Inngangur
Við þekkjum öll flokkunar- og flokkunarleysisregluna í IP og notkun hennar í netsamskiptum. Sundurliðun og endursamsetning IP-tölna er lykilþáttur í pakkaflutningi. Þegar stærð pakka fer yfir hámarks flutningseiningar (MTU) nettengingar, skiptir IP-sundurliðun pakkanum í marga smærri brot til sendingar. Þessir brot eru send sjálfstætt í netinu og þegar þau koma á áfangastað eru þau sett saman aftur í heila pakka með IP-endursamsetningarferlinu. Þetta sundurliðunar- og endursamsetningarferli tryggir að hægt sé að senda stóra pakka í netinu og jafnframt að tryggja heiðarleika og áreiðanleika gagnanna. Í þessum kafla munum við skoða nánar hvernig sundurliðun og endursamsetning IP-tölna virkar.
IP sundurliðun og endursamsetning
Mismunandi gagnatengingar hafa mismunandi hámarks flutningseiningar (MTU); til dæmis hefur FDDI gagnatengingin MTU upp á 4352 bæti og Ethernet MTU upp á 1500 bæti. MTU stendur fyrir hámarks flutningseiningu og vísar til hámarks pakkastærðar sem hægt er að senda um netið.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) er staðall fyrir háhraða staðarnet (LAN) sem notar ljósleiðara sem flutningsmiðil. Hámarksflutningseining (e. Maximum Transmission Unit, MTU) er hámarks pakkastærð sem hægt er að senda með gagnatenglislagssamskiptareglum. Í FDDI netum er stærð MTU 4352 bæti. Þetta þýðir að hámarks pakkastærð sem hægt er að senda með gagnatenglislagssamskiptareglum í FDDI neti er 4352 bæti. Ef pakkinn sem á að senda fer yfir þessa stærð þarf að skipta honum niður í marga brot sem henta fyrir MTU stærð fyrir sendingu og endursamsetningu hjá móttakaranum.
Fyrir Ethernet er MTU venjulega 1500 bæti að stærð. Þetta þýðir að Ethernet getur sent pakka allt að 1500 bæti að stærð. Ef pakkastærðin fer yfir MTU takmörkin er pakkinn brotinn niður í smærri brot fyrir sendingu og settur saman aftur á áfangastað. Aðeins áfangastaðarhýsillinn getur sett saman brotnu IP-gagnagrammið aftur og leiðin mun ekki framkvæma endursamsetningaraðgerðina.
Við ræddum einnig um TCP-hluta áður, en MSS stendur fyrir Maximum Segment Size og gegnir mikilvægu hlutverki í TCP-samskiptareglunum. MSS vísar til stærðar hámarksgagnahluta sem leyfður er að senda í TCP-tengingu. Líkt og MTU er MSS notað til að takmarka stærð pakka, en það gerir það á flutningslaginu, TCP-samskiptareglulaginu. TCP-samskiptareglan sendir gögn forritslagsins með því að skipta gögnunum í marga gagnasagna og stærð hvers gagnahluta er takmörkuð af MSS.
MTU hvers gagnatengingar er mismunandi þar sem hver gerð gagnatengingar er notuð í mismunandi tilgangi. Hægt er að hýsa mismunandi MTU-einingar eftir tilgangi notkunar.
Segjum sem svo að sendandi vilji senda stórt 4000 bæta gagnagramm til sendingar yfir Ethernet-tengingu, þá þarf að skipta gagnagramminu í þrjú minni gagnagramm til sendingar. Þetta er vegna þess að stærð hvers lítils gagnagramms má ekki fara yfir MTU-mörkin, sem eru 1500 bæti. Eftir að hafa móttekið þrjú litlu gagnagrammin, setur móttakandinn þau saman aftur í upprunalega 4000 bæta stóra gagnagrammið byggt á raðnúmeri og offset hvers gagnagramms.
