Формат межсетевой IP-дейтаграммы

Общий вид IP-дейтаграммы, которая является аналогом физического кадра. В протоколе IP оговаривается формат ее заголовка, содержащий IP-адреса отправителя и получателя. Формат области данных не оговаривается, поэтому в дейтаграмме может передаваться информация произвольного объема

Формат IP-дейтаграммы – основной единицы передачи данных в объединенной сети на основе протокола TCP/IP

Формат дейтаграммы протокола IPv4 показан Ниже перечислены ключевые поля IPv4-дейтаграммы.

□ Версия. Четыре бита в этом поле определяют номер версии протокола IP. По этому номеру маршрутизатор может определить, как интерпретировать остальные поля IP-дейтаграммы.

□ Длина заголовка.эти четыре бита необходимы для того, чтобы определить, где заканчивается заголовок и начинаются данные. В большинстве IP-дейтаграмм не содержатся поля параметров, поэтому обычно заголовок IP-дейтаграммы 20-разрядный.

□ Тип службы. Поле типа службы (TypeOfService, TOS) было включено в заголовок IPv4-дейтаграммы, чтобы была возможность разделять IP-дейтаграммы на типы (например, выделять дейтаграммы, для которых требуется низкая задержка, или высокая пропускная способность, или высокая надежность).

□ Длина дейтаграммы. Это полная длина IP-дейтаграммы (заголовок плюс данные) в байтах. Поскольку размер этого поля равен 16 бит, теоретически максимальный размер IP-дейтаграммы может составлять 65 535 байт. Однако размер дейтаграмм редко превосходит 1500 байт и обычно ограничивается значением 576 байт.
□ Идентификатор, флаги, смещение фрагмента. Эти три поля имеют отношение к так называемой IP-фрагментации

□ Время жизни. Поле времени жизни (Time То Live, TTL) позволяет гарантировать, что дейтаграммы не будут вечно циркулировать в сети (например, из-за существующей в течение долгого времени маршрутной петли). Значение этого поля уменьшается на единицу на каждом маршрутизаторе. Когда значение поля TTL достигает нуля, маршрутизатор отбрасывает дейтаграмму.
□ Протокол. Это поле используется только тогда, когда IP-дейтаграмма достигает конечного адресата. Значение поля определяет протокол транспортного уровня, которому следует передать данные из IP-дейтаграммы. Например, значение 6 означает, что порция данных должна быть передана протоколу TCP, а значение 17 — протоколу UDP. Список всех возможных номеров имеется в RFC 1700, RFC 3232.

□ Контрольная сумма заголовка. Контрольная сумма заголовка помогает маршрутизатору обнаруживать ошибки в полученных IP-дейтаграммах. Контрольная сумма заголовка вычисляется путем суммирования всех двухбайтовых слов заголовка в дополнительном коде

□ Параметры. Поле параметров позволяет расширить IP-заголовок. Параметры заголовка представляют собой редко используемые необязательные поля IP-дейтаграммы. Поэтому было решено не включать их в заголовок каждой дейтаграммы и таким образом снизить накладные расходы. Однако само существование необязательных полей заголовка усложняет его обработку, так как заголовки дейтаграмм могут иметь различную длину, и, чтобы определить, где заканчивается заголовок и начинается поле данных, необходимо дополнительное поле длины заголовка. Кроме того, поскольку для одних дейтаграмм требуется обработка параметров, а для других нет, время обработки IP-дейтаграммы на маршрутизаторе может варьироваться в широких пределах. Эти соображения имеют особую важность для высокопроизводительных маршрутизаторов и хостов. Среди причин, по которым в протоколе IPv6 отказались от необязательных полей заголовка, была и эта.
□ Данные {полезная нагрузка). Наконец, мы добрались до последнего, самого важного поля, ради которого и существует дейтаграмма! В большинстве случаев поле данных IP-дейтаграммы содержит сегмент транспортного уровня (TCP или UDP), который необходимо доставить адресату. Однако поле данных может содержать и другие типы данных, например сообщения протокола ICMP (который будет обсуждаться в подразделе «Протокол IСМР» данного раздела).

Обратите внимание, что IP-дейтаграмма содержит 20-разрядный заголовок (без дополнительных полей). Если дейтаграмма содержит TCP-сегмент, тогда в каждой (не фрагментированной) дейтаграмме помимо сообщения прикладного уровня содержится 40 байт заголовков (20 байт IP-заголовка и 20 байт ТСР-заголовка).

Вопрос 19