7.7 Межсетевая дейтаграмма

Между физической сетью и интернетом TCP/IP существует много аналогий. В физической сети единицей передачи является кадр, который состоит из заголовка и данных, где заголовок содержит информацию, такую как адреса отправителя и получателя. Интернет называет свой базовый элемент передачи межсетевой дейтаграммой(иногда ее называют IP-дейтаграммой или просто дейтаграммой). Как и кадр физической сети, дейтаграмма делится на поле заголовка и поле данных. Кроме того, как и кадр, заголовок дейтаграммы содержит адреса отправителя и получателя, а также поле типа, которое идентифицирует содержимое дейтаграммы. Ну, и конечно, разница между ними состоит в том, что заголовок дейтаграммы содержит IP-адреса, в то время как заголовок кадра - физические адреса. Рисунок 7.2 показывает общую форму дейтаграммы:

-----------------------------------------------------------

| ЗАГОЛОВОК | ОБЛАСТЬ ДАННЫХ |

| ДЕЙТАГРАММЫ | ДЕЙТАГРАММЫ |

-----------------------------------------------------------

Рисунок 7.2 Общая форма IP-дейтаграммы, аналогии сетевому кадру в TCP/IP. IP специфицирует формат заголовка, включая IP-адреса источника и назначения. IP не описывает формат области данных; она может быть использована для транспортировки произвольных данных.

7.7.1 Формат дейтаграммы

Теперь, после того, как мы описали общий формат IP-дейтаграммы, можно рассмотреть ее содержимое более детально. Рисунок 7.3 показывает расположение полей дейтаграммы:

0 4 8 16 19 24 31

------------------------------------------------------------

|версия|длина| тип сервиса| общая длина |

------------------------------------------------------------

| идентификация |флаги |смещение фрагмента |

------------------------------------------------------------

|время жизни | протокол | КС заголовка |

------------------------------------------------------------

| IP-адрес отправителя |

------------------------------------------------------------

| IP-адрес получателя |

------------------------------------------------------------

| Опции IP(если есть) |заполнение |

------------------------------------------------------------

| Данные |

------------------------------------------------------------

| ... |

------------------------------------------------------------

Рисунок 7.3 Формат дейтаграммы Интернета, основного элемента передачи в интернете TCP/IP.

Так как обработка дейтаграммы происходит с помощью программного обеспечения, оборудование не накладывает никаких ограничений на ее содержимое и формат. Например, первое 4-битовое поле в дейтаграмме(ВЕРСИЯ) содержит версию протокола IP , используемую при создании дейтаграммы. Оно используется отправителем, получателем, и всеми шлюзами между ними для уверенности в том, что все они используют один и тот же формат дейтаграммы. Всему программному обеспечению IP требуется проверять поле версии перед обработкой дейтаграммы, чтобы быть уверенным в том, что ее формат соответствует тому формату, который ожидает это обеспечение. Если стандарт меняется, машины будут отбрасывать дейтаграммы с версией протокола, отличающейся от версии, на которой они работают, предохраняя себя от неправильной интерпретации содержимого дейтаграммы из-за устаревшего формата. Текущая версия протокола IP - 4.

Поле длины заголовка(ДЛИНА) также занимает 4 бита и хранит длину заголовка дейтаграммы в 32-битных словах. Как мы увидим, все поля в заголовке имеют фиксированную длину, за исключением поля ОПЦИИ IP и соответствующего ему поля ЗАПОЛНЕНИЕ. Наиболее простой заголовок, без опций и заполнения, занимает 20 октетов и имеет в поле длины заголовка значение 5.

Поле ОБЩАЯ ДЛИНА дает длину IP-дейтаграммы, измеренную в октетах, включая октеты в заголовке и данных. Размер области данных может быть вычислен с помощью вычитания длины заголовка(ДЛИНА) из ОБЩЕЙ ДЛИНЫ. Так как поле ОБЩАЯ ДЛИНА занимает 16 бит, максимально возможный размер дейтаграммы IP - 65535 октетов. В большинстве приложений это ограничение несущественно. Но оно может стать важным в будущем, когда сети с более высокими скоростями смогут передавать пакеты данных длиннее чем 65535 октетов.