Ipv4 Header erklärt
Einführung in den IPv4 Header
Der IPv4-Header bildet den Anfangsteil jedes Datenpakets, das im Internet Protocol Version 4 (IPv4) übertragen wird. Dieser Header trägt wesentliche Metainformationen, die für die effiziente und korrekte Übertragung von Daten im Internet unerlässlich sind. Jede Information im Header hat einen spezifischen Zweck, sei es die Identifizierung der Quelle und des Ziels, die Festlegung von Prioritäten für das Datenpaket oder die Handhabung von Paketfragmentierung und -zusammenführung. Durch den IPv4-Header können Netzwerkgeräte, wie Router und Switches, das Paket analysieren, Entscheidungen über den besten Pfad für die Weiterleitung treffen und sicherstellen, dass es letztlich beim vorgesehenen Empfänger ankommt. In einer immer stärker vernetzten digitalen Welt ist das Verständnis der Funktionsweise und Struktur des IPv4-Headers von grundlegender Bedeutung für jeden, der sich mit Netzwerktechnologien befasst.
Hier ist eine detaillierte Beschreibung der Felder des IPv4-Headers:
- Version (4 Bit): Dieses Feld gibt die IP-Version an. Für IPv4 ist dieser Wert immer „4“.
- IHL (Internet Header Length, 4 Bit): Gibt die Länge des Headers in 32-Bit-Wörtern an. Dies ist nützlich, da der IPv4-Header optionale Felder haben kann und daher variabel in seiner Größe ist.
- Type of Service (ToS, 8 Bit): Ursprünglich entwickelt, um den Behandlungsgrad des Pakets zu bestimmen. Es gibt Prioritäten und Routing-Vorlieben für das Paket an. In neueren Standards wurde dieses Feld jedoch in Differentiated Services (DS) und Explicit Congestion Notification (ECN) aufgeteilt.
- Total Length (16 Bit): Gibt die gesamte Länge des Pakets in Bytes an, einschließlich des Headers und der Daten.
- Identification (16 Bit): Eindeutige Kennung für ein Paket, die in Kombination mit anderen Feldern verwendet wird, um Fragmente eines zerlegten Pakets zu identifizieren.
- Flags (3 Bit): Enthält Flags für die Fragmentierung. Das sind:
Reserviert (immer auf 0 gesetzt)
Do Not Fragment (DF)
More Fragments (MF)
- Fragment Offset (13 Bit): Wenn ein Paket fragmentiert wird, gibt dieses Feld den Versatz des Fragments relativ zum Originalpaket an.
- Time to Live (TTL, 8 Bit): Ein Zähler, der bei jedem Hop (z.B. Router) um eins verringert wird. Wenn der TTL auf 0 fällt, wird das Paket verworfen. Dies verhindert, dass Pakete endlos in Netzwerkschleifen zirkulieren.
- Protocol (8 Bit): Definiert das Protokoll der im Paket enthaltenen Daten, z.B. TCP oder UDP.
- Header Checksum (16 Bit): Eine Prüfsumme für den Header, die an jedem Hop neu berechnet wird, um sicherzustellen, dass der Header während der Übertragung nicht beschädigt wurde.
- Source Address (32 Bit): Die IPv4-Adresse des sendenden Geräts.
- Destination Address (32 Bit): Die IPv4-Adresse des Zielgeräts.
- Options (variable Länge): Dies ist ein optionales Feld, das für verschiedene Zwecke verwendet werden kann, z.B. für das Routing von Paketen oder für Timestamps. Wenn Optionen verwendet werden, wird das IHL-Feld entsprechend angepasst, um die Gesamtlänge des Headers anzugeben.
Die Gesamtlänge des IPv4-Headers ohne Optionen beträgt 20 Bytes. Mit Optionen kann er jedoch bis zu 60 Bytes betragen. Jeder dieser Header-Felder trägt dazu bei, dass das Paket effizient und korrekt durch das Internet geroutet wird.
