Fondamenti di comunicazioni e internet

Datagramma IPv4

2 minuti

Note

Il protocollo IP è connectionless (paradigma packed-oriented, due pacchetti destinati allo stesso host possono essere trattati in maniera diversa) e non affidabile (consegna best-effort), inoltre offre servizi di indirizzamento e frammentazione/deframmentazione (se il livello inferiore lo richiede).

Le unità informative IP sono dette pacchetti IP e eseguono una segnalazione di errori e una garanzia sul massimo tempo di vita.

Header IPv4

Note

Definiamo i contenuti dell’header:

  • Ver: indica la versione del protocollo (IPv4 o IPv6). Se non è riconosciuta il pacchetto è scartato
  • HLEN: indica la lunghezza dell’header in multipli di 32 bit
  • Total length: Lunghezza totale del pacchetto in byte
  • TOS (Type Of Service): Si suddivide in
    • DSCP (Differentiated Services Code Point):
      • Default: 0
      • Expedited Forwarding/Voice Admit: basso ritardo
      • Assured Forwarding: Differenti mix di classe di priorità di servizio e precedenza di dropping in caso di congestione
      • Class Selector: 8 differenti classi di servizio
    • ECN (Explicit Congestion Notification): usato nei router per segnalare un imminente congestione alle destinazioni
      • Protocol: indica il protocollo di livello superiore
      • TTL (Time To Live): impostato ad un valore elevato dal mittente e decrementato da ogni router attraversato. Se raggiunge 0 il pacchetto è scartato
      • Options: originariamente pensati per testing e debugging, ora raramente usati e di norma filtrati dai router perché considerati un rischio

Frammentazione e ricostruzione

La frammentazione è distribuita sui diversi link in base alle necessità, mentre la ricostruzione avviene centralizzata all’arrivo dei frammenti del pacchetto. I link di rete possono imporre un limite alla dimensione delle trame di 2 livello detto MTU, dove diversi link hanno diversi MTU.

Questo costringe a dividere il datagram IP troppo lungo in più frammenti, che riusciranno a stare in una sola trama.

Ogni frammento può essere ulteriormente frammentato durante il cammino, e ogni frammento ha l’header IP con aggiunti i seguenti campi:

  • Identification: identifica tutti i frammenti di uno stesso pacchetto in modo univoco, scelto dall’IP che effettua la frammentazione
  • Frag. Offset: I byte del pacchetto originale sono numerati da 0 al valore della lunghezza totale. Questo campo riporta il numero di sequenza del primo byte del frammento.
  • Flags: 3 bit, il primo non è utilizzato, il secondo è M e il terzo è D
    • M (More): è pari a zero solo se è l’ultimo frammento
    • D (Do not fragment): è pari a 1 quando non si vuole che lungo il percorso venga applicata la frammentazione. In caso fosse necessaria il pacchetto sarà scartato.