Формат пакета IP

Пакет IP складається з заголовка і поля даних рис.3.2.

Рис.3.2. Формат ІP пакета

Заголовок пакета має такі поля:

Поле Номер версії (VERS) вказує версію протоколу IP. Зараз повсюди використовується версія 4 і готується перехід на версію 6, звану також IPng (IP next generation).

Поле Довжина заголовка (HLEN) пакета IP займає 4 біта і вказує значення довжини заголовка, зміряне в 32-бітових словах. Зазвичай заголовок має довжину в 20 байт (п'ять 32-бітових слів), але при збільшенні обсягу службової інформації ця довжина може бути збільшена за рахунок використання додаткових байт в полі Резерв (IP OPTIONS).

Поле Тип сервісу (SERVICE TYPE) займає 1 байт і задає пріоритетність пакету і вид критерію вибору маршруту. Перші три біта цього поля утворюють підполе пріоритету пакета (PRECEDENCE). Пріоритет може мати значення від 0 (нормальний пакет) до 7 (пакет керуючої інформації). Маршрутизатори і комп'ютери можуть брати до уваги пріоритет пакету і обробляти важливіші пакети в першу чергу. Поле Тип сервісу містить також три біти, що визначають критерій вибору маршруту. Встановлений біт D (delay) говорить про те, що маршрут повинен вибиратися для мінімізації затримки доставки даного пакету, біт T - для максимізації пропускної спроможності, а біт R - для максимізації надійності доставки.

Поле Загальна довжина (TOTAL LENGTH) займає 2 байти і вказує загальну довжину пакета з урахуванням заголовка і поля даних.

Поле Ідентифікатор пакету (IDENTIFICATION) займає 2 байти і використовується для розпізнавання пакетів, що утворилися шляхом фрагментації вихідного пакета. Всі фрагменти повинні мати однакове значення цього поля.

Поле Прапори (FLAGS) займає 3 біти, воно вказує на можливість фрагментації пакета (встановлений біт Do not Fragment - DF - забороняє маршрутизатору фрагментувати даний пакет), а також на те, чи є даний пакет проміжним або останнім фрагментом вихідного пакета (встановлений біт More Fragments - MF - говорить про те пакет переносить проміжний фрагмент).

Поле Зсув фрагмента (FRAGMENT OFFSET) займає 13 біт, воно використовується для вказівки в байтах зміщення поля даних цього пакета від початку загального поля даних вихідного пакета, підданого фрагментації. Використовується при складанні/розкладанні фрагментів пакетів при передачах їх між мережами з різними величинами максимальної довжини пакета.

Поле Час життя (TIME TO LIVE) займає 1 байт і вказує граничний термін, протягом якого пакет може переміщатися по мережі. Час життя даного пакету вимірюється в секундах і задається джерелом передачі засобами протоколу IP. На шлюзах і в інших вузлах мережі після закінчення кожної секунди з поточного часу життя віднімається одиниця; одиниця віднімається також при кожній транзитній передачі (навіть якщо не пройшла секунда). При закінченні часу життя пакет анулюється.

Ідентифікатор Протоколу верхнього рівня (PROTOCOL) займає 1 байт і вказує, якому протоколу верхнього рівня належить пакет (наприклад, це можуть бути протоколи TCP, UDP або RIP).

Контрольна сума (HEADER CHECKSUM) займає 2 байти, вона розраховується по всьому заголовку.

Поля Адреса джерела (SOURCE IP ADDRESS) і Адреса призначення (DESTINATION IP ADDRESS) мають однакову довжину - 32 біта, і однакову структуру.

Поле Резерв (IP OPTIONS) є необов'язковим і використовується зазвичай тільки при налагодженні мережі. Це поле складається з декількох підполів, кожне з яких може бути одного з восьми визначених типів. У цих підполях можна вказувати точний маршрут проходження маршрутизаторів, реєструвати прохідні пакетом маршрутизатори, поміщати дані системи безпеки, а також тимчасові позначки. Так як число підполів може бути довільним, то в кінці поля Резерв має бути додано декілька байт для вирівнювання заголовка пакету по 32-бітовій межі.

Присвоєння ІР-адрес

IP-адреси можна присвоювати статично або динамічно.

Статична адреса

Використовуючи статичну адресу, мережевий адміністратор може вручну налаштовувати мережеві дані вузла. Як мінімум, це буде IP-адреса, маска та шлюз за замовчуванням.

У статичних адрес є кілька переваг. Наприклад, їх корисно присвоювати принтерам, серверам та іншим мережевим пристроям, які завжди повинні бути доступні мережевим клієнтам.

Статичне присвоєння адрес підсилює контроль над мережевими ресурсами, але введення інформації для кожного вузла забирає багато часу. При статичному введенні вузол виконує тільки базовий пошук помилок в IP-адресі. Відповідно, збільшується ризик виникнення помилки.

При використанні статичної IP-адресації важливо вести точний перелік адрес і пристроїв, яким вони присвоєні. Крім того, ці постійні адреси повторно не використовуються.

Динамічні адреси

Список користувачів локальної мережі часто змінюється. З'являються нові користувачі з ноутбуками, які потрібно підключити, встановлюються нові робочі станції. Щоб для кожної станції не доводилося вручну присвоювати IP-адресу, простіше це зробити автоматично. Для цього використовується протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

DHCP передбачає механізм автоматичного присвоєння інформації, наприклад, IP-адреси, маски мережі, шлюзу за замовчуванням та інших налаштувань.

Це найкращий спосіб присвоєння IP-адрес вузлам у великій мережі, оскільки він полегшує роботу фахівців служби підтримки й практично усуває можливість помилки.

Інші переваги DHCP полягають в тому, що адреси присвоюються вузлам тимчасово. Якщо вузол вимикається або покидає мережу, його адреса повертається в пул для повторного використання. Це особливо корисно для мобільних користувачів, які то підключаються, то відключаються.