Protocolo IPv4: cabeçalho

Protocolo IPv4: cabeçalho

1. Cabeçalho IPv4

   • Ver - Version (4 bits)
     • Responsável por informar a versão do protocolo IP utilizado: IPv4 (0100 em binário) ou IPv6 (0110 em binário)
     • Esse campo é o primeiro a ser lido pois define a estrutura do cabeçalho
   • IHL - Information Header Length (4 bits)
     • Devido ao tamanho variável do cabeçalho do datagrama IP de 20 bytes a 60 bytes, precisa ser informado o tamanho do cabeçalho para tratamento do protocolo
     • Informa-se a quantidade de palavras de 32 bits (4 bytes) presentes no cabeçalho. Valor mínimo é 5 (5 * 32 bits = 160 bits = 20 bytes) e valor máximo é 15 (15 * 32 bits = 480 bits = 60 bytes)
   • Service Type ou TOS (Type of Service) (8 bits)
     • Permite tratar critérios de qualidade de serviço através do protocolo IP dando prioridades no processamento dos pacotes ou utilizando rotas específicas
     • É capaz de tratar aspectos relacionados à confiabilidade e velocidade a nível da camada de rede
     • Uso atual
       • DSCP (differentiated services codepoint) - RFC 2474 - e se utiliza dos 6 primeiros bits dos 8 disponíveis para o TOS. Continua sendo aplicado para técnicas de qualidade de serviço
       • Já os 2 últimos, estão sendo utilizados pelo ECN (Explicit Congestion Notification) - RCF 3168 - que trata questões de controle de congestionamento ao longo do percurso
   • Total Length (16 bits)
     • Define o tamanho total do datagrama IP (cabeçalho + dados) podendo variar de 20 bytes a 65535 bytes
     • Para definir o tamanho apenas do conteúdo, deve-se descontar o tamanho do campo IHL. Em regra, retira-se 20 bytes, gerando um total de conteúdo igual a 65515 bytes
   • Identifier (16 bits)
     • Campo de identificação do pacote IP. Quando há fragmentação de pacote, é através desse identificador que o destino consegue definir quais fragmentos pertencem a determinado pacote original
     • Todos os fragmentos de uma mesmo pacote original possuem o mesmo identificador. O sequenciamento depende do campo OFFSET
   • Flags (3 bits): O primeiro bit é reservado até o presente momento (sem uso)
     • O segundo bit é conhecido pela sigla DF (Don’t Fragment)
       • Caso este bit esteja habilitado, indica que o pacote não deve ser fragmentado ao longo do percurso
       • Caso não seja possível transmitir sem desfragmentar, o roteador deverá descartar o pacote e enviar uma notificação à origem
     • O terceiro bit é conhecido pela sigla MF (More Fragment)
       • Quando este está habilitado, indica que possui outros fragmentos para completar o pacote original
       • Em caso de estar desabilitado, indica que é o último ou único pacote
   • Fragment Offset (13 bits)
     • Usado para posicionar o fragmento em relação ao primeiro nos casos de fragmentação
     • Número múltiplo de 8 de bytes, ou seja, se o valor for 185, temos indicado que a posição de início será 8 x 185 = 1480 bytes
   • Time to Live - TTL (8 bits)
     • Determina o tempo de vida do pacote na rede em função da quantidade de saltos que este pode dar
     • A cada nó (roteador) que o pacote passa na rede, esse valor é decrementado em uma unidade até chegar a 0, caso em que o pacote será descartado
       • Vale mencionar que o roteador que realizar o decremento de 1 para 0 será o responsável por descartar o pacote
     • Os valores são definidos de acordo com o sistema operacional. Em regra, sistemas WINDOWS iniciam com 128. Já os sistemas LINUX utilizam o valor 64 como base
   • Protocol (8 bits)
     • Este campo permite a visibilidade de qual protocolo está sendo usado na camada superior (transporte) ou até mesmo na própria camada (rede) como o ICMP
     • Dessa forma, o protocolo IP consegue determinar para qual serviço deve ser entregue o datagrama IP recebido
   • Header Checksum (16 bits)
     • Campo que utiliza um algoritmo sobre todo o cabeçalho IP permitindo a verificação da integridade do cabeçalho IP
     • Importante observação é que o algoritmo não garante integridade do payload ou dos dados
       • Como o campo TTL do cabeçalho é alterado obrigatoriamente em cada roteador, então o valor desse campo deve ser recalculado em cada salto
   • Source and Destination Address (32 bits)
     • Campo destinado a armazenar a informação do endereço IP em sua versão 4 de origem e destino, respectivamente dos endpoints da comunicação
   • Options and Padding (Tamanho Variável)
     • Este campo é opcional. Agrega informações adicionais no protocolo IP em relação à fragmentação, medição e monitoramento, controle, segurança entre outros

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