Panimula
Alam nating lahat ang prinsipyo ng classification at non-classification na prinsipyo ng IP at ang aplikasyon nito sa network communication. Ang pagkapira-piraso at muling pagsasama-sama ng IP ay isang pangunahing mekanismo sa proseso ng paghahatid ng packet. Kapag ang laki ng packet ay lumampas sa maximum transmission Unit (MTU) na limitasyon ng isang network link, hinahati ng IP fragmentation ang packet sa maramihang mas maliliit na fragment para sa transmission. Ang mga fragment na ito ay independiyenteng ipinadala sa network at, pagdating sa patutunguhan, ang mga ito ay muling pinagsama-sama sa kumpletong mga packet sa pamamagitan ng mekanismo ng IP reassemble. Tinitiyak ng prosesong ito ng fragmentation at reassembly na ang mga malalaking sukat na packet ay maaaring maipadala sa network habang tinitiyak ang integridad at pagiging maaasahan ng data. Sa seksyong ito, titingnan natin nang mas malalim kung paano gumagana ang IP fragmentation at reassembly.
IP Fragmentation at Reassembly
Ang iba't ibang mga link ng data ay may iba't ibang maximum transmission units (MTU); halimbawa, ang link ng data ng FDDI ay may MTU na 4352 bytes at ang Ethernet MTU na 1500 bytes. Ang MTU ay kumakatawan sa Maximum Transmission Unit at tumutukoy sa maximum na laki ng packet na maaaring maipadala sa network.
Ang FDDI (Fiber Distributed Data Interface) ay isang high-speed local area network (LAN) standard na gumagamit ng optical fiber bilang transmission medium. Ang Maximum Transmission Unit (MTU) ay ang maximum na laki ng packet na maaaring ipadala sa pamamagitan ng protocol ng layer ng data link. Sa mga network ng FDDI, ang laki ng MTU ay 4352 bytes. Nangangahulugan ito na ang maximum na laki ng packet na maaaring ipadala ng data link layer protocol sa FDDI network ay 4352 bytes. Kung ang packet na ipapadala ay lumampas sa laki na ito, kailangan itong hatiin upang hatiin ang packet sa maramihang mga fragment na angkop para sa laki ng MTU para sa paghahatid at muling pagsasama sa receiver.
Para sa Ethernet, ang MTU ay karaniwang 1500 bytes ang laki. Nangangahulugan ito na ang Ethernet ay maaaring magpadala ng mga packet hanggang sa 1500 bytes ang laki. Kung ang laki ng packet ay lumampas sa limitasyon ng MTU, ang packet ay pira-piraso sa mas maliliit na fragment para sa paghahatid at muling buuin sa destinasyon. Ang muling pagsasama-sama ng pira-pirasong datagram ng IP ay maaari lamang isagawa ng destinasyong host, at ang router ay hindi magsasagawa ng reassembly operation.
Napag-usapan din namin ang tungkol sa mga segment ng TCP kanina, ngunit ang MSS ay kumakatawan sa Maximum Segment Size, at ito ay gumaganap ng mahalagang papel sa TCP protocol. Ang MSS ay tumutukoy sa laki ng maximum na segment ng data na pinapayagang ipadala sa isang koneksyon sa TCP. Katulad ng MTU, ginagamit ang MSS upang limitahan ang laki ng mga packet, ngunit ginagawa ito sa layer ng transportasyon, ang layer ng TCP protocol. Ang TCP protocol ay nagpapadala ng data ng application layer sa pamamagitan ng paghahati ng data sa maramihang mga segment ng data, at ang laki ng bawat segment ng data ay nililimitahan ng MSS.
Ang MTU ng bawat data link ay iba dahil ang bawat iba't ibang uri ng data link ay ginagamit para sa iba't ibang layunin. Depende sa layunin ng paggamit, maaaring i-host ang iba't ibang MTU.
Ipagpalagay na ang nagpadala ay gustong magpadala ng isang malaking 4000 byte datagram para sa paghahatid sa isang Ethernet link, kaya ang datagram ay kailangang hatiin sa tatlong mas maliliit na datagram para sa paghahatid. Ito ay dahil ang laki ng bawat maliit na datagram ay hindi maaaring lumampas sa limitasyon ng MTU, na 1500 bytes. Pagkatapos matanggap ang tatlong maliliit na datagrams, muling isasama ng receiver ang mga ito sa orihinal na 4000 byte large datagram batay sa sequence number at offset ng bawat datagram.
