Formato del Datagrama IP: Campos, Estructura y Funcionamiento

Formato del datagrama IP (I)

El datagrama IP es la unidad básica de transferencia de datos entre el origen y el destino. Viaja en el campo de datos de las tramas físicas (por ejemplo, la trama Ethernet) de las distintas redes que va atravesando. Cada vez que un datagrama tiene que atravesar un router, el datagrama saldrá de la trama física de la red que abandona y se acomodará en el campo de datos de la trama física de la siguiente red. Este mecanismo permite que un mismo datagrama IP pueda atravesar redes distintas: enlaces punto a punto, redes ATM, redes Ethernet, redes Token Ring, etc.

El datagrama IP tiene también un campo de datos donde viajan los paquetes de las capas superiores.

Campos de la cabecera IP

• Versión (4 bits): indica la versión del protocolo IP que se utilizó para crear el datagrama. Actualmente se utiliza la versión 4 (IPv4), aunque ya se están preparando las especificaciones de la siguiente versión, la 6 (IPv6).
• IHL (4 bits): longitud de la cabecera expresada en múltiplos de 32 bits. El valor mínimo es 5, correspondiente a 160 bits = 20 bytes.
• Tipo de servicio (Type of Service): los 8 bits de este campo se dividen en:
  • Prioridad (3 bits): un valor de 0 indica baja prioridad y un valor de 7, prioridad máxima.
  • Los siguientes 3 bits indican cómo se prefiere que se transmita el mensaje, es decir, sin sugerencias a los encaminadores que se encuentren a su paso, los cuales pueden tenerlas en cuenta o no.
    • Bit D (Delay): solicita retardos cortos (enviar rápido).
    • Bit T (Throughput): solicita un alto rendimiento (enviar mucho en el menor tiempo posible).
    • Bit R (Reliability): solicita que se minimice la probabilidad de que el datagrama se pierda o resulte dañado (enviar bien).
  • Los siguientes 2 bits no tienen uso.
• Longitud total (16 bits): indica la longitud total del datagrama expresada en bytes. Como el campo tiene 16 bits, la máxima longitud posible de un datagrama será de 65535 bytes.
• Identificación (16 bits): número de secuencia que, junto a la dirección de origen, la dirección de destino y el protocolo utilizado, identifica de manera única un datagrama en toda la red. Si se trata de un datagrama fragmentado, llevará la misma identificación el resto de fragmentos.
• Banderas o indicadores (3 bits): sólo 2 bits de los 3 bits disponibles están actualmente utilizados.
  • Bit de + fragmentos (MF): indica que no es el último datagrama.
  • Bit de no fragmentar (NF): prohíbe la fragmentación del datagrama. Si este bit está activado y en una determinada red se requiere fragmentar el datagrama, éste no se podrá transmitir y se descartará.
• Desplazamiento de fragmentación (13 bits): indica el lugar en el cual se insertará el fragmento actual dentro del datagrama completo, medido en unidades de 64 bits. Por esta razón, los campos de datos de todos los fragmentos (salvo el último) tienen una longitud múltiplo de 64 bits. Si el paquete no está fragmentado, este campo tiene el valor de cero.
• Tiempo de vida o TTL (8 bits): número máximo de routers que puede atravesar un datagrama en la red de redes (30 por defecto). Cada vez que el datagrama atraviesa un router se resta 1 a este número. Cuando llegue a cero, el datagrama se descarta y se devuelve un mensaje ICMP de tipo "tiempo excedido" para informar al origen de la incidencia.
• Protocolo (8 bits): indica el protocolo utilizado en el campo de datos: 1 para ICMP, 2 para IGMP, 6 para TCP y 17 para UDP.
• CRC de cabecera (16 bits): contiene la suma de comprobación de errores sólo para la cabecera del datagrama. La verificación de errores de los datos corresponde a las capas superiores.
• Dirección de origen (32 bits): contiene la dirección IP del origen.
• Dirección de destino (32 bits): contiene la dirección IP del destino.
• Opciones IP: este campo no es obligatorio y especifica las distintas opciones solicitadas por el usuario que envía los datos (generalmente para pruebas de red y depuración).
• Relleno: si las opciones IP (en caso de existir) no ocupan un múltiplo de 32 bits, se completa con bits adicionales hasta alcanzar el siguiente múltiplo de 32 bits (la longitud de la cabecera tiene que ser múltiplo de 32 bits).