Le datagramme IP.

  Comme cela a déjà été illustré dans la figure 2.6 on rappelle qu'un datagramme IP est constitué d'une en-tête suivie d'un champ de données.

  

Figure 2.16: Structure d'un datagramme IP.

Sa structure précise est détaillée dans la figure 2.16 et comporte les champs suivants.

• La version code sur 4 bits le numéro de version du protocole IP utilisé (la version courante est la 4, d'où son nom d'IPv4). Tout logiciel IP doit d'abord vérifier que le numéro de version du datagramme qu'il reçoit est en accord avec lui-même. si ce n'est pas le cas le datagramme est tout simplement rejeté. Ceci permet de tester des nouveaux protocoles sans interférer avec la bonne marche du réseau.
• La longueur d'en-tête représente sur 4 bits la longueur, en nombre de mots de 32 bits, de l'en-tête du datagramme. Ce champ est nécessaire car une en-tête peut avoir une taille supérieure à 20 octets (taille de l'en-tête classique) à cause des options que l'on peut y ajouter.
• Le type de services (TOS) est codé sur 8 bits, indique la manière dont doit être géré le datagramme et se décompose en six sous-champs comme suit.
   

  1 2 3 4 5 6 7

  3|c|priorité 1c|D 1cT 1|c|R 1c|C 1c|inutilisé

  Le champ priorité varie de 0 (priorité normale, valeur par défaut) à 7 (priorité maximale pour la supervision du réseau) et permet d'indiquer l'importance de chaque datagramme. Même si ce champ n'est pas pris en compte par tous les routeurs, il permettrait d'envisager des méthodes de contrôle de congestion du réseau qui ne soient pas affectées par le problème qu'elles cherchent à résoudre. Les 4 bits D, T, R et C permettent de spécifier ce que l'on veut privilégier pour la transmission de ce datagramme (nouvel RFC 1455). D est mis à 1 pour essayer de minimiser le délai d'acheminement (par exemple choisir un câble sous-marin plutôt qu'une liaison satellite), T est mis à 1 pour maximiser le débit de transmission, R est mis à 1 pour assurer une plus grande fiabilité et C est mis à 1 pour minimiser les coûts de transmission. Si les quatre bits sont à 1, alors c'est la sécurité de la transmission qui doit être maximisée. Les valeurs recommandées pour ces 4 bits sont données dans la table 2.1.
  
   

  application minimise le délai maximise le débit maximise la fiabilité minimise le coût

  telnet/rlogin 1 FTP

    contrôle 1

    transfert 1 SMTP

    commandes 1

    données 1

  NNTP 1

  SNMP 1

   
  
  Ces 4 bits servent à améliorer la qualité du routage et ne sont pas des exigences incontournables. Simplement, si un routeur connaît plusieurs voies de sortie pour une même destination il pourra choisir celle qui correspond le mieux à la demande.
• La longueur totale contient la taille totale en octets du datagramme, et comme ce champ est de 2 octets on en déduit que la taille complète d'un datagramme ne peut dépasser 65535 octets. Utilisée avec la longueur de l'en-tête elle permet de déterminer où commencent exactement les données transportées.
• Les champs identification , drapeaux et déplacement de fragment interviennent dans le processus de fragmentation des datagrammes IP et sont décrits dans la sous-section 2.5.2.
• La durée de vie (TTL) indique le nombre maximal de routeurs que peut traverser le datagramme. Elle est initialisée à N (souvent 32 ou 64) par la station émettrice et décrémenté de 1 par chaque routeur qui le reçoit et le réexpédie. Lorsqu'un routeur reçoit un datagramme dont la durée de vie est nulle, il le détruit et envoie à l'expéditeur un message ICMP. Ainsi, il est impossible qu'un datagramme <<tourne>> indéfiniment dans un internet. Ce champ sert également dans la réalisation du programme traceroute donné dans la section 2.8.2.
• Le protocole permet de coder quel protocole de plus haut niveau a servi a créé ce datagramme. Les valeurs codées sur 8 bits sont 1 pour ICMP, 2 pour IGMP, 6 pour TCP et 17 pour UDP. Ainsi, la station destinatrice qui reçoit un datagramme IP pourra diriger les données qu'il contient vers le protocole adéquat.
• Le total de contrôle d'en-tête (header checksum) est calculé à partir de l'en-tête du datagramme pour en assurer l'intégrité. L'intégrité des données transportées est elle assurée directement par les protocoles ICMP, IGMP, TCP et UDP qui les émettent. Pour calculer cette somme de contrôle, on commence par la mettre à zéro. Puis, en considérant la totalité de l'en-tête comme une suite d'entiers de 16 bits, on fait la somme de ces entiers en complément à 1. On complémente à 1 cette somme et cela donne le total de contrôle que l'on insère dans le champ prévu. A la réception du datagramme, il suffit d'additionner tous les nombres de l'en-tête et si l'on obtient un nombre avec tous ses bits à 1, c'est que la transmission s'est passée sans problème.

  Exemple : Soit le datagramme IP dont l'en-tête est la suivante 4500 05dc e733 222b ff11 checksum c02c 4d60 c02c 4d01 La somme des mots de 16 bits en compléments à 1 donne 6e08, son complément à 1 est 91f7. Le datagramme est donc expédié avec cette valeur de checksum.

• Les adresses IP source et destination contiennent sur 32 bits les adresses de la machine émettrice et destinataire finale du datagramme.
• Le champ options est une liste de longueur variable, mais toujours complétée par des bits de bourrage pour atteindre une taille multiple de 32 bits pour être en conformité avec la convention qui définit le champ longueur de l'en-tête. Ces options sont très peu utilisées car peu de machines sont aptes à les gérer. Parmi elles, on trouve des options de sécurité et de gestion (domaine militaire), d'enregistrement de la route, d'estampille horaire, routage strict, etc...

Les champs non encore précisés le sont dans la section suivante car ils concernent la fragmentation des datagrammes.