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IPパケットフォーマット

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Ethernetフレームについて理解したら、次はIPパケットの構造について理解する必要があります。
パケットはレイヤ3のデータについて表現した言葉で、IPパケットの他にIpxパケット、AppleTalk系のパケットなどがあります。
しかしながら、TCP/IP以外の環境のシステムを見ることは稀だと思いますので、ここではIPパケットについて説明します。

IPパケットはEthernetフレームのデータ部分の一番最初にIPヘッダが付いたものです。
このヘッダ長は20bytesです。
送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、データの優先順位を決定するフィールド等があります。
TCP/IPを利用する場合は、さらにその上にTCPヘッダが20bytes付くことになります。

各フィールドにどのような値が格納されるかはもちろん重要なのですが、
まずはパケット全体の構成について理解することが重要だと考えています。

IPパケットフォーマット/構造

TCP/IP以外のIPパケットのフォーマットは以下の通りです。

IPパケットフォーマット/構造(ICMP、UDP)

実際に各パケットのヘッダ長をWireSharkでキャプチャして確認した結果は以下の通りです。
理論の勉強も大切ですが、実際にデータを確認して理論が実際のデータとあっていることを確認することが大切です。
そうすことで、自分が知らないデータを見た際もその評価ポイントが分かるようになります。

ICMPパケットのキャプチャ結果です。
IPヘッダが20bytes付いた後にICMPの情報が格納されていることが分かります。

icmpキャプチャ結果

続いて、IPパケット(TCP)のキャプチャ結果です。
IPヘッダが20bytes付いた後にTCPヘッダ20bytesが付属していることが分かります。

tcpキャプチャ結果


続いて、IPパケット(UDP)のキャプチャ結果です。
IPヘッダが20bytes付いた後にUDPのデータがあることが分かります。
全体の長さとデータ長の差分8bytesがUDPヘッダ長であることが分かります。

udpキャプチャ結果

色々な案件でシステムを構築する際にIPパケットのヘッダ構成を理解することは非常に重要です。
例えば、回線のスループットを測定した際に期待しているスループットが発揮されていることをどのように確認するのでしょうか?
100Mbpsの回線では、どのような条件下でも100Mbpsの情報が送受信できるのでしょうか?
送受信するデータの定義とその結果の妥当性を評価するためにも、しっかりと理解する必要があります。

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