IPv4データグラム - 開発者ドキュメント

1. 序章

インターネットプロトコル（IP）は、ネットワーク層の通信プロトコルです。その主な操作はルーティングです。ホストで発信されたパケットを、一度に1つのルーターで宛先に転送します。

要約すると、トランスポート層はデータストリームをIPパケットに分割します。次に、IPルーターはこれらのパケットをインターネット経由で転送します。宛先で、ネットワーク層はすべてのパケットを元のストリームに再構成します。最後に、トランスポート層がデータを取得して処理します。

インターネットはさまざまなネットワークで構成されています。これらのネットワークのハードウェアは、さまざまな帯域幅をサポートしています。その結果、ルーターは途中でIPパケットをより小さな部分に分割しなければならない場合があります。 これはフラグメンテーションと呼ばれます。

このチュートリアルでは、IPv4データグラムについて詳しく説明します。

IPv4 は1981年に開発され、現在でも広く使用されています。 32ビットのアドレス空間を使用します。

IPv4パケットはデータグラムと呼ばれます。これは、ヘッダーとデータ部分で構成されています。

IPv4ヘッダーには、20バイトの固定必須部分と、それに続くオプションのフィールドが含まれています。 したがって、IPv4ヘッダーの最小サイズは20バイトです。

オプションパーツには、オプションとパディングが含まれています。サイズは最大40バイトまで大きくなる可能性があります。 したがって、最大ヘッダーサイズは60バイトです。

データグラムは最大65,535バイトのデータ（）を運ぶことができ、そのうちの少なくとも20バイトがヘッダーになります。したがって、伝送するデータの最大量は65,515バイトです。

ヘッダー部分には14個のフィールドが含まれています。最初の13は必須です。最後の1つは、optionsと呼ばれるオプションのフィールドです。個々のヘッダーフィールドを見てみましょう。

IPバージョンフィールド。IPv4の場合は4に設定します。

IHLは、ヘッダーフィールドを構成する32ビットワードの数です。最初の20バイトは必須であるため、使用可能な最小数は5です。

ボイスオーバーIPなどの差別化サービスのサービスの種類を指定します。

サポートされている場合、ECNは、パケットをドロップしたり、帯域幅を浪費したりすることなく、ネットワーク輻輳通知を伝送します。

これは、ヘッダーとデータ部分の両方を含む、データグラムの合計サイズです。

これは主に、データグラムがフラグメント化されている場合にフラグメントのグループを示すために使用されます。

フラグのさまざまな組み合わせが断片化を制御し、断片化されたデータグラムを示します。

宛先がフラグメント化されたパケットをアセンブリできない場合、フラグメント化しないフラグが設定されていると想定します。したがって、フラグがデータグラムをフラグメント化しないようにマークしている場合、パケットはドロップされますが、フラグメント化されている必要があります。

断片化されたパケットのオフセットが含まれています。

パケットが存続するホップ数。途中の各ルーターはTTLフィールドをデクリメントします。 0に達すると、パケットは破棄されます。このようにして、ループするパケットが排除されます。

これはデータ部分のプロトコルです。

これはエラー検出のチェックサムであり、ヘッダーフィールドのみを対象としています。各ルーターはこの値をチェックし、エラーが検出された場合はパケットを破棄します。データ部分のチェックサムは計算されません。

送信元ホストのIPv4アドレス。

宛先ホストのIPv4アドレス。

存在する場合、追加のオプションがこのフィールドに保存されます。

この記事では、最も広く使用されているネットワーク通信プロトコルについて学習しました。次に、データグラムの構造を調査しました。