Panimula
Alam nating lahat ang prinsipyo ng klasipikasyon at prinsipyo ng hindi klasipikasyon ng IP at ang aplikasyon nito sa komunikasyon sa network. Ang fragmentation at muling pagsasama-sama ng IP ay isang mahalagang mekanismo sa proseso ng pagpapadala ng packet. Kapag ang laki ng isang packet ay lumampas sa limitasyon ng maximum transmission Unit (MTU) ng isang network link, hinahati ng fragmentation ng IP ang packet sa maraming mas maliliit na fragment para sa pagpapadala. Ang mga fragment na ito ay ipinapadala nang nakapag-iisa sa network at, pagdating sa destinasyon, muling binubuo ang mga ito sa kumpletong mga packet sa pamamagitan ng mekanismo ng muling pagsasama-sama ng IP. Tinitiyak ng prosesong ito ng fragmentation at muling pagsasama-sama na ang malalaking laki ng mga packet ay maaaring maipadala sa network habang tinitiyak ang integridad at pagiging maaasahan ng data. Sa seksyong ito, susuriin natin nang mas malalim kung paano gumagana ang fragmentation at muling pagsasama-sama ng IP.
Paghiwa-hiwalay at Muling Pag-assemble ng IP
Ang iba't ibang data link ay may iba't ibang maximum transmission units (MTU); halimbawa, ang FDDI data link ay may MTU na 4352 bytes at ang Ethernet MTU na 1500 bytes. Ang MTU ay nangangahulugang Maximum Transmission Unit at tumutukoy sa maximum na laki ng packet na maaaring ipadala 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 ng isang data link layer protocol. Sa mga FDDI network, 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 maraming fragment na angkop para sa laki ng MTU para sa transmission at muling pagsasama-sama sa receiver.
Para sa Ethernet, ang MTU ay karaniwang may sukat na 1500 bytes. Nangangahulugan ito na ang Ethernet ay maaaring magpadala ng mga packet na hanggang 1500 bytes ang laki. Kung ang laki ng packet ay lumampas sa limitasyon ng MTU, ang packet ay hinahati-hati sa mas maliliit na fragment para sa pagpapadala at muling binubuo sa patutunguhan. Ang muling pagbubuo ng pira-pirasong IP datagram ay maaari lamang isagawa ng destination host, at ang router ay hindi magsasagawa ng operasyon ng muling pagbubuo.
Napag-usapan din natin ang tungkol sa mga TCP segment kanina, ngunit ang MSS ay nangangahulugang Maximum Segment Size, at ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa TCP protocol. Ang MSS ay tumutukoy sa laki ng maximum data segment na pinapayagang ipadala sa isang TCP connection. Katulad ng MTU, ang MSS ay ginagamit upang limitahan ang laki ng mga packet, ngunit ginagawa nito ito sa transport layer, ang TCP protocol layer. Ipinapadala ng TCP protocol ang data ng application layer sa pamamagitan ng paghahati ng data sa maraming data segment, at ang laki ng bawat data segment ay nililimitahan ng MSS.
Magkakaiba ang MTU ng bawat data link dahil ang bawat 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 nais magpadala ng isang malaking 4000 byte na datagram ang nagpadala para sa pagpapadala sa pamamagitan ng isang Ethernet link, kaya kailangang hatiin ang datagram sa tatlong mas maliliit na datagram para sa pagpapadala. Ito ay dahil ang laki ng bawat maliit na datagram ay hindi maaaring lumampas sa limitasyon ng MTU, na 1500 bytes. Matapos matanggap ang tatlong maliliit na datagram, muling binubuo ng tagatanggap ang mga ito upang maging orihinal na 4000 byte na malaking 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 pamamaraang ito ay ang TCP ay may mas tumpak na kontrol sa laki ng bawat segment, na nakakaiwas sa mga problemang nauugnay sa fragmentation sa IP layer.
Para sa UDP, sinisikap 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 mga mekanismo ng pagiging maaasahan at muling pagpapadala tulad ng TCP. Kung magpapadala kami ng UDP data packet na mas malaki kaysa sa MTU, ito ay paghihiwalayin ng IP layer para sa pagpapadala. Kapag nawala ang isa sa mga fragment, hindi na maaaring mag-retransmit ang UDP protocol, na magreresulta sa pagkawala ng data. Samakatuwid, upang matiyak ang maaasahang pagpapadala ng data, dapat nating subukang kontrolin ang laki ng mga UDP data packet sa loob ng MTU at iwasan ang pira-pirasong pagpapadala.
Mylinking ™ Network Packet BrokerMaaaring awtomatikong matukoy ang iba't ibang uri ng tunnel protocol na VxLAN/NVGRE/IPoverIP/MPLS/GRE, atbp., at maaaring matukoy ayon sa profile ng gumagamit ayon sa panloob o panlabas na katangian ng output ng daloy ng tunnel.
○ Maaari nitong kilalanin ang mga VLAN, QinQ, at MPLS label packet
○ Matutukoy ang panloob at panlabas na VLAN
○ Maaaring matukoy ang mga IPv4/IPv6 packet
○ Kayang tukuyin ang mga VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, at MPLS tunnel packet
○ Maaaring Matukoy ang mga IP Fragmented Packet (Sinusuportahan ang pagkakakilanlan ng fragmentation ng IP at sinusuportahan ang muling pagsasama-sama ng fragmentation ng IP upang maipatupad ang L4 feature filtering sa lahat ng IP fragmentation packet. Ipatupad ang patakaran sa output ng trapiko.)
Bakit pira-piraso ang IP at pira-piraso ang TCP?
