда узел получения видит, что пакет прибывает с MF = 1, он исследует Смещение Фрагмента, чтобы определить, куда этот фрагмент должен быть помещен в рекоструируемом пакете. Когда узел получения принимает кадр с MF = 0 и ненулевое значение в смещении Фрагмента, он помещает этот фрагмент как последнюю часть в восстанавливаемый пакет. У нефрагментированного пакета вся информация о фрагментации равна нулю (MF = 0, смещение фрагмента = 0).

Флаг «Не Фрагментировать»

Флаг «Не Фрагментировать» (DF) является одиночным битом в поле Флагов, который указывает, что фрагментация пакета не допустима. Если бит флага «Не Фрагментировать» устанавливается, то фрагментация этого пакета НЕ разрешается. Если маршрутизатор должен фрагментировать пакет, чтобы передать его вниз к Канальному уровню, но бит DF установлен в 1, то маршрутизатор отбрасывает этот пакет.

Источник

Какое поле айпи пакета предотвращает бесконечный цикл

Рис. 4.4.1.1. Формат дейтограммы Интернет

Субполе Приоритет предоставляет возможность присвоить код приоритета каждой дейтограмме. Значения приоритетов приведены в таблице (в настоящее время это поле не используется).

0 Обычный уровень
1 Приоритетный
2 Немедленный
3 Срочный
4 Экстренный
5 ceitic/ecp
6 Межсетевое управление
7 Сетевое управление

Табл. 4.4.1.1. Значения TOS для разных протоколов

До середины 90-х годов поле TOS в большинстве реализаций игнорировалось. Но после начала разработок средств обеспечения качества обслуживания (QoS) внимание к этому возрасло. Появилось предложение замены поля TOS на поле DSCP (Differenciated Services Code Point), которое также имеет 8 бит (см. RFC-2474). Смотри рис. 4.4.1.1a. Биты CU пока не определены. Иногда это поле называется байтом DS (Differenttiated Services).

Рис. 4.4.1.1a. Формат поля DSCP.

Биты DS0-DS5 определяют селектор класса. Значения этого кода представлены в таблице ниже. Стандартным значением DSCP по умолчанию является 000000.

На базе DSCP разработана технология «пошагового поведения» PHB (per Hop Behavior). В рамках этой политики определяются коды DSCP внутри классов. Например, для политики немедленной переадресации EF рекомендуемое значение DSCP=101110. Эта политика соответствует наиболее высокому уровню обслуживания.

Маршрут транспортировки IP-дейтограммы нельзя знать заранее, это связано с поэтапным (по-шаговом) принятием решения о пути каждого пакета. Это свойство маршрутизации обусловлено тем, что IP является протоколом передачи данных без установления соединения.

Поле контрольная сумма заголовка вычисляется с использованием операций сложения 16-разрядных слов заголовка по модулю 1. Сама контрольная сумма является дополнением по модулю один полученного результата сложения. Обратите внимание, здесь осуществляется контрольное суммирование заголовка, а не всей дейтограммы. Поле опции не обязательно присутствует в каждой дейтограмме. Размер поля опции зависит от того, какие опции применены. Если используется несколько опций, они записываются подряд без каких-либо разделителей. Каждая опция содержит один октет кода опции, за которым может следовать октет длины и серия октетов данных. Если место, занятое опциями, не кратно 4 октетам, используется заполнитель. Структура октета кода опции отражена на рис. 4.4.1.2.

Источник

Урок 5. Сетевой уровень. Описание протокола IP

К протоколам сетевого уровня относят 2 протокола: IP и ICMP. В этом уроке мы рассмотрим протокол IPv4.

IP (Internet Protocol) используется в качестве маршрутизируемого протокола, который перенаправляет пакеты от одного узла к другому, используя IP адреса. IP адрес представляет собой уникальный идентификатор сетевого устройства. С помощью данного идентификатора пакеты доставляются конечным узлам.

В отличие от протоколов верхних уровней IP протокол не устанавливает и не управляет соединениями, не контролирует передачу данных и не исправляет ошибки. Все эти функции возложены на протоколы транспортного и прикладного уровней.
При поступлении сегмента с транспортного уровня добавляется 20-ти байтный заголовок, хотя в некоторых случаях его длина может достигать и 60

Для чего нужен TTL?

