Протоколы сетевого уровня

Основным интернет-протоколом сетевого уровня является протокол IP. В его задачу входит маршрутизация пакетов в соответствии с IP-адресами, то есть определение маршрута следования пакета от источника к приемнику и передача его по требуемому адресу, а также фрагментация и сборка пакетов верхних уровней. Основной формат заголовка IP-пакета представлен на рисунке:

Первый байт делится между номером версии протокола (4 для IPv4) и длиной IP-заголовка HdrLen (как правило 20 байт). Следующий байт задает тип обслуживания пакета (TOS), далее два байта – общая длина пакета. Следующие восемь байт содержат информацию о фрагментации пакета, необходимую для его последующей сборки. Среди прочего здесь располагается флаг DF, установка которого запрещает фрагментацию пакета. Девятый и десятый байты содержат информацию соответственно о времени жизни пакета (TTL) и протоколе (Protocol) верхнего уровня, которому пакет должен быть передан для дальнейшей обработки; затем два байта – контрольная сумма. Замыкают заголовок IP-адреса источника и приемника, занимающие по четыре байта. В общем случае далее могут следовать опциональные поля (их количество определяется длиной заголовка пакета). Затем идут собственно пользовательские данные. Под пользователем в данном случае понимается протокол более высокого уровня (TCP или UDP).

Наиболее важной информацией, содержащейся в IP-заголовке, для нас является время жизни пакета и адреса источника и приемника. Заметим, что информации о портах в IP-заголовке нет, поскольку данная информация используется на транспортном уровне и не требуется для маршрутизации пакета.

Помимо IP-протокола на сетевом уровне располагается также протокол ICMP – Internet Control Message Protocol, который используется для обмена служебной информацией между хостами. Наиболее известный и наглядный пример использования этого протокола – команда ping. Заголовок ICMP-пакета во многом идентичен IP-заголовку.