Dahil sa network transmission, awtomatikong hahahatiin ng IP layer ang data packet, kahit na hindi i-segment ng TCP layer ang data, awtomatikong hahatiin ng IP layer ang data packet at ipapadala nang normal. Kaya bakit kailangan ng TCP ng fragmentation? Hindi ba't sobra na iyon?
Ipagpalagay na mayroong isang malaking packet na hindi naka-segment sa TCP layer at nawala habang dinadala; ipapadala itong muli ng TCP, ngunit sa buong malaking packet lamang (bagaman hinahati ng IP layer ang data sa mas maliliit na packet, na ang bawat isa ay may haba na MTU). Ito ay dahil walang pakialam ang IP layer sa maaasahang pagpapadala ng data.
Sa madaling salita, sa transport to network link ng isang makina, kung pinaghiwa-hiwalay ng transport layer ang data, hindi ito pinaghiwa-hiwalay ng IP layer. Kung hindi isasagawa ang fragmentation sa transport layer, posible ang fragmentation sa IP layer.
Sa madaling salita, pinaghihiwalay ng TCP ang datos upang hindi na magkapira-piraso ang IP layer, at kapag may mga muling pagpapadala, maliliit na bahagi lamang ng datos na napira-piraso ang muling ipinapadala. Sa ganitong paraan, mapapabuti ang kahusayan at pagiging maaasahan ng pagpapadala.
Kung ang TCP ay pira-piraso, hindi ba pira-piraso ang IP layer?
Sa talakayan sa itaas, nabanggit natin na pagkatapos ng TCP fragmentation sa nagpadala, walang fragmentation sa IP layer. Gayunpaman, maaaring may iba pang mga 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 na-fragment na sa nagpadala, ito ay muling na-fragment habang dumadaan ito sa IP layer ng mga device na ito. Kalaunan, lahat ng shards ay mabubuo sa receiver.
Kung matutukoy natin ang minimum na MTU sa buong link at maipapadala ang data sa haba na iyon, walang magaganap na fragmentation kahit saang node ipadala ang data. Ang minimum na 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) flag ay nakatakda sa 1, hindi magagawang hatiin ng router ang packet at maaari na lamang itong i-drop. Sa kasong ito, bubuo ang router ng isang mensahe ng error na ICMP (Internet Control Message Protocol) na tinatawag na "Fragmentation Needed But DF Set." Ang mensahe ng error na ICMP na ito ay ipapadala pabalik sa source address kasama ang halaga ng MTU ng router. Kapag natanggap ng nagpadala ang mensahe ng error na ICMP, maaari nitong ayusin ang laki ng packet batay sa halaga ng MTU upang maiwasan muli ang sitwasyon ng ipinagbabawal na fragmentation.
Ang pagkapira-piraso ng IP ay isang pangangailangan at dapat iwasan sa IP layer, lalo na sa mga intermediate device sa link. Samakatuwid, sa IPv6, ipinagbabawal ang pagkapira-piraso ng mga IP packet ng mga intermediate device, at ang pagkapira-piraso 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 ng IPv4. Gumagamit ang IPv6 ng 128-bit na haba ng address, na maaaring magbigay ng mas maraming IP address kaysa sa 32-bit na haba ng address ng IPv4. Ito ay dahil unti-unting nauubos ang espasyo ng address ng IPv4, habang ang espasyo ng address ng IPv6 ay napakalaki at maaaring matugunan ang mga pangangailangan ng Internet sa hinaharap.
Pagdating sa IPv6, bukod sa mas malawak na espasyo para sa address, nagdudulot din ito ng mas mahusay na seguridad at kakayahang sumukat, na nangangahulugang ang IPv6 ay maaaring magbigay ng mas mahusay na karanasan sa network kumpara sa IPv4.
Bagama't matagal nang umiiral ang IPv6, medyo mabagal pa rin ang pandaigdigang pag-deploy nito. Ito ay pangunahin dahil kailangang maging tugma ang IPv6 sa umiiral na network ng IPv4, na nangangailangan ng transisyon at paglipat. Gayunpaman, dahil sa pagkaubos ng mga IPv4 address at pagtaas ng demand para sa IPv6, parami nang parami ang mga Internet service provider at organisasyon na unti-unting gumagamit ng IPv6, at unti-unting napagtatanto ang dual-stack operation ng IPv6 at IPv4.
Buod
Sa kabanatang ito, mas malalim nating sinuri kung paano gumagana ang IP fragmentation at reassembling. Iba't ibang Maximum Transmission Unit (MTU) ang may iba't ibang data link. Kapag ang laki ng isang packet ay lumampas sa limitasyon ng MTU, hinahati ng IP fragmentation ang packet sa maraming mas maliliit na fragment para sa transmission, at muling binubuo ang mga ito upang maging isang kumpletong packet sa pamamagitan ng mekanismo ng IP reassemble pagkatapos makarating sa destinasyon. Ang layunin ng TCP fragmentation ay upang hindi na magkapira-piraso ang IP layer, at muling ipapadala lamang ang maliliit na data na napira-piraso kapag naganap ang retransmission, upang mapabuti ang kahusayan at pagiging maaasahan ng transmission. Gayunpaman, maaaring may iba pang mga network layer device sa buong transport link na ang MTU ay maaaring mas maliit kaysa sa nagpadala, kaya ang packet ay magkakapira-piraso pa rin muli sa IP layer ng mga device na ito. Dapat iwasan hangga't maaari ang fragmentation sa IP layer, lalo na sa mga intermediate device sa link.
Oras ng pag-post: Agosto-07-2025
