Utangulizi
Sote tunajua kanuni ya uainishaji na kanuni isiyo ya uainishaji wa IP na matumizi yake katika mawasiliano ya mtandao. Kugawanyika kwa IP na kuunganisha tena ni utaratibu muhimu katika mchakato wa maambukizi ya pakiti. Wakati saizi ya pakiti inazidi kiwango cha juu cha Kitengo cha upitishaji (MTU) cha kiungo cha mtandao, mgawanyiko wa IP hugawanya pakiti katika vipande vidogo vingi kwa ajili ya maambukizi. Vipande hivi hupitishwa kwa kujitegemea kwenye mtandao na, baada ya kuwasili kwenye marudio, hukusanywa tena kwenye pakiti kamili na utaratibu wa kuunganisha tena IP. Utaratibu huu wa kugawanyika na kuunganisha tena huhakikisha kwamba pakiti kubwa za ukubwa zinaweza kupitishwa kwenye mtandao huku ukihakikisha uaminifu na uaminifu wa data. Katika sehemu hii, tutaangalia kwa undani jinsi mgawanyiko wa IP na uunganishaji upya unavyofanya kazi.
Kugawanyika kwa IP na Kuunganisha tena
Viungo tofauti vya data vina vitengo tofauti vya maambukizi ya kiwango cha juu (MTU); kwa mfano, kiungo cha data cha FDDI kina MTU ya baiti 4352 na Ethernet MTU ya baiti 1500. MTU inawakilisha Kitengo cha Upeo wa Usambazaji na inarejelea ukubwa wa juu zaidi wa pakiti unaoweza kusambazwa kwenye mtandao.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) ni kiwango cha juu cha mtandao wa eneo la karibu (LAN) kinachotumia nyuzi macho kama njia ya upokezaji. Kitengo cha Juu cha Usambazaji (MTU) ni saizi ya juu zaidi ya pakiti inayoweza kupitishwa na itifaki ya safu ya kiungo cha data. Katika mitandao ya FDDI, ukubwa wa MTU ni baiti 4352. Hii ina maana kwamba ukubwa wa juu wa pakiti unaoweza kusambazwa na itifaki ya safu ya kiungo cha data katika mtandao wa FDDI ni baiti 4352. Ikiwa pakiti ya kupitishwa inazidi ukubwa huu, inahitaji kugawanywa ili kugawanya pakiti katika vipande vingi vinavyofaa kwa ukubwa wa MTU kwa ajili ya maambukizi na kuunganisha tena kwenye mpokeaji.
Kwa Ethernet, MTU kawaida ni baiti 1500 kwa saizi. Hii ina maana kwamba Ethernet inaweza kusambaza pakiti hadi baiti 1500 kwa ukubwa. Ikiwa ukubwa wa pakiti unazidi kikomo cha MTU, basi pakiti imegawanywa katika vipande vidogo kwa ajili ya maambukizi na kuunganishwa tena kwenye marudio. Kukusanya tena datagramu ya IP iliyogawanyika inaweza tu kufanywa na mwenyeji lengwa, na kipanga njia hakitafanya operesheni ya kuunganisha tena.
Pia tulizungumza kuhusu sehemu za TCP mapema, lakini MSS inawakilisha Ukubwa wa Sehemu ya Juu, na ina jukumu muhimu katika itifaki ya TCP. MSS inarejelea ukubwa wa sehemu ya juu zaidi ya data inayoruhusiwa kutumwa katika muunganisho wa TCP. Sawa na MTU, MSS hutumiwa kupunguza ukubwa wa pakiti, lakini hufanya hivyo kwenye safu ya usafiri, safu ya itifaki ya TCP. Itifaki ya TCP husambaza data ya safu ya programu kwa kugawanya data katika sehemu nyingi za data, na ukubwa wa kila sehemu ya data hupunguzwa na MSS.
MTU ya kila kiungo cha data ni tofauti kwa sababu kila aina tofauti ya kiungo cha data hutumiwa kwa madhumuni tofauti. Kulingana na madhumuni ya matumizi, MTU tofauti zinaweza kupangishwa.
Tuseme mtumaji anataka kutuma datagramu kubwa ya baiti 4000 ili itumiwe kupitia kiungo cha Ethaneti, kwa hivyo datagramu hiyo inahitaji kugawanywa katika datagramu tatu ndogo kwa ajili ya uwasilishaji. Hii ni kwa sababu saizi ya kila datagramu ndogo haiwezi kuzidi kikomo cha MTU, ambacho ni ka 1500. Baada ya kupokea datagramu tatu ndogo, mpokeaji huzikusanya tena kwenye datagram kubwa ya awali ya 4000 byte kulingana na nambari ya mlolongo na kukabiliana na kila datagram.