Для предотвращения зацикливания при маршрутизации. При неправильной конфигурации пакет может блуждать по сети бесконечно, поэтому и ввели такой параметр. Максимальное значение равно 255, то есть пакет может пройти максимум через 255 маршрутизаторов.

Рассмотрим упрощенную схему работы протокола.

На передаче:

На приеме:

Порядок фрагментации следующий:

1) Проверяется флаг DF. Если он равен 1, то фрагментация не происходит ни при каких обстоятельствах и пакет уничтожается. Отправителю пакета посылается сообщение Fragmentation needed.

2) Если DF = 0, то исходный пакет делится на равные части. Последний фрагмент обычно меньше остальных.

3) Заголовок исходного пакета копируется в заголовки фрагментов, то есть все заголовки одинаковы.

4) В поле Identification всех фрагментов записывается уникальное и одинаковое число.

5) Во всех фрагментах, кроме последнего, флагу MF присваивается 1. В последнем фрагменте флаг MF равен 0.

6) В поле Fragment offset записывается положение фрагмента в общем потоке. В первом фрагменте это значение всегда равно 0.

Рассмотрим фрагментацию на простом примере. Необходимо фрагментировать пакет длиной в 300 байт на 3 части длиной по 100 байт.
Вот как выглядит заголовок исходного пакета

А вот как выглядят фрагменты после деления:

На приеме для сборки пакетов сравниваются следующие параметры:

Если первые 3 параметра совпадают, то фрагменты собираются.

Источник

Заголовок IP

Каждый IP-пакет имеет заголовок, представленный на рис. 5.4. Поля IP-заголовка обычно заполняются операциониой системой хоста-отправителя. Хотя IР-мар- шрутизатор передает пакет, основываясь на адресе получателя, заголовок содержит дополнительные поля, которые важны для успешного взаимодействия между отправителем и получателем:

• Номер версии (4 бита). 4-битный помер версии обычно имеет значение 4, что соответствует версии IPv4. Знание номера версии дает возможность маршрутизаторам и хосту-получателю корректно интерпретировать содержимое заголовка. Другие версии протокола, например, IPv6, могут иметь иной формат заголовка.

• Длина заголовка (4 бита). 4-битное поле длины заголовка указывает на число 4-байтовых слов в заголовке. Основная часть IP-заголовка состоит из 20 байтов (пять 4-байтовых слов), но при использовании опций IP возможно использование более длинных заголовков. Длина IP-заголовка всегда кратпа 32 битам.

• Тип сервиса (8 битов). 8 биг тина сервиса (TOS — Type Of Service) изначально включались в IP-заголовок, чтобы воздействовать на маршрут передачи пакета по сети. Например, маршруты могут иметь различные характеристики эффективности, такие как малое время задержки, высокая пропускная способность или высокая надежность. Пакет голосового IP-сообщения должен передаваться но маршруту с малой задержкой, поскольку аудиоприложення чувствительны к времени ожидания. В противоположность этому пакет большого файла следует пересылать по маршруту, имеющему высокую пропускную способность, поскольку время передачи файла зависит от нроиускной способности. Однако большинство маршрутизаторов не осуществляли выбор маршрута на базе TOS, поэтому эти биты редко использовались. Повышение в 90-х годах интереса к поддержке приложений, требующих прогнозируемой нронуск- пой способности, заставило виовь вернуться к использованию битов TOS с целью воздействовать на способ использования буферов и каналов для различных классов трафика.

Рис. 5.4. Формат IР-пакста

• Общая длина (16 битов). 16-битное поле общей длины указывает на общее число байтов в пакете. IP-пакет может содержать до 65536 (2 16 ) байтов. Однако большинство технологий канального уровня не могут обрабатывать такие большие пакеты и используют пакеты меньшей длины, которые харакгеризу- ютсямаксимальной длиной пакета (MTU — Maximum Transmission Unit). Например, многие локальные сети используют Ethernet, где MTU составляет 1500 байтов. Ограничение на MTU может реализовываться двумя способами. При нервом подходе хост-отправитель избегает посылать IP-пакеты, Длина которых превышает MTU в сетях на пути к хосту-получателю. Но приложение обычно не может заранее знать значения MTU. При втором подходе большой IP-пакет делится отправителем или маршрутизатором на два или более фрагмента. Фрагментация IP-пакетов поддерживается следующими тремя полями в IP-заголовке: 16-битпый идентификатор, 3-битные флаги и 13-биг- ное смещение.