Sa fragmented transmission, ang pagkawala ng isang fragment ay magpapawalang-bisa sa buong IP datagram. Upang maiwasan ito, ipinakilala ng TCP ang MSS, kung saan ang fragmentation ay ginagawa sa TCP layer sa halip na sa pamamagitan ng IP layer. Ang bentahe ng diskarteng ito ay ang TCP ay may mas tumpak na kontrol sa laki ng bawat segment, na umiiwas sa mga problemang nauugnay sa fragmentation sa IP layer.
Para sa UDP, sinusubukan naming huwag magpadala ng data packet na mas malaki kaysa sa MTU. Ito ay dahil ang UDP ay isang connectionless oriented transport protocol, na hindi nagbibigay ng pagiging maaasahan at retransmission na mga mekanismo tulad ng TCP. Kung magpapadala kami ng UDP data packet na mas malaki kaysa sa MTU, ito ay pira-piraso ng IP layer para sa paghahatid. Kapag nawala ang isa sa mga fragment, hindi na maipapadala muli ang UDP protocol, na nagreresulta sa pagkawala ng data. Samakatuwid, upang matiyak ang maaasahang paghahatid ng data, dapat nating subukang kontrolin ang laki ng mga packet ng data ng UDP sa loob ng MTU at maiwasan ang pira-pirasong paghahatid.
Mylinking ™ Network Packet Brokermaaaring awtomatikong matukoy ang iba't ibang uri ng tunnel protocol VxLAN/NVGRE/IPoverIP/MPLS/GRE, atbp., maaaring matukoy ayon sa profile ng user ayon sa output ng tunnel flow ng panloob o panlabas na mga katangian.
○ Nakikilala nito ang mga packet ng label ng VLAN, QinQ, at MPLS
○ Maaaring tukuyin ang panloob at panlabas na VLAN
○ Maaaring matukoy ang mga IPv4/IPv6 packet
○ Maaaring tukuyin ang VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, MPLS tunnel packet
○ Maaaring Matukoy ang Mga IP Fragmented Packet (Sinusuportahang IP fragmentation identification at sinusuportahan ang muling pagsasama-sama ng IP fragmentation para ipatupad ang L4 feature filtering sa lahat ng IP fragmentation packet. Ipatupad ang traffic output policy.)
Bakit pira-piraso ang IP at pira-piraso ang TCP?
Dahil sa paghahatid ng network, ang layer ng IP ay awtomatikong maghahati-hati sa packet ng data, kahit na ang layer ng TCP ay hindi nagse-segment ng data, ang data packet ay awtomatikong mabubuwag ng IP layer at maipapadala nang normal. Kaya bakit kailangan ng TCP ang fragmentation? Hindi ba overkill yun?
Ipagpalagay na mayroong isang malaking packet na hindi naka-segment sa layer ng TCP at nawala sa transit; Ipapadala muli ito ng TCP, ngunit sa buong malaking packet lamang (bagama't hinahati ng IP layer ang data sa mas maliliit na packet, bawat isa ay may haba ng MTU). Ito ay dahil ang IP layer ay walang pakialam sa maaasahang pagpapadala ng data.
Sa madaling salita, sa transport ng isang makina sa link ng network, kung ang layer ng transportasyon ay naghiwa-hiwalay ng data, ang layer ng IP ay hindi ito hinahati. Kung ang fragmentation ay hindi ginanap sa transport layer, ang fragmentation ay posible sa IP layer.
Sa simpleng mga termino, pinag-segment ng TCP ang data para hindi na mapira-piraso ang IP layer, at kapag naganap ang mga muling pagpapadala, maliliit na bahagi lang ng data na na-fragment ang muling ipinapadala. Sa ganitong paraan, mapapabuti ang kahusayan at pagiging maaasahan ng paghahatid.
Kung ang TCP ay fragmented, ang IP layer ba ay hindi fragmented?
Sa talakayan sa itaas, binanggit namin na pagkatapos ng fragmentation ng TCP sa nagpadala, walang fragmentation sa IP layer. Gayunpaman, maaaring may iba pang network layer device sa buong transport link na maaaring may maximum transmission unit (MTU) na mas maliit kaysa sa MTU sa nagpadala. Samakatuwid, kahit na ang packet ay pira-piraso sa nagpadala, ito ay muling nahahati habang ito ay dumadaan sa IP layer ng mga device na ito. Sa kalaunan, ang lahat ng mga shards ay tipunin sa receiver.