Katika uwasilishaji uliogawanyika, upotezaji wa kipande utabatilisha datagram nzima ya IP. Ili kuepuka hili, TCP ilianzisha MSS, ambapo mgawanyiko unafanywa kwenye safu ya TCP badala ya safu ya IP. Faida ya mbinu hii ni kwamba TCP ina udhibiti sahihi zaidi juu ya ukubwa wa kila sehemu, ambayo huepuka matatizo yanayohusiana na kugawanyika kwenye safu ya IP.
Kwa UDP, tunajaribu kutotuma pakiti ya data kubwa kuliko MTU. Hii ni kwa sababu UDP ni itifaki ya usafiri yenye mwelekeo usio na muunganisho, ambayo haitoi njia za kutegemewa na za kutuma tena kama TCP. Tukituma pakiti ya data ya UDP kubwa kuliko MTU, itagawanywa na safu ya IP kwa uwasilishaji. Mara moja ya vipande vinapotea, itifaki ya UDP haiwezi kutuma tena, na kusababisha kupoteza data. Kwa hivyo, ili kuhakikisha upitishaji wa data unaotegemewa, tunapaswa kujaribu kudhibiti ukubwa wa pakiti za data za UDP ndani ya MTU na kuepuka maambukizi yaliyogawanyika.
Mylinking ™ Network Packet Brokerinaweza kutambua kiotomatiki aina mbalimbali za itifaki ya handaki VxLAN/NVGRE/IPoverIP/MPLS/GRE, n.k., inaweza kubainishwa kulingana na wasifu wa mtumiaji kulingana na mtiririko wa mtiririko wa sifa za ndani au za nje.
○ Inaweza kutambua pakiti za lebo za VLAN, QinQ na MPLS
○ Inaweza kutambua VLAN ya ndani na nje
○ Vifurushi vya IPv4/IPv6 vinaweza kutambuliwa
○ Inaweza kutambua pakiti za VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, MPLS
○ Vifurushi Vilivyogawanyika vya IP vinaweza Kutambuliwa (Kitambulisho kinachotumika cha kugawanyika kwa IP na kuauni uunganishaji upya wa utengano wa IP ili kutekeleza uchujaji wa vipengele vya L4 kwenye pakiti zote za kugawanyika kwa IP. Tekeleza sera ya matokeo ya trafiki.)
Kwa nini IP imegawanyika na TCP imegawanyika?
Kwa kuwa katika upitishaji wa mtandao, safu ya IP itagawanya kiotomati pakiti ya data, hata ikiwa safu ya TCP haigawanyi data, pakiti ya data itagawanywa kiotomatiki na safu ya IP na kupitishwa kwa kawaida. Kwa hivyo kwa nini TCP inahitaji kugawanyika? Je, si kwamba ni overkill?
Tuseme kuna pakiti kubwa ambayo haijagawanywa kwenye safu ya TCP na inapotea katika usafiri; TCP itaisambaza tena, lakini tu katika pakiti kubwa nzima (ingawa safu ya IP inagawanya data katika pakiti ndogo, ambayo kila moja ina urefu wa MTU). Hii ni kwa sababu safu ya IP haijali upitishaji wa data unaotegemewa.
Kwa maneno mengine, kwenye usafiri wa mashine kwenye kiungo cha mtandao, ikiwa safu ya usafiri inagawanya data, safu ya IP haiigawanyi. Ikiwa mgawanyiko haufanyike kwenye safu ya usafiri, kugawanyika kunawezekana kwenye safu ya IP.
Kwa maneno rahisi, data ya sehemu za TCP ili safu ya IP isigawanywe tena, na wakati uhamishaji unatokea, ni sehemu ndogo tu za data ambazo zimegawanywa hupitishwa tena. Kwa njia hii, ufanisi wa maambukizi na uaminifu unaweza kuboreshwa.
Ikiwa TCP imegawanyika, safu ya IP haijagawanywa?
Katika majadiliano hapo juu, tulitaja kuwa baada ya kugawanyika kwa TCP kwa mtumaji, hakuna mgawanyiko kwenye safu ya IP. Hata hivyo, kunaweza kuwa na vifaa vingine vya safu ya mtandao kote kwenye kiungo cha usafiri ambavyo vinaweza kuwa na kitengo cha juu zaidi cha upitishaji (MTU) kidogo kuliko MTU kwa mtumaji. Kwa hivyo, ingawa pakiti imegawanywa kwa mtumaji, imegawanywa tena inapopitia safu ya IP ya vifaa hivi. Hatimaye, shards zote zitakusanyika kwenye mpokeaji.