• Идентификация (16 битов). 16-битное поле идентификатора содержит уникальное значение для каждого отправляемого IP-пакета. Перед гем, как передать пакет, IP-маршрутизатор проверяет, что размер пакета не превышает значение MTU канала. Слишком большой пакет может быть фрагмеитировап отправителем или промежуточным маршрутизатором. Каждый фрагмент пакета имеет один и тот же идентификатор. Это дает возможность адресату распознать, что эти фрагменты принадлежат одному пакету. В месте назначения фрагменты вновь объединяются вместе и протоколу верхнего уровня, например, TCP или UDP, передается один IР-пакет.

• IP-флаги (3 бита). Два из трех 1-битных флагов относятся к процессу фрагментации; оставшийся бит зарезервирован для дальнейшего использования. Бит «дополнительные фрагменты» устанавливается в 1 для всех фрагментов пакета, кроме последнего. Это гарантирует, что адресат сможет определить, все ли фрагменты получены. Фрагментация может быть запрещена путем установки бита «пе использовать фрагменты». При получении пакета излишне большой длины с установленным битом «не использовать фрагменты» маршрутизатор отвергает пакет и уведомляет отправителя. Уведомление отправляется с использованием протокола Internet Control Message Protocol (ICMP) [Pos81]. Этот протокол применяется для передачи сообщений об ошибках и выборе маршрута.

• Смещение фрагмента (13 битов). 13-битное поле смещение фрагмента содержит смещение (в 8-байтных блоках) этого фрагмента от начала оригинального IP-пакета. Применение 8-байтных блоков дает возможность использовать 13-битное поле для указания смещения внутри IP-пакета, имеющего длину до 2 16 (8×2 13 ) байтов, которое является максимальной допустимой длиной, описываемой 16-битным полем длины пакета. Для каждого фрагмента 16-битное поле длины пакета в IP-заголовке устанавливается в соответствии с числом байтов в этом фрагменте. Вместе смещение и Длина позволяют получателю определить, какой диапазон в байтах покрывается этим фрагментом. После прибытия всех фрагментов получатель может собрать пакет.

• Время жизни (8 битов). 8-битное поле времени жизни (TTL — Time-To-Live) ограничивает число переходов на пути следования накета. Отправитель устанавливает для поля TTL начальное значение. Затем каждый маршрутизатор на пути уменьшает значение в поле на единицу или на то число секупд, которое пакет провел в маршрутизаторе. Когда значение TTL достигает 0, пакет уничтожается, а отправителю посылается сообщение об ошибке по протоколу ICMP. Эта процедура призвана решать проблему живучести при IP-маршрутизации. В ряде случаев ненравилыю настроенный маршрутизатор или отказавший канал связи могут вызвать зацикливание. Как результат, некоторые пакеты могут постоянно перемещаться между последовательностью маршрутизаторов, не продвигаясь к месту назначения. Пакеты, застрявшие в таком цикле, потребляют ресурсы сети и маршрутизатора. Пакет, в конце концов, может достигнуть места назначения уже после того, как приложения завершили взаимодействие. Поступление такого пакета может ввести в заблуждение получателя. Уничтожение пакетов с истекшим временем жизни (TTL) позволяет избежать этой проблемы.

• Протокол (8 битов). 8-битпое поле протокола идентифицирует высокоуровневый протокол, ответственный за отправку IP-пакета. Зарезервированными являются следующие значения: 1 для ICMP, 6 для TCP и 17 для UDP. Информация о протоколе имеет важное значение для интерпретации получателем пакета данных, следующих за IP-заголовком. За IP-заголовком Обычно идет другой заголовок, относящийся к высокоуровневому протоколу. Это можно сравнить с упаковкой письма в конверт, который в свою очередь помещается в другой конверт. Первый заголовок используется для того, чтобы достичь нужного компьютера-адресата, а второй заголовок используется для направления IP-пакета соответствующему приложению, работающему на компьютере-получателе. Каждый протокол высокого уровня имеет свой формат заголовка.

