IPv4 kurz und knapp

Ein IPv4-Paket ist die grundlegende Einheit der Datenübertragung im Internet. Es besteht aus einem Header (Kopfzeile) und den eigentlichen Daten (Payload). Der Header enthält alle notwendigen Informationen für die Weiterleitung des Pakets durch das Netzwerk, während die Daten den eigentlichen Inhalt darstellen, der übertragen werden soll (z.B. eine Webseite, eine E-Mail oder ein Video-Stream).

Aufbau des IPv4-Headers

Der IPv4-Header ist in Felder unterteilt, die jeweils spezifische Informationen enthalten. Hier sind einige der wichtigsten Felder:

• Version:
  Gibt an, dass es sich um ein IPv4-Paket handelt.

• Headerlänge:
  Definiert die Länge des Headers in 32-Bit-Wörtern.

• Differenzierte Dienste (DiffServ):
  Enthält Informationen zur Behandlung des Pakets im Netzwerk (z.B. Priorität).

• Gesamtlänge:
  Gibt die gesamte Länge des Pakets (Header + Daten) an.

• Identifikation:
  Eine eindeutige Nummer für jedes Paket, die bei der Fragmentierung und Reassemblierung von Paketen verwendet wird.

• Flags:
  Enthält Informationen zur Fragmentierung des Pakets.

• Fragmentversatz:
  Gibt an, an welcher Stelle ein Fragment im ursprünglichen Paket eingefügt werden muss.

• Zeit zu leben (TTL):
  Eine Zahl, die angibt, wie oft ein Paket noch weitergeleitet werden darf, bevor es verworfen wird.

• Protokoll:
  Gibt das Protokoll an, das für die Daten im Payload verwendet wird (z.B. TCP, UDP).

• Header-Checksumme:
  Eine Prüfsumme, die verwendet wird, um Fehler in der Übertragung des Headers zu erkennen.

• Quell-IP-Adresse:
  Die IP-Adresse des sendenden Computers.

• Ziel-IP-Adresse:
  Die IP-Adresse des Zielcomputers.

Visuelle Darstellung eines IPv4-Pakets

Beispiel für einen IP Header gem. RFC 791

    0                   1                   2                   3   
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |Version|  IHL  |Type of Service|          Total Length         |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |         Identification        |Flags|      Fragment Offset    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |  Time to Live |    Protocol   |         Header Checksum       |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                       Source Address                          |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                    Destination Address                        |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                    Options                    |    Padding    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

                    Example Internet Datagram Header

Funktion des IPv4-Pakets

• Adressierung:
  Die Quell- und Ziel-IP-Adressen im Header bestimmen den Weg des Pakets durch das Netzwerk.

• Fragmentierung:
  Große Pakete können in kleinere Fragmente aufgeteilt werden, um sie über Netzwerke mit kleinen MTU (Maximum Transmission Unit) zu übertragen.

• Lebensdauer:
  Der TTL-Wert verhindert, dass Pakete endlos im Netzwerk zirkulieren.

• Fehlererkennung:
  Die Prüfsumme dient dazu, Fehler in der Übertragung zu erkennen und beschädigte Pakete zu verwerfen.

Zusammenfassung

Ein IPv4-Paket ist die grundlegende Einheit der Kommunikation im Internet. Es enthält alle notwendigen Informationen, damit das Paket vom Quellcomputer zum Zielcomputer übertragen werden kann. Der Header enthält die Adressen, die Protokollinformationen und andere Steuerinformationen, während der Payload die eigentlichen Daten enthält.

Siehe auch:

• IPv4 (Internet Protocol Version 4) – FAQ
• IPv4 – Internet Protocol Version 4 @ Elektronik-Kompendium
• IPv4 @ de.wikipedia.org

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