IPv4 Datagram Header » CS Taleem

Το Datagram είναι μέρος του IPV4 Header. Αντιπροσωπεύει το μέγεθος της κεφαλίδας και του ωφέλιμου φορτίου. Το Datagram του IPV4 είναι ένα πεδίο 16 bit που ισούται με 65535 byte. Το IPV4 Datagram είναι το συνδυασμός του μέγεθος κεφαλίδας και φορτίο επί πληρωμή (δεδομένα). Το IPV4 Datagram θα είναι πάντα στην περιοχή από 20 byte έως 65535 byte (2¹⁶ byte).

1. Μέγεθος κεφαλίδας

Το ελάχιστο μέγεθος της κεφαλίδας είναι 20 byte ή 160 bit και το μέγιστο 60 byte ή 480 bit. Οι πρώτες πέντε σειρές της κεφαλίδας IPV4 είναι υποχρεωτικές, με συνολικό μέγεθος 20 byte.

Κάθε σειρά είναι 4 byte. Έτσι, το μέγεθος των πρώτων πέντε σειρών θα είναι 20 byte που είναι το ελάχιστο μέγεθος της κεφαλίδας IPV4.

2. Ωφέλιμο φορτίο

Το ελάχιστο μέγεθος ωφέλιμου φορτίου (Δεδομένα) είναι 0 byte και το μέγιστο 65515 byte.

Υπολογισμοί μεγέθους κεφαλίδας δεδομένων IPv4

• Εάν το μέγεθος της κεφαλίδας είναι 20 byte (ελάχιστο) και το ωφέλιμο φορτίο είναι 0 byte (ελάχιστο) τότε μέγεθος datagram = 20 byte
• Εάν το μέγεθος της κεφαλίδας είναι 20 byte (ελάχιστο) και το ωφέλιμο φορτίο είναι 65515 (μέγιστο) τότε μέγεθος datagram = 65535 byte
• Εάν το μέγεθος της κεφαλίδας είναι 60 byte, τότε η μέγιστη τιμή ωφέλιμου φορτίου θα είναι 65475. Επειδή 65475 + 60 byte είναι ίσα με το μέγιστο μέγεθος του datagram IPV4 που είναι ίσο με 65535.

Σημείωση: Εάν το μέγεθος της κεφαλίδας είναι 60 byte (μέγιστο) και το ωφέλιμο φορτίο είναι 65515 (μέγιστο) τότε μέγεθος datagram = 65575 byte. δεν μπορεί να αναπαρασταθεί με πεδίο 16 bit του datagram.

Το διάγραμμα κεφαλίδας IPv4 Datagram δίνεται παρακάτω

Ιδιότητες κεφαλίδας δεδομένων IPV4

1. ΕΚΔΟΣΗ: Η έκδοση του πρωτοκόλλου IP είναι 4 bit. Αυτά τα 4 bit είναι πάντα σταθερά ως 0100 για να αντιπροσωπεύουν το 4 σε δεκαδικό για IPv4.

2. HLEN:Το μήκος κεφαλίδας IV4P είναι 4 bit. Η ελάχιστη τιμή για αυτό το πεδίο είναι 5 και η μέγιστη είναι 15 byte.

• Το μήκος της κεφαλίδας μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο

Μήκος κεφαλίδας = Τιμή πεδίου μήκους κεφαλίδας x 4 byte

Παραδείγματα

Εάν το πεδίο μήκους κεφαλίδας περιέχει δεκαδική τιμή 11 (που αναπαρίσταται σε δυαδικό 1011), τότε Μήκος κεφαλίδας = 11 x 4 = 44 byte

Σημείωση: Έτσι το δεκαδικό εύρος των 4 bit θα γίνει [5 -15] να αντιπροσωπεύει το μήκος της κεφαλίδας [20-60]

3. Είδος υπηρεσίας: είναι το πεδίο 8 bit που χρησιμοποιείται για την ποιότητα της υπηρεσίας. Η διαίρεση των 8-bit εξηγείται παρακάτω

• Προτεραιότητα (3 bit): Τα πρώτα 3 bit ορίζουν την προτεραιότητα. Προτεραιότητα σημαίνει προτεραιότητα, π.χ. άμεση, ρουτίνα κ.λπ. Εάν ένας δρομολογητής έχει συμφόρηση και χρειάζεται να απορρίψει πακέτα, θα απορρίψει πρώτα πακέτα με τη χαμηλότερη προτεραιότητα. Οι τιμές των bit θα είναι 0 ή 1.
• Καθυστέρηση (1 bit): Αν θέλουμε ελάχιστη καθυστέρηση στα πακέτα δεδομένων τότε αυτό το πεδίο θα είναι 1 διαφορετικά 0. Κυρίως σε βιντεοκλήσεις όπου δεν χρειάζεται καθυστέρηση.
• Παραγωγή (1 bit): αν χρειάζεται υψηλή έξοδος τότε το bit πεδίου του θα είναι 1 διαφορετικά 0.
• Αξιοπιστία (1 bit): εάν χρειάζεται υψηλή αξιοπιστία τότε το bit πεδίου του θα είναι 1 διαφορετικά 0. Χρησιμοποιείται όπου δεν γίνεται ανεκτή απώλεια δεδομένων.
• Κόστος (1 bit): αν χρειάζεται χαμηλό κόστος τότε το bit πεδίου του θα είναι 1 διαφορετικά 0. Απαιτεί πότε να επιλέξετε τη συντομότερη διαδρομή προς τον προορισμό του.
• Τελευταίο κομμάτι προορίζεται για μελλοντικούς σκοπούς που ελέγχει κυρίως την ειδοποίηση συμφόρησης. Συμφόρηση σημαίνει ότι ενημερώνει τον αποστολέα για να ελαχιστοποιήσει την ταχύτητα αποστολής δεδομένων.