• Контрольная сумма заголовка (16 битов). 16-битпая контрольная сумма дает возможность обнаружить повреждение какого-либо бита в заголовке по мере прохождения пакета через сеть. Так, шумы в липиях связи могут повредить один или несколько битов в заголовке, превратив 0 в 1 или 1 в 0. Повреждение адреса места назначения может привести к доставке пакета не тому хосту. Перед передачей пакета отправитель вычисляет 16-битпую сумму битов в IP-заголовке и включает результат в поле контрольной суммы заголовка. IP-пакег с пекорректпой контрольной суммой отвергается хостом-получателем. Маршрутизаторы на пути обновляют контрольную сумму заголовка при пересылке IP-пакета, чтобы учесть любые изменения в заголовке, например, уменьшение значения ноля TTL. Важно заметить, что контрольная сумма применяется только к IP-заголовку, а не к содержимому пакета. IP не обнаруживает повреждения данных. Проверка целостности данных может быть выполнена протоколом более высокого уровня, таким как UDP или TCP, с помощью отделыюй контрольной суммы.

• IP-адрес источника (32 бита). IP-заголовок включает в себя 32-битный адрес, который идентифицирует отправителя пакета. Включение адреса отправителя в IP-заголовок дает возможность получателю идентифицировать отправителя. Например, приложение-получатель может захотеть отправить ответное сообщение. Кроме того, маршрутизаторы на пути передачи пакета должны знать адрес отправителя, чтобы иметь возможность отправлять сообщения об ошибках с помощью протокола ICMP (например, при истечении времени жизни пакета). Помимо этого многие маршрутизаторы могут быть настроены так, чтобы отвергать трафик нежелательных отправителей. Это предусматривает фильтрацию пакетов на основе поля адреса отправителя.

• IP-адрес получателя (32 бита). 32-битпый адрес получателя необходим для идентификации получателя пакета. При получении пакета маршрутизатор использует IP-адрес получателя для определения «следующего сегмента» на пути к получателю.

• Опции IP (переменная длина). Последнее ноле IP-заголовка содержит список переменной длины для необязательной информации, общая длина опций крат- на 32 битам. Опции IP могут использоваться для дополнительного управления маршрутизацией, в целях безопасности или для добавления маршрутизаторами в пакет отметки времени. Например, опция «исходная маршрутизация» позволяет отправителю задавать маршрут для пакета. Маршрут задается как список IP-адресов маршрутизаторов на пути передачи. Оиция «исходная маршрутизация» начинается с 3 байтов, которые содержат код опции, длину опции и указатель на следующий адрес в списке, после чего следует список IP-адресов маршрутизаторов. Поскольку большинство маршрутизаторов оптимизированы для работы с 20-байтиыми заголовками фиксированного формата, что является типичным случаем, пакеты с опциями IP обычно обрабатываются гораздо медленнее. На практике большинство опций используются редко, а многие хосты и маршрутизаторы не поддерживают все имеющиеся опции.

Отправитель IP-иакета управляет содержимым заголовка. На протяжении многих лет заголовки использовались для целей, не соответствовавших начальному предназначению протокола:

• Спуфинг адресов источника. IP-адрес источника обычно соответствует IP-адресу хоста-отправителя. Однако отправитель может преднамеренно помещать в поле адреса источника произвольное значение. Такая подмена адреса источника, или спуфинг (spoofing), обычно делается, когда отправитель хочет атаковать хост-получатель или сеть. Использование некорректного IP-адреса источника затрудпяет установление ипициатора атаки. Хотя отправитель не получит каких-либо ответных сообщений от получателя, он сможет загрузить хост и сеть получателя нежелательным трафиком. Э го называется атакой отказа от обслуживания (DoS — Denial ofSe?vice).

• Определение MTU на пути следования. Бит «пе фрагментировать» в IР-заго- ловке играет важную роль в определении максимального размера пакета, разрешенного для передачи маршрутизаторами на его пути в сети [MD90]. Фрагментация пакета может быть пежелателыюй по нескольким причинам [KM87]. Выполнение фрагментации и последующая сборка загружает маршрутизатор и комиыотер получателя, соответственно. Кроме того, потеря одного фрагмента (например, вследствие переполнения буфера следующего на пути маршрутизатора) приводит к потере всего IP-накета, поскольку в IP отсутствует механизм для повторной передачи утерянного фрагмента. При отказе от фрагментации Компьютеру-отправителю необходимо знать размер MTU на пути следования к получателю. ICMP-сообщения для пакетов с размером, превышающим допустимый, предоставляет для отправителя возможность получить MTU на пути к получателю. Отправитель может поэкспериментировать с отправкой пакетов различного размера с установленным битом «пе фрагментировать», чтобы посмотреть, будет ли какой-либо из маршрутизаторов на пути иакета генерировать сообщение об ошибке. На практике различия в значениях MTU для различных технологий канального уровня не представляет сколько-пибудь существенной проблемы. Коммуникационное программное обеспечение большинства компьютеров используют значением MTU по умолчанию (576 или 1500 байтов) чтобы избежать фрагментации пакетов внутри сети.

