Identification (идентификатор) 16 бит
Идентификатор устанавливается отправителем для сборки фрагментов какой-либо датаграммы.
Flags (различные управляющие флаги) 3 бита
бит 0 |
зарезервирован, должен быть нуль |
бит 1 (DF) |
0 - возможно фрагментирование, 1 - запрет фрагментации |
бит 2 (MF) |
0 - последний фрагмент, 1 - будут еще фрагменты |
0 |
1 |
2 |
0 |
DF |
MF |
Fragment Offset (смещение фрагмента) 13 бит
Это поле показывает, где в датаграмме находится этот фрагмент. Смещение фрагмента изменяется порциями по 8 октет (64 бита).
Первый фрагмент имеет смещение нуль.
Time to Live (Время жизни) 8 бит
Это поле показывает максимальное время, в течении которого датаграмме позволено находиться в системе Internet. Если это поле имеет значение нуль, то датаграмма должна быть разрушена. Значение этого поля изменяется при обработке заголовка Internet. Время измеряется в секундах. Однако, поскольку каждый модуль, обрабатывающий датаграмму, должен уменьшать значение поля TTL по крайней мере на единицу, даже если он обрабатывает эту датаграмму менее, чем за секунду, то поле TTL следует понимать как максимальный интервал времени, в течении которого датаграмма может существовать. Внимание следует обратить на разрушение датаграмм, не могущих достигнуть получателя, а также на ограничение времени жизни датаграммы.
Protocol (Протокол) 8 бит
Это поле показывает, какой протокол следующего уровня использует данные из Internet датаграммы.
Header Checksum (Контрольная сумма заголовка) 16 бит
Поскольку некоторые поля заголовка меняют свое значение (например, время жизни), это значение проверяется и повторно рассчитывается при каждой обработке Internet заголовка.
Алгоритм контрольной суммы следующий.
Поле контрольной суммы - это 16 бит, дополняющие биты в сумме всех 16 битовых слов заголовка. Для вычисления контрольной суммы значение этого поля устанавливается в нуль.
Контрольную сумму легко рассчитать и опытным путем доказать ее адекватность, однако это временная мера и должна быть заменена CRC процедурой в зависимости от дальнейшего опыта.
Source Address (адрес отправителя) 32 бита
Destination Address (адрес получателя) 32 бита
Options (опции) поле переменной длины
Опции могут появиться в датаграммах, а могут и не появляться. Они должны поддерживаться всеми Internet модулями (хостами и шлюзами). Не обязательно каждая конкретная датаграмма несет опции, но нести их все же может. В некоторых приложениях опция секретности должна присутствовать во всех датаграммах.
Поле опций не имеет постоянной длины. Опций может не быть, а может быть несколько. Существуют два формата опции: - единичный октет с указанием типа опции - единичный октет с указанием типа опции, октет для указания длины опции, и, наконец, октеты собственно данных.
Октет длины поля учитывает октет типа опции, сам себя и октеты с данными для опции.
Считается, что октет типа опции состоит из трех полей:
1 |
бит |
флаг копирования |
2 |
бита |
класс опции |
5 |
бит |
номер опции |
Флаг копирования показывает, что эта опция копируется во все фрагменты при фрагментации.
0 |
- не копируется |
1 |
- копируется |
Классы опции
0 |
- управление |
1 |
- резервировано |
2 |
- отладка и измерения |
3 |
- резервировано |
Определены следующие опции Internet
класс |
номер |
длина |
описание |
0 |
0 |
- |
Конец списка опций. Эта опция занимает лишь один октет, октет длины отсутствует. |
0 |
1 |
- |
Нет операции. Эта опция занимает лишь один октет. Не имеет октета длины. |
0 |
2 |
11 |
Безопасность. Используется для поддержания безопасности, изоляции, разделения на группы пользователей (TCC), обработки кодов ограничения, соответствующих DOD требованиям. |
0 |
3 |
перем |
Потеря маршрута отправителя. Используется для передачи Internet датаграммы, основанной на имеющейся у отправителя информации |
0 |
9 |
перем |
Определение маршрута отправителя. Используется для передачи Internet датаграммы, основанной на имеющейся у отправителя информации |
0 |
7 |
перем |
Запись маршрута. Используется для отслеживания проходимого Internet датаграммой маршрута. |
0 |
8 |
4 |
Идентификатор маршрута. Используется для поддержки идентификации потока. |
2 |
4 |
перем |
Временной штамп Internet. |
Отдельные описания опций
Тип 0 |
00000000 |
End of Option List (конец списка опций) |
Эта опция обозначает конец списка опций. Он может не совпадать с окончанием Internet заголовка, обозначаемым полем Internet header length. Эта опция используется после всех опций, но не после каждой. Она необходима только в том случае, если конец списка опций не совпал с окончанием Internet заголовка.
Padding (Выравнивание)
Выравнивание Internet заголовка используется для того, чтобы убедиться в том, Internet заголовок заканчивается на 32-битной границе. Выравнивание осуществляется нулями.
Межсетевой протокол IP
Модуль IP является базовым элементом технологии internet, а центральной частью IP является его таблица маршрутов. Протокол IP использует эту таблицу при принятии всех решений о маршрутизации IP-пакетов. Содержание таблицы маршрутов определяется администратором сети. Ошибки при установке маршрутов могут заблокировать передачи.
Чтобы понять технику межсетевого взаимодействия, нужно понять то, как используется таблица маршрутов. Это понимание необходимо для успешного администрирования и сопровождения IP-сетей.
Прямая маршрутизация
На рисунке показана небольшая IP-сеть, состоящая из 3 машин: A, B и C. Каждая машина имеет такой же стек протоколов TCP/IP как на рис.1. Каждый сетевой адаптер этих машин имеет свой Ethernet-адрес. Менеджер сети должен присвоить машинам уникальные IP-адреса.
Рис.6.
Простая IP-сеть
Когда A посылает IP-пакет B, то заголовок IP-пакета содержит в поле отправителя IP-адрес узла A, а заголовок Ethernet-кадра содержит в поле отправителя Ethernet-адрес A. Кроме этого, IP-заголовок содержит в поле получателя IP-адрес узла B, а Ethernet-заголовок содержит в поле получателя Ethernet-адрес B.
адрес |
отправитель |
получатель |
IP-заголовок Ethernet-заголовок |
A A |
B B |
Табл.5. Адреса в Ethernet-кадре, передающем IP-пакет от A к B.
В этом простом примере протокол IP является излишеством, которое мало что добавляет к услугам, предоставляемым сетью Ethernet. Однако протокол IP требует дополнительных расходов на создание, передачу и обработку IP-заголовка. Когда в машине B модуль IP получает IP-пакет от машины A, он сопоставляет IP-адрес места назначения со своим и, если адреса совпадают, то передает датаграмму протоколу верхнего уровня.
В данном случае при взаимодействии A с B используется прямая маршрутизация.