Kung matutukoy natin ang pinakamababang MTU sa buong link at magpadala ng data sa haba na iyon, walang fragmentation na magaganap kahit saang node ipapadala ang data. Ang pinakamababang MTU na ito sa buong link ay tinatawag na path MTU (PMTU). Kapag dumating ang isang IP packet sa isang router, kung ang MTU ng router ay mas mababa sa haba ng packet at ang DF (Do not Fragment) na flag ay nakatakda sa 1, hindi magagawa ng router na i-fragment ang packet at maaari lamang itong i-drop. Sa kasong ito, ang router ay bumubuo ng isang ICMP (Internet Control Message Protocol) na mensahe ng error na tinatawag na "Fragmentation Needed But DF Set." Ang mensahe ng error sa ICMP na ito ay ipapadala pabalik sa pinagmulang address na may halaga ng MTU ng router. Kapag natanggap ng nagpadala ang mensahe ng error sa ICMP, maaari nitong ayusin ang laki ng packet batay sa halaga ng MTU upang maiwasan muli ang ipinagbabawal na sitwasyon ng fragmentation.
Ang IP fragmentation ay isang pangangailangan at dapat na iwasan sa IP layer, lalo na sa mga intermediate na device sa link. Samakatuwid, sa IPv6, ipinagbabawal ang fragmentation ng mga IP packet ng mga intermediate device, at ang fragmentation ay maaari lamang isagawa sa simula at dulo ng link.
Pangunahing Pag-unawa sa IPv6
Ang IPv6 ay bersyon 6 ng Internet Protocol, na siyang kahalili sa IPv4. Gumagamit ang IPv6 ng 128-bit na haba ng address, na maaaring magbigay ng higit pang mga IP address kaysa sa haba ng 32-bit na address ng IPv4. Ito ay dahil ang IPv4 address space ay unti-unting naubos, habang ang IPv6 address space ay napakalaki at maaaring matugunan ang mga pangangailangan ng hinaharap na Internet.
Kapag pinag-uusapan ang IPv6, bilang karagdagan sa mas maraming address space, nagdudulot din ito ng mas mahusay na seguridad at scalability, na nangangahulugan na ang IPv6 ay maaaring magbigay ng isang mas mahusay na karanasan sa network kumpara sa IPv4.
Bagama't matagal nang umiral ang IPv6, medyo mabagal pa rin ang global deployment nito. Ito ay higit sa lahat dahil ang IPv6 ay kailangang maging tugma sa kasalukuyang IPv4 network, na nangangailangan ng paglipat at paglipat. Gayunpaman, sa pagkaubos ng mga IPv4 address at pagtaas ng pangangailangan para sa IPv6, parami nang parami ang Internet service provider at organisasyon ay unti-unting gumagamit ng IPv6, at unti-unting napagtatanto ang dual-stack na operasyon ng IPv6 at IPv4.
Buod
Sa kabanatang ito, tiningnan namin nang mas malalim kung paano gumagana ang IP fragmentation at reassembling. Ang iba't ibang data link ay may iba't ibang Maximum Transmission Unit (MTU). Kapag ang laki ng isang packet ay lumampas sa limitasyon ng MTU, hinahati ng IP fragmentation ang packet sa maramihang mas maliliit na fragment para sa paghahatid, at muling buuin ang mga ito sa isang kumpletong packet sa pamamagitan ng mekanismo ng IP reassemble pagkatapos makarating sa destinasyon. Ang layunin ng fragmentation ng TCP ay gawing hindi na fragment ang IP layer, at muling ipadala ang maliit na data lamang na na-fragment kapag naganap ang muling pagpapadala, upang mapabuti ang kahusayan at pagiging maaasahan ng transmission. Gayunpaman, maaaring may iba pang network layer device sa buong transport link na ang MTU ay maaaring mas maliit kaysa sa nagpadala, kaya't ang packet ay muli pa ring magkakapira-piraso sa IP layer ng mga device na ito. Ang pagkapira-piraso sa IP layer ay dapat na iwasan hangga't maaari, lalo na sa mga intermediate na device sa link.
Oras ng post: Aug-07-2025