• Идентификация переходов на пути к получателю. Как и бит «пе фрагменти- ровать», ноле времени жизни TTL дает отправителю способ получить информацию о маршруте к месту назначения. Чтобы узнать адрес первого маршрутизатора на пути следования, отправитель может передать пакет со значением TTL, равным 1. После этого первый маршрутизатор отиравиг сообщение об ошибке с помощью протокола ICMP, включающее информацию, идентифицирующую маршрутизатор. Повторение процесса с увеличенными значениями TTL дает возможность отправителю идентифицировать последующие маршрутизаторы на пути. Этот процесс положен в основу популярной утилиты traceroute [Jac], которая используется для диагностирования и устранения проблем с маршрутизацией. Однако traceroute не всегда дает точный маршрут от начала и до конца. Поскольку IP не гарантирует, что последующие пакеты будут проходить по одному и тому же маршруту, пакеты с различными значениями TTL могут идентифицировать маршрутизаторы на различных маршрутах. Аналогично, IP не гарантирует, что пакеты, отправляемые компьютером А компьютеру В будут ироходить rio тому же пути, но которому следует обратный трафик от В к А. Следовательно, traceroute предоставляет информацию только о пути от А к В, но не об обратном пути от В к А. Для того чтобы узнать обратный путь от В к А, необходимо выполнить traceroute с комиыотера В.

IP предлагает простой и устойчивый сервис по доставке пакетов, который работает с разнообразными технологиями канального уровня и обеспечивает работу протоколов трапснортпого уровня.

Источник: Web-протоколы. Теория и практика. — M.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2002 г. – 592 c.: ил.

Источник

Протокол IP — протокол интернет. Формат заголовка IP-пакета.

IP расшифровывается как Internet Protocol, часто его называют протокол интернет. Но строго говоря это не совсем так, правильный перевод межсетевой протокол или протокол межсетевого взаимодействия.

Протокол Ip возник задолго до того, как появилась и стала набирать популярность сеть, которую мы называем интернет. В англоязычной терминологии internetworking означает объединение сетей, и цель протокола ip как раз объединить сети, построенные с помощью разных технологий канального уровня. У этой терминологии словом internet называлась объединенная сеть, а subnet — подсеть или отдельная сеть. Словом Internet с большой буквы сейчас называется самая крупная объединенная сеть построенная по протоколу ip.

Место в моделях OSI и TCP/IP

В модели взаимодействия открытых систем и в модели TCP/IP протокол IP, находится на одном и том же уровне — сетевом.

Сетевой уровень стека протоколов TCP/IP включая также и другие протоколы кроме ip. Это ARP, DHCP и ICMP, но для передачи данных используется только протокол ip, остальные протоколы служат для обеспечения корректной работы крупной составной сети.

Сервисы IP

IP также, как и Ethernet обеспечивают передачи данных без гарантии доставки, не гарантируется как доставка, так и порядок следования сообщений. Протокол Ip так же как и Ethernet использует передачу данных без установки соединения.

IP пакет просто отправляется в сеть в надежде, что он дойдет до получателя, если пакет по каким-то причинам не дошел, не предпринимается никаких попыток оповестить отправителя, и также не предпринимается попыток запросить этот пакет снова. Считается, что ошибка должна быть исправлена протоколами, которые находятся на вышестоящих уровнях.

Задачей IP является объединение сети, построенных на основе разных технологий канального уровня, которые могут значительно отличаться друг от друга в одну крупную объединенную сеть, в которой компьютеры могут свободно общаться друг с другом не взирая на различия конкретной сетевой технологии. Вторая важная задача протокола IP, это маршрутизация, то есть поиск маршрута от отправителя к получателю в крупной составной сети через промежуточные узлы маршрутизаторы. Также IP обеспечивает необходимое качество обслуживания.

