IP-пакет
Основные термины
IP-адрес: IP-адрес — это числовой идентификатор, присваиваемый каждому устройству, подключенному к сети, которая использует интернет-протокол для связи. Он служит двум основным целям: распознавание хоста или сетевого интерфейса, идентификация или определение местоположения.
Пакет: Пакет — это фрагмент данных, который передаётся между источником и получателем через Интернет или другую сеть, основанную на механизме коммутации пакетов. Этот компонент в основном состоит из заголовка и полезной нагрузки.
Маршрутизатор: Маршрутизатор — это сетевое устройство, которое (служит) точкой пересылки пакетов данных между компьютерными сетями. Маршрутизаторывыполняют функции маршрутизации трафика через Интернет.
IPv4: Интернет-протокол версии 4 (IPv4) — это протокол, который обеспечивает связь между настольными компьютерами в режиме онлайн, а уровень приложений — это более широкий уровень, который в настоящее время охватывает большую часть интернет-коммуникаций.
IPv6: Интернет-протокол версии 6 (IPv6), последняя версия в серии обновлений интернет-протокола, используется для идентификации, определения местоположения и маршрутизации различных компьютеров, чтобы трафик через Интернет передавался должным образом.
IP-пакет — форматированный блок информации, передаваемый по компьютерной сети, структура которого определена протоколом IP.
Структура IP-пакета состоит из двух основных частей:
Заголовок (Header). Включает информацию о пакете, такую как IP-адрес отправителя, IP-адрес получателя, идентификационный номер пакета, флаги, время жизни пакета (TTL), протокол и контрольную сумму для проверки ошибок.
Полезная нагрузка (Payload). Это данные, которые передаются в пакете, такие как запросы веб-страниц, передача файлов, мультимедиа и другие данные пользователя.
Заголовок IP пакета содержит важную информацию, необходимую для маршрутизации и доставки данных. Он состоит из нескольких полей, каждое из которых выполняет свою функцию. Рассмотрим основные поля заголовка IP пакета:
- Версия: Указывает версию IP протокола (IPv4 или IPv6).
- Длина заголовка: Определяет длину заголовка в 32-битных словах.
- Тип сервиса (ToS): Указывает приоритет и качество обслуживания.
- Общая длина: Общая длина пакета, включая заголовок и данные.
- Идентификатор: Уникальный идентификатор пакета.
- Флаги: Управляют фрагментацией пакета.
- Смещение фрагмента: Указывает положение фрагмента в оригинальном пакете.
- Время жизни (TTL): Максимальное количество хопов, через которые пакет может пройти.
- Протокол: Указывает протокол верхнего уровня (например, TCP, UDP).
- Контрольная сумма заголовка: Проверяет целостность заголовка.
- IP адрес источника: Адрес отправителя пакета.
- IP адрес назначения: Адрес получателя пакета.
- Опции: Дополнительные параметры (необязательное поле).
Описание каждого поля заголовка
Версия
Поле версии состоит из 4 бит и указывает, какую версию IP протокола использует пакет. Например, для IPv4 значение будет 4, а для IPv6 — 6. Это поле важно для правильной интерпретации заголовка пакета, так как разные версии протокола имеют различную структуру заголовка и формат данных.
Длина заголовка
Это поле также состоит из 4 бит и указывает длину заголовка в 32-битных словах. Минимальная длина заголовка — 20 байт (5 слов), но может быть больше, если используются опции. Длина заголовка важна для правильной интерпретации последующих полей и данных пакета. Если заголовок содержит опции, его длина может увеличиваться, что позволяет включать дополнительные параметры.
Тип сервиса (ToS)
Поле ToS состоит из 8 бит и используется для указания приоритета пакета и качества обслуживания. Это поле позволяет маршрутизаторам и коммутаторам обрабатывать пакеты с разным приоритетом. Например, пакеты с высоким приоритетом могут быть обработаны быстрее, чем пакеты с низким приоритетом. Это особенно важно для приложений, требующих низкой задержки, таких как VoIP или видеоконференции.
Общая длина
Поле общей длины состоит из 16 бит и указывает общую длину пакета, включая заголовок и данные. Максимальная длина пакета — 65,535 байт. Это поле важно для правильной обработки пакета на каждом этапе его маршрута. Если пакет превышает максимальную длину, он может быть фрагментирован на несколько частей, каждая из которых будет передана отдельно.
Идентификатор
Поле идентификатора состоит из 16 бит и используется для уникальной идентификации пакетов. Это особенно важно при фрагментации, когда один пакет разбивается на несколько частей. Идентификатор позволяет собрать все фрагменты обратно в один пакет на стороне получателя. Это поле также помогает отслеживать пакеты и выявлять возможные проблемы с доставкой.