Í sundurlausri sendingu mun tap á broti ógilda allt IP-gagnagrammið. Til að forðast þetta kynnti TCP til sögunnar MSS, þar sem sundrun er gerð á TCP-laginu í stað IP-lagsins. Kosturinn við þessa aðferð er að TCP hefur nákvæmari stjórn á stærð hvers hluta, sem kemur í veg fyrir vandamál sem tengjast sundrun á IP-laginu.
Fyrir UDP reynum við að senda ekki gagnapakka sem eru stærri en MTU. Þetta er vegna þess að UDP er tengingarlaus flutningssamskiptaregla sem býður ekki upp á áreiðanleika og endursendingarkerfi eins og TCP. Ef við sendum UDP gagnapakka sem er stærri en MTU, verður hann sundurbrotinn af IP laginu fyrir sendingu. Þegar eitt af brotunum tapast getur UDP samskiptareglan ekki sent aftur, sem leiðir til gagnataps. Þess vegna, til að tryggja áreiðanlega gagnaflutning, ættum við að reyna að stjórna stærð UDP gagnapakka innan MTU og forðast sundurbrotna sendingu.
Mylinking ™ netpakkamiðlariGetur sjálfkrafa greint ýmsar gerðir af göngusamskiptareglum VxLAN/NVGRE/IPoverIP/MPLS/GRE, o.s.frv., er hægt að ákvarða í samræmi við notendasnið í samræmi við innri eða ytri eiginleika gönguflæðisins.
○ Það getur þekkt VLAN, QinQ og MPLS merkimiðapakka
○ Getur greint innra og ytra VLAN
○ Hægt er að bera kennsl á IPv4/IPv6 pakka
○ Getur borið kennsl á VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, MPLS göngpakka
○ Hægt er að bera kennsl á sundurbrotin IP-pakka (Styður auðkenningu sundurbrots IP-tölu og styður endursamsetningu sundurbrots IP-tölu til að innleiða L4 eiginleikasíun á öllum sundurbrotnuðum IP-pökkum. Innleiða umferðarúttaksstefnu.)
Af hverju er IP sundurleitt og TCP sundurleitt?
Þar sem IP-lagið sundrar gagnapakkanum sjálfkrafa í netflutningi, jafnvel þótt TCP-lagið sundri ekki gögnunum, þá sundrar IP-lagið gagnapakkanum sjálfkrafa og sendir eðlilega. Hvers vegna þarf TCP-snúning? Er það ekki of mikið?
Segjum sem svo að stór pakki sé ekki skiptur í TCP lagið og týnist í flutningi; TCP mun endursenda hann, en aðeins í öllum stóra pakkanum (þó að IP lagið skipti gögnunum í smærri pakka, sem hver um sig hefur MTU lengd). Þetta er vegna þess að IP lagið hefur ekki áhuga á áreiðanlegri gagnaflutningi.
Með öðrum orðum, á flutningstengingu vélarinnar til netsins, ef flutningslagið sundrar gögnunum, þá sundrar IP lagið þeim ekki. Ef sundrun á sér ekki stað á flutningslaginu, er sundrun möguleg á IP laginu.
Einfaldlega sagt, TCP skiptir gögnum niður þannig að IP lagið er ekki lengur sundurbrotið, og þegar endursendingar eiga sér stað eru aðeins litlir hlutar af þeim gögnum sem hafa verið sundurbrotnir endursendur. Á þennan hátt er hægt að bæta skilvirkni og áreiðanleika sendingarinnar.
Ef TCP er sundurleitt, er IP lagið þá ekki sundurleitt?
Í umræðunni hér að ofan nefndum við að eftir TCP sundrun hjá sendanda verður engin sundrun á IP laginu. Hins vegar gætu verið önnur tæki á netlaginu um allt flutningsleiðina sem gætu haft minni hámarks sendingareiningu (MTU) en MTU hjá sendanda. Þess vegna, jafnvel þótt pakkinn hafi verið sundraður hjá sendanda, sundrast hann aftur þegar hann fer í gegnum IP lag þessara tækja. Að lokum verða allir shardarnir settir saman hjá móttakandanum.