Формат заголовка IP-пакета

Для того чтобы понять, как протокол IP реализует эту задачу, рассмотрим формат заголовка IP пакета.

Номер версии

Первое поле номер версии. Сейчас используется две версии протокола IP 4 и 6. Большая часть компьютеров использует IPv4. Длина адреса в этой версии 4 байта. Формат адреса IP версии 4 мы рассматривали подробно. Проблема в том, что адресов IPv4, четыре с небольшим миллиарда, что уже сейчас не хватает для всех устройств в сети, а в будущем точно не хватит. Поэтому была предложена новая версия IPv6 в которой длина IP адреса составляет 16 байт. Сейчас эта версия вводится в эксплуатацию, но процесс занимает очень долгое время.

Длина заголовка

Следующее поле длина заголовка. В отличии от Ethernet заголовок IP включает обязательные поля, а также может включать дополнительные поля, которые называются опции. В поле длина заголовка записывается полная длина, как обязательной части, так и опции.

Тип сервиса

Следующее поле тип сервиса. Это поле нужно для обеспечения необходимого качества обслуживания, но сейчас на практике используется очень редко.

Общая длина

Следующее поле общая длина. Общая длина содержит длину всего IP пакета, включая заголовок и данные. Максимальная длина пакета 65 535 байт, но на практике такие большие пакеты не используются, а максимальный размер ограничен размером кадра канального уровня, а для Ethernet это 1 500 байт. В противном случае для передачи одного IP пакета необходимо было бы несколько кадров канального уровня что неудобно.

Идентификатор пакета

Поля идентификатор пакета, флаги и смещение фрагмента используются для реализации фрагментации.

Время жизни

Дальше идет поле время жизни. Время жизни Time To Live или TTL — это максимальное время в течение которого пакет может перемещаться по сети. Оно введено для того чтобы пакеты не гуляли по сети бесконечно, если в конфигурации сети возникла какая-то ошибка. Например, в результате неправильной настройке маршрутизаторов в сети, может образоваться петля. Раньше, время жизни измерялось в секундах, но сейчас маршрутизаторы обрабатывают пакет значительно быстрее чем за секунду, поэтому время жизни уменьшается на единицу на каждом маршрутизаторе, и оно измеряется в количествах прохождения через маршрутизаторы по-английски (hop) от слова прыжок. Таким образом название время жизни сейчас стало уже некорректным.

Тип протокола

После времени жизни, указывается тип протокола следующего уровня. Это поле необходимо для реализации функции мультиплексирования и демультиплексирования, то есть передачи с помощью протокола IP данных от разных протоколов следующего уровня. В этом поле указывается код протокола следующего уровня, некоторые примеры кодов для TCP код 6, UDP — 17 и ICMP — 1.

Контрольная сумма

Затем идет контрольная сумма, которая используется для проверки правильности доставки пакета, если при проверке контрольные суммы обнаруженные ошибки, то пакет отбрасывается, никакой информации отправителю пакета не отправляется. Контрольная сумма рассчитывается только по заголовку IP пакета и она пересчитывается на каждом маршрутизаторе из-за того что данные в заголовке меняются. Как минимум изменяется время жизни пакета, а также могут измениться некоторые опции.

IP адрес получателя и отправителя

После контрольной суммы идут IP адрес отправителя, и IP адрес получателя. В IPv4 длина IP адреса четыре байта, 32 бита на этом обязательная часть IP заголовка заканчивается, после этого идут не обязательные поля которые в IP называются опции.

Опции

Некоторые примеры опций. Для диагностики работы сети используется опция — записать маршрут, при которой в IP пакет записывается адрес каждого маршрутизатора через которую он проходит.

И опция — временные метки, при установке которой, каждый маршрутизатор записывает время прохождения пакеты.

Также опции позволяют отказаться от автоматической маршрутизации, и задать маршрут отправитель:

Опции в заголовке IP может быть несколько и они могут иметь разный размер. В то же время длина IP заголовка должна быть кратна 32, поэтому при необходимости, в конце IP заголовок заполняются нулями до выравнивание по границе 32 бита. Следует отметить, что сейчас опции в заголовке IP почти не используются.

В статье был рассмотрен протокол IP (Internet Protocol) — протокол межсетевого взаимодействия. Протокол IP является основой интернета. В OSI находится на сетевом уровне.

Источник