Ikiwa tunaweza kubainisha kiwango cha chini zaidi cha MTU kwenye kiungo kizima na kutuma data kwa urefu huo, hakuna mgawanyiko utakaotokea bila kujali ni nodi gani data inatumwa. Kiwango hiki cha chini cha MTU juu ya kiungo kizima kinaitwa njia ya MTU (PMTU). Wakati pakiti ya IP inakuja kwenye router, ikiwa MTU ya router ni chini ya urefu wa pakiti na bendera ya DF (Usifanye Fragment) imewekwa kwa 1, router haitaweza kugawanya pakiti na inaweza tu kuiacha. Katika kesi hii, kipanga njia hutoa ujumbe wa hitilafu wa ICMP (Itifaki ya Ujumbe wa Kudhibiti Mtandao) inayoitwa "Kugawanyika Kunahitajika Lakini DF Imewekwa." Ujumbe huu wa hitilafu wa ICMP utarejeshwa kwa anwani ya chanzo na thamani ya MTU ya kipanga njia. Mtumaji anapopokea ujumbe wa hitilafu wa ICMP, inaweza kurekebisha ukubwa wa pakiti kulingana na thamani ya MTU ili kuepuka hali ya kugawanyika iliyokatazwa tena.
Kugawanyika kwa IP ni jambo la lazima na kunapaswa kuepukwa kwenye safu ya IP, haswa kwenye vifaa vya kati kwenye kiunga. Kwa hiyo, katika IPv6, kugawanyika kwa pakiti za IP na vifaa vya kati imekatazwa, na kugawanyika kunaweza kufanyika tu mwanzoni na mwisho wa kiungo.
Uelewa wa Msingi wa IPv6
IPv6 ni toleo la 6 la Itifaki ya Mtandao, ambayo ni mrithi wa IPv4. IPv6 hutumia urefu wa anwani wa biti-128, ambayo inaweza kutoa anwani nyingi za IP kuliko urefu wa anwani wa biti-32 wa IPv4. Hii ni kwa sababu nafasi ya anwani ya IPv4 inaisha hatua kwa hatua, ilhali nafasi ya anwani ya IPv6 ni kubwa sana na inaweza kukidhi mahitaji ya Mtandao wa baadaye.
Wakati wa kuzungumza kuhusu IPv6, pamoja na nafasi zaidi ya anwani, pia huleta usalama bora na scalability, ambayo ina maana kwamba IPv6 inaweza kutoa uzoefu bora wa mtandao ikilinganishwa na IPv4.
Ingawa IPv6 imekuwepo kwa muda mrefu, uenezi wake ulimwenguni bado uko polepole. Hii ni hasa kwa sababu IPv6 inahitaji kuendana na mtandao uliopo wa IPv4, ambao unahitaji mageuzi na uhamiaji. Hata hivyo, kutokana na kuchoshwa kwa anwani za IPv4 na mahitaji yanayoongezeka ya IPv6, watoa huduma na mashirika zaidi ya mtandao wanazidi kutumia IPv6 hatua kwa hatua, na wanatambua hatua kwa hatua utendakazi wa rundo mbili wa IPv6 na IPv4.
Muhtasari
Katika sura hii, tuliangalia kwa undani jinsi mgawanyiko wa IP na uunganishaji upya unavyofanya kazi. Viungo tofauti vya data vina Kitengo tofauti cha Usambazaji wa Kiwango cha Juu (MTU). Saizi ya pakiti inapozidi kikomo cha MTU, mgawanyiko wa IP hugawanya pakiti katika vipande vidogo vingi kwa ajili ya kusambaza, na kuvikusanya tena kwenye pakiti kamili kwa utaratibu wa kuunganisha IP baada ya kuwasili kwenye lengwa. Madhumuni ya kugawanyika kwa TCP ni kufanya safu ya IP isiwe kipande tena, na kutuma tena data ndogo tu ambayo imegawanywa wakati uwasilishaji upya unatokea, ili kuboresha ufanisi wa upokezaji na kutegemewa. Hata hivyo, kunaweza kuwa na vifaa vingine vya safu ya mtandao katika kiungo cha usafiri ambacho MTU inaweza kuwa ndogo kuliko ile ya mtumaji, kwa hivyo pakiti bado itagawanywa tena kwenye safu ya IP ya vifaa hivi. Kugawanyika kwenye safu ya IP kunapaswa kuepukwa iwezekanavyo, hasa kwenye vifaa vya kati kwenye kiungo.
Muda wa kutuma: Aug-07-2025
