Utangulizi
Sote tunajua kanuni ya uainishaji na kanuni ya kutoainisha IP na matumizi yake katika mawasiliano ya mtandao. Kugawanyika na kuunganisha tena IP ni utaratibu muhimu katika mchakato wa uwasilishaji wa pakiti. Wakati ukubwa wa pakiti unazidi kikomo cha juu cha Kitengo cha uwasilishaji (MTU) cha kiungo cha mtandao, kugawanyika kwa IP hugawanya pakiti katika vipande vingi vidogo kwa ajili ya uwasilishaji. Vipande hivi hupitishwa kwa kujitegemea kwenye mtandao na, vinapofika mahali pa kwenda, hukusanywa tena katika pakiti kamili na utaratibu wa uunganishaji upya wa IP. Mchakato huu wa kugawanyika na kuunganisha tena unahakikisha kwamba pakiti kubwa zinaweza kusambazwa kwenye mtandao huku ukihakikisha uadilifu na uaminifu wa data. Katika sehemu hii, tutaangalia kwa undani jinsi kugawanyika na kuunganisha tena IP kunavyofanya kazi.
Kugawanyika na Kuunganisha Upya IP
Viungo tofauti vya data vina vitengo tofauti vya upitishaji wa 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 Upitishaji cha Kiwango cha Juu na inarejelea ukubwa wa juu wa pakiti unaoweza kusambazwa kupitia mtandao.
FDDI (Kiolesura cha Data Kilichosambazwa kwa Nyuzinyuzi) ni kiwango cha mtandao wa eneo la ndani wenye kasi ya juu (LAN) kinachotumia nyuzinyuzi kama njia ya upitishaji. Kitengo cha Upitishaji cha Juu (MTU) ni ukubwa wa juu zaidi wa pakiti unaoweza kusambazwa kwa itifaki ya safu ya kiungo cha data. Katika mitandao ya FDDI, ukubwa wa MTU ni baiti 4352. Hii ina maana kwamba ukubwa wa juu zaidi wa pakiti unaoweza kusambazwa kwa itifaki ya safu ya kiungo cha data katika mtandao wa FDDI ni baiti 4352. Ikiwa pakiti itakayosambazwa inazidi ukubwa huu, inahitaji kugawanywa ili kugawanya pakiti katika vipande vingi vinavyofaa kwa ukubwa wa MTU kwa upitishaji na uunganishaji upya kwenye kipokezi.
Kwa Ethernet, MTU kwa kawaida huwa na ukubwa wa baiti 1500. Hii ina maana kwamba Ethernet inaweza kutuma pakiti hadi baiti 1500 kwa ukubwa. Ikiwa ukubwa wa pakiti unazidi kikomo cha MTU, basi pakiti hugawanywa katika vipande vidogo kwa ajili ya kusambaza na kuunganishwa tena katika sehemu inayokusudiwa. Kuunganisha tena datagramu ya IP iliyogawanyika kunaweza kufanywa tu na mwenyeji wa sehemu inayokusudiwa, na kipanga njia hakitafanya operesheni ya kuunganisha tena.
Pia tulizungumzia kuhusu sehemu za TCP hapo awali, lakini MSS inawakilisha Ukubwa wa Sehemu ya Juu, na ina jukumu muhimu katika itifaki ya TCP. MSS inarejelea ukubwa wa sehemu ya data ya juu inayoruhusiwa kutumwa katika muunganisho wa TCP. Sawa na MTU, MSS hutumika kupunguza ukubwa wa pakiti, lakini hufanya hivyo kwenye safu ya usafirishaji, safu ya itifaki ya TCP. Itifaki ya TCP hutuma data ya safu ya programu kwa kugawanya data katika sehemu nyingi za data, na ukubwa wa kila sehemu ya data umepunguzwa na MSS.
MTU ya kila kiungo cha data ni tofauti kwa sababu kila aina tofauti ya kiungo cha data hutumika kwa madhumuni tofauti. Kulingana na madhumuni ya matumizi, MTU tofauti zinaweza kuhifadhiwa.
Tuseme mtumaji anataka kutuma datagram kubwa ya baiti 4000 kwa ajili ya uwasilishaji kupitia kiungo cha Ethernet, kwa hivyo datagram inahitaji kugawanywa katika datagram tatu ndogo kwa ajili ya uwasilishaji. Hii ni kwa sababu ukubwa wa kila datagram ndogo hauwezi kuzidi kikomo cha MTU, ambacho ni baiti 1500. Baada ya kupokea datagram tatu ndogo, mpokeaji huziunganisha tena katika datagram kubwa ya baiti 4000 ya awali kulingana na nambari ya mfuatano na ulinganisho wa kila datagram.
Katika uwasilishaji uliogawanyika, kupotea kwa kipande kutabatilisha datagramu nzima ya IP. Ili kuepuka hili, TCP ilianzisha MSS, ambapo mgawanyiko unafanywa kwenye safu ya TCP badala ya na 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 mgawanyiko kwenye safu ya IP.
Kwa UDP, tