Cấu trúc của gói tin IPv4
Nguồn: thietbivienthongbachkhoa.com
The structure of IP Diagram
Các thuật ngữ :
* IP Diagram = header + data . Data ở đây chính là UDP segment hoặc TCP segment . Ở bên gửi , tầng trên là tầng Transport sẽ gửi UDP segment hoặc TCP segment xuống tầng Network . Nhiệm vụ tầng Network là sẽ đóng thêm header vào (TCP segment hoặc UDP segment ở tầng Transport đưa xuống ) để tạo thành gói gọi là IP diagram
* UDP segment : là dạng dữ liệu do giao thức UDP ở tầng Transport đưa xuống tầng Network ,
* TCP segment : là dạng dữ liệu do giao thức TCP ở tầng Transport đưa xuống tầng Network .
* Fragment : là các mảnh của IP Diagram bị phân chia nhỏ ra để truyền trên kênh truyền . Fragment cũng có bao gồm phần Header + data (data chỉ là 1 phần của data ở IP Diagram)
* Gói : ở đây mình dùng từ “gói” để chỉ IP Diagram.
Cấu trúc của Header ở mỗi IP Diagram
(Lưu ý theo hình vẽ thì header chỉ từ phần VERS à Padding thôi)
– VERS (4 bit): Version: chỉ ra phiên bản của trình nghi thức IP đang được dùng là Ipv4 (0100) hoặc Ipv6 (0110) . Nếu trường này khác với phiên bản IP của thiết bị nhận, thiết bị nhận sẽ từ chối và loại bỏ các gói tin này.
– IP Header Length (HLEN) (4 bit): – Chỉ ra chiều dài của header , mỗi đơn vị là 1 word , mỗi word = 32 bit = 4 byte . Ở đây trường Header Length có 4 bit => 2^4 = 16 word = 16 x 4byte = 64 byte è chiều dài header tối đa là 64 byte . Bình thường Hearder dài 20 byte . Đây là chiều dài của tất cảc các thông tin Header. Trường này cũng giúp ta xác định byte đầu tiên của Data nằm ở đâu trong gói tin IP datagram
– Type Of Services (TOS)(8 bit) : Chỉ ra cách thức xử lý data như thế nào, có độ ưu tiên hay không, độ trễ cho phép xử lý gói dữ liệu . Trường này thường được dùng cho QoS là 1 chức năng dành 1 lượng băng thông để cho để cho 1 dịch vụ nào đó hoạt động ví dụ như dịch vụ truyền thoại , video …
– Total Length : – Chỉ ra chiều dài của toàn bộ gói tính theo byte, bao gồm dữ liệu và header,có 16 bit. 16 bit à tối đa là 2^16 = 65536 bye = 64 Kb è chiều dài tối đa của 1 IP datagram là 64 Kb.
– Identification – có 16 bit . Chỉ mã số của 1 IP datagram , giúp bên nhận có thể ghép các mảnh của 1IP datagram lại với nhau vì IP datagram phân thành các mảnh và các mảnh thuộc cùng 1 IP datagram sẽ có cùng Identification
– Flag – Một field có 3 bit,
Bit 0 : không dùng
Bit 1 : cho biết gói có phân mảnh hay không .
Bit 2 : Nếu gói IP datagram bị phân mảnh thì mảnh này cho biết mảnh này có phải là mảnh cuối không .
– Fragment Offset – có 13 bit. Báo bên nhận vị trí offset của các mảnh so với gói IP datagram gốc để có thể ghép lại thành IP datagram gốc.
VD : theo hình minh họa
1 gói tin IP datagram chiều dài là 4000 byte , có 20 byte header + 3980 byte dữ liệu.
Mà trên đường truyền chỉ cho phép truyền tối đa là 1500 byte => cho nên gói tin sẽ phần thành 3 mảnh nhỏ . Mỗi mảnh đều có header là 20 byte , còn phần dữ liệu lần lượng của 3 mảnh là 1480 byte , 1480 byte , 1020 byte . Nên offset của 3 mảnh lần lượt là 0 , 1480 , 2960 . Dựa vào offset để ráp lại thành mảnh lớn ở bên nhận . Cuối cùng là trường Flag bên nhận xác định được mảnh cuối cùng
ID ở mỗi mảnh nhỏ = x , nghĩa là cùng thuộc 1 mảnh lớn
– Time To Live (TTL) – Chỉ ra số bước nhảy (hop) mà một gói có thể đi qua.Con số này sẽ giảm đi 1 , khi gói tin đi qua 1 router. Khi router nào nhận gói tin thấy TTL đạt tới 0 gói này sẽ bị loại. Đây là giải pháp nhằm ngăn chặn tình trạng lặp vòng vô hạn của gói tin trên mạng.
– Protocol( 8 bit) : Chỉ ra giao thức nào của tầng trên (tầng Transport) sẽ nhận phần data sau khi công đoạn xử lí IP diagram ở tầng Network hoàn tất hoặc chỉ ra giao thức nào của tầng trên gởi segment xuống cho tầng Network đóng gói thành IP Diagram , mỗi giao thức có 1 mã.
06 : TCP :
17 : UDP
01 : ICMP
08 : EGP
– Header CheckSum – có 16 bit . Giúp bảo đảm sự toàn vẹn của IP Header, .
– Source Address (32 bit) : Chỉ ra địa chỉ của thiết bị truyền IP diagram .
– Destination Address(32 bit ) : Chỉ ra địa chỉ IP của thiệt bị sẽ nhận IP diagram .
– IP Option : kích thước không cố định , chứa các thông tin tùy chọn như :
Time stamp : thời điểm đã đi qua router.
Security : cho phép router nhận gói dữ liệu không , nếu không thì gói sẽ bị hủy
Record router : lưu danh sách địa chỉ IP của router mà gói phải đi qua,
Source route : bắt buộc đi qua router nào đó. Lúc này sẽ không cần dùng bảng định tuyến ở mỗi Router nữa.
– Padding – Các số 0 được bổ sung vào field này để đảm bảo IP Header luôn là bội số của 32 bit.
Data – Chứa thông tin lớp trên, chiều dài thay đổi đến 64Kb . Là TCP hay UDP Segment của tầng Transport gửi xuống cho tần Network , tầng Network sẽ thêm header vào à Gói tin IP datagram .
Cuối cùng muốn được hiểu rõ hơn về các trường một cách trực quan bạn có thể dùng phần mềm bắt gói dữ liệu để xem thông tin chi tiết trong đó : ethereal, wireshark , …
Nguồn: Trung tâm thiết bị viễn thông bách khoa