4. Συνολικό μήκος: Είναι το συνολικό μήκος του datagram. είναι ένα πεδίο 16 bit που μπορεί να αντιπροσωπεύει 2¹⁶ = 65536 τιμή . Έχει ελάχιστο μέγεθος 20 byte και μέγιστη τιμή 65535 byte. Όπως έχουμε ήδη συζητήσει στο θέμα του datagram ότι

Συνολικό μήκος = Μήκος κεφαλίδας + Μήκος ωφέλιμου φορτίου

5. Ταυτοποίηση

• Είναι ένα πεδίο 16 bit. Είναι χρήσιμο για την αναγνώριση των θραυσμάτων ενός αρχικού datagram.
• Όταν ένα datagram IP είναι κατακερματισμένο, σε κάθε κατακερματισμένο datagram εκχωρείται ο ίδιος αριθμός κεφαλίδας αναγνώρισης.
• Αυτός ο αριθμός κεφαλίδας είναι χρήσιμος κατά την επανασυναρμολόγηση κατακερματισμένων γραμμάτων δεδομένων.

6. Bits επισήμανσης: Χρησιμοποιεί 3 bit σημαίας

• Το πρώτο bit σημαίας είναι δεσμευμένο
• Δεύτερο bit σημαίας (DF Bit). Το bit DF σημαίνει Do Not Fragment bit. Η τιμή DF μπορεί να είναι 0 ή 1.

Όταν η τιμή DF είναι 0, τότε δίνει την άδεια στις ενδιάμεσες συσκευές (δηλ. δρομολογητές) να κατακερματίσουν το datagram εάν απαιτείται.

Όταν η τιμή DF είναι 1, τότε υποδεικνύει ότι οι ενδιάμεσες συσκευές (δηλ. ο δρομολογητής) δεν θα κατακερματίσουν το datagram με οποιοδήποτε κόστος.

• Το τρίτο bit σημαίας είναι το MF. Το bit MF σημαίνει More Fragments bit. Η τιμή MF μπορεί να είναι 0 ή 1.

Όταν η τιμή bit MF είναι 0, τότε λέει στον δέκτη ότι το τρέχον τμήμα-τμήμα δεδομένων είναι το τελευταίο τμήμα και δεν θα εμφανιστεί άλλο τμήμα του ίδιου datagram.

Όταν η τιμή bit MF είναι 1, τότε λέει ότι θα ακολουθήσουν περισσότερα θραύσματα μετά από αυτό το τμήμα. Το bit MF έχει οριστεί στο 1 για όλα τα τμήματα εκτός από το τελευταίο.

7. Μετατόπιση θραυσμάτων: Το Fragment Offset είναι ένα πεδίο 13 bit. Λέει τη θέση ενός κατακερματισμένου datagram στο αρχικό μη κατακερματισμένο datagram IP.

Μετατόπιση τμήματος για ένα δεδομένο κατακερματισμένο datagram IP = Αριθμός byte δεδομένων μπροστά από αυτό στο αρχικό μη κατακερματισμένο datagram IP

Ως εκ τούτου, το 1^αγ Το κατακερματισμένο datagram έχει μετατόπιση θραύσματος μηδέν.

8. Ώρα για ζωή: Είναι ένα πεδίο 8-bit που εμποδίζει το datagram να μεταβεί σε βρόχο. Εάν ένα datagram πάει σε βρόχο, τότε μπορεί να συμβεί συμφόρηση που προκαλεί το πρόβλημα. Έτσι, το Time to live (TTL) αποφεύγει σε τέτοιους σταθμούς.

Σύμφωνα με το TTL, το 8-bit μπορεί να αντιπροσωπεύει 256 κόμβους. Επομένως, το datagram is self-loop μπορεί να πάει σε 256 κόμβους, όταν το datagram πηγαίνει σε έναν κόμβο, μειώνεται κατά 1 σε τιμές. Καθώς η τιμή φτάσει στο 0, το datagram τερματίζεται.

9. Πρωτόκολλο: είναι ένας αριθμός 8-bit που καθορίζει ποιο πρωτόκολλο χρησιμοποιείται μέσα στο πακέτο IP. Τα πρωτόκολλα TCP, UDP, ICMP ή IGMP μπορούν να φιλτραριστούν, αν και είναι τα πιο συνηθισμένα. Ο αριθμός πρωτοκόλλου του ICMP είναι 1 (σε δυαδικό 00000001), το IGMP είναι 2 (στο δυαδικό 00000010), το TCP είναι 6 και το UDP είναι 17.

10. Άθροισμα ελέγχου κεφαλίδων: είναι ένα πεδίο 16 bit. Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο σφαλμάτων στην κεφαλίδα του datagram. Στο τέλος λήψης, είναι συνηθισμένο γνωρίζετε ότι η λήψη δεδομένων είναι κατεστραμμένη ή όχι επειδή τα δεδομένα μπορεί να χαθούν ή να καταστραφούν κατά τη διέλευση μέσω του δικτύου.

11. Διεύθυνση IP πηγής:Διεύθυνση IP 32 bit του αποστολέα

12. Διεύθυνση IP προορισμού:Διεύθυνση IP 32 bit του δέκτη

13. Επιλογή: Λόγω του πεδίου επιλογών, το μέγεθος κεφαλίδας δεδομένων μπορεί να είναι μεταβλητού μήκους (20 byte έως 60 byte). Οι προαιρετικές πληροφορίες περιλαμβάνουν ως διαδρομή πηγής κ.λπ.

Βοηθήστε τους άλλους Κοινοποιώντας…