Ef við getum ákvarðað lágmarks MTU yfir allan tengilinn og sent gögn á þeirri lengd, mun engin sundrun eiga sér stað óháð því hvaða hnút gögnin eru send til. Þessi lágmarks MTU yfir allan tengilinn kallast leiðar-MTU (PMTU). Þegar IP-pakki berst til leiðar, ef MTU leiðarinnar er minni en pakkalengdin og DF (Do not Fragment) fáninn er stilltur á 1, mun leiðin ekki geta sundrað pakkanum og getur aðeins sleppt honum. Í þessu tilfelli býr leiðin til ICMP (Internet Control Message Protocol) villuboð sem kallast "Fragmentation Needed But DF Set." Þessi ICMP villuboð verða send til baka á upprunavistfangið með MTU gildi leiðarinnar. Þegar sendandi fær ICMP villuboðin getur hann aðlagað pakkastærðina út frá MTU gildinu til að forðast að banna sundrun aftur.
Sundurliðun IP-tölu er nauðsynleg og ætti að forðast hana á IP-laginu, sérstaklega á millitækjum í tengingunni. Þess vegna hefur sundurliðun IP-pakka með millitækjum verið bönnuð í IPv6 og sundurliðun getur aðeins átt sér stað í upphafi og enda tengingarinnar.
Grunnskilningur á IPv6
IPv6 er útgáfa 6 af Internet Protocol, sem er arftaki IPv4. IPv6 notar 128-bita vistfangslengd, sem getur veitt fleiri IP-tölur en 32-bita vistfangslengd IPv4. Þetta er vegna þess að IPv4 vistfangsrýmið er smám saman að klárast, en IPv6 vistfangsrýmið er mjög stórt og getur uppfyllt þarfir framtíðar internetsins.
Þegar talað er um IPv6, auk meira vistfangsrýmis, færir það einnig betra öryggi og sveigjanleika, sem þýðir að IPv6 getur veitt betri netupplifun samanborið við IPv4.
Þótt IPv6 hafi verið til í langan tíma er alþjóðleg útbreiðsla þess enn tiltölulega hæg. Þetta er aðallega vegna þess að IPv6 þarf að vera samhæft við núverandi IPv4 net, sem krefst umbreytinga og flutnings. Hins vegar, með því að IPv4 vistföng eru að klárast og eftirspurn eftir IPv6 eykst, eru fleiri og fleiri netþjónustuaðilar og fyrirtæki smám saman að taka upp IPv6 og átta sig smám saman á tvískiptri virkni IPv6 og IPv4.
Yfirlit
Í þessum kafla skoðuðum við nánar hvernig sundrun og endursamsetning IP-tölna virkar. Mismunandi gagnatengingar hafa mismunandi hámarksflutningseiningar (MTU). Þegar stærð pakka fer yfir MTU-mörkin skiptir IP-sundrun pakkanum í marga smærri brot til sendingar og setur þá saman aftur í heilan pakka með IP-samsetningarferli eftir að þeir koma á áfangastað. Tilgangur TCP-sundrunar er að koma í veg fyrir að IP-lagið sundrist og endursendi aðeins þau smærri gögn sem hafa sundrast þegar endursending á sér stað, til að bæta skilvirkni og áreiðanleika sendingar. Hins vegar geta verið önnur tæki á netlaginu um allt flutningstenginguna þar sem MTU-tölan gæti verið minni en sendandinn, þannig að pakkinn verður samt sundraður aftur á IP-lagi þessara tækja. Forðast ætti sundrun á IP-laginu eins og mögulegt er, sérstaklega á millitækjum í tengingunni.
Birtingartími: 7. ágúst 2025
