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Der IPv4-Header enthält unter anderem Quell- und Zieladresse, TTL, Protokollnummer und Angaben zur Fragmentierung. Router verwenden diese Felder, um ein Paket weiterzuleiten und auf jedem Hop anzupassen. Im Ethernet-Frame liegt der IP-Header in der Nutzlast; der Vergleich mit IPv6 zeigt, welche Felder dort anders gelöst sind.
Layer 3IP ermöglicht die logische Weiterleitung über mehrere Netze hinweg.
RoutingRouter wählen den nächsten Weg anhand der Ziel-IP-Adresse.
TTLJeder weiterleitende IPv4-Router verringert die TTL. Sie begrenzt die Lebensdauer eines Pakets in Hops.
VerpackungIm Ethernet-Frame gehört der IP-Header zur Nutzlast; der Ethernet-Header steht davor.
Layer 3 / IPv4
Die Felder des IPv4-Headers stehen in fester Reihenfolge. Wähle ein Feld aus, um seine Funktion und Bedeutung beim Lesen eines Paketmitschnitts zu sehen.
Grundformat
8 Bit
Die ersten beiden Halbbytes legen fest, dass es sich um IPv4 handelt und wie lang der Header ist. Ohne Optionen beträgt der IPv4 Header 20 Byte.
Version4 bei IPv4
IHLHeader-Länge in 32-Bit-Wörtern
Minimum20 Byte Header
BedeutungStartpunkt für Payload-Berechnung
Router-Perspektive
Für die Routenauswahl ist vor allem die Zieladresse maßgeblich. Zusätzlich müssen Router unter anderem TTL und Header-Prüfsumme bearbeiten; Längen- und Fragmentierungsfelder sind für die Paketverarbeitung und den jeweiligen MTU-Fall relevant.
Für den Router ist der Ethernet Header nur lokal relevant. Er wird an jedem Layer-2-Hop neu aufgebaut, während der IP Header das eigentliche Ende-zu-Ende-Paket beschreibt.
Die Zieladresse bestimmt über die Routing-Tabelle, an welchen nächsten Hop das Paket geschickt wird.
Jeder weiterleitende Router reduziert die TTL mindestens um eins. Im heutigen IP-Betrieb wirkt sie damit als Hop-Limit: Ein Paket kann nicht endlos durch eine Routing-Schleife laufen. Ist der Wert aufgebraucht, wird es verworfen; häufig folgt eine ICMP-Time-Exceeded-Meldung.
Das Protocol-Feld hilft Firewalls, ACLs und Monitoring-Systemen beim Erkennen von TCP, UDP oder ICMP.
Protokolle ansehenMTU und Paketgröße
Fragmentierung entsteht, wenn ein Paket für den nächsten Link zu groß ist. Moderne Netze versuchen das möglichst zu vermeiden, aber die Felder dafür gehören weiterhin zum IPv4 Header.
Ist das Paket größer als die verfügbare MTU und das DF-Bit nicht gesetzt, kann es in mehrere Fragmente aufgeteilt werden. Diese tragen dieselbe Identification und erhalten passende Fragment Offsets.
Ist DF gesetzt, darf nicht fragmentiert werden. Dann wird das Paket verworfen und der Sender idealerweise über ICMP informiert. Genau darauf baut Path MTU Discovery auf.
In der Fehlersuche helfen ein Paketmitschnitt und ein kontrollierter MTU-Test: Achte auf gesetztes DF, ausbleibende Antworten und ICMP-Meldungen „Fragmentation Needed“. Für den Vergleich mit IPv6, das Router nicht fragmentieren, siehe IPv6 und IPv4 im Überblick.
Kennzeichnet zusammengehörige Fragmente eines ursprünglichen IPv4-Pakets.
DF verhindert Fragmentierung, MF zeigt an, dass weitere Fragmente folgen.
PMTUD versucht, die maximale Paketgröße ohne Fragmentierung zu ermitteln.
IPv4 und IPv6 vergleichenLayer 2 vs Layer 3
Viele Einsteiger verwechseln Ziel-MAC und Ziel-IP. Genau deshalb lohnt sich der direkte Vergleich beider Header.
Bevor du TTL oder Protocol sinnvoll interpretierst, sollte klar sein, wie Ziel-MAC und Quell-MAC im Frame funktionieren.
Ethernet Frame lesen| Merkmal | Ethernet Frame | IPv4 Header |
|---|---|---|
| Adressierung | MAC-Adressen für lokale Zustellung | IP-Adressen für logische Weiterleitung |
| Schicht | Layer 2 | Layer 3 |
| Ändert sich an Routern | Ja, MAC-Adressen werden neu gesetzt | Teilweise, etwa TTL oder NAT-bedingt |
| Typische Analysefrage | Wer bekommt den Frame im lokalen Netz? | Wohin soll das Paket über mehrere Netze? |
Weiterlesen
Diese Seiten bauen inhaltlich aufeinander auf und verlinken die wichtigsten Überschneidungen zwischen Layer 2, Layer 3 und Protokoll-Grundlagen.
Die Ethernet-Seite zeigt, in welchem Layer-2-Rahmen der IP Header transportiert wird und wo MAC-Adressen stehen.
Zum Ethernet FrameWenn du die Trennung zwischen Layer 2 und Layer 3 sauber einordnen willst, ist das OSI-Modell die passende Ergänzung.
OSI erklärtARP, ICMP und weitere Protokolle erklären, wie sich der IP Header in echte Kommunikationsabläufe einbettet.
Protokolle ansehenFAQ
Dazu gehören unter anderem Version, IHL, DSCP und ECN, Total Length, Identification, Flags und Fragment Offset, TTL, Protocol, Header Checksum sowie Source und Destination Address.
Die Time To Live wird an jedem Router reduziert. Erreicht sie null, wird das Paket verworfen. Dadurch werden Endlosschleifen im Routing verhindert.
Es bestimmt, welches Protokoll nach dem IPv4 Header folgt, zum Beispiel TCP, UDP oder ICMP.
Nein. Der Ethernet Header gehört zu Layer 2 und enthält MAC-Adressen. Der IP Header gehört zu Layer 3 und enthält logische IP-Adressen und Routing-relevante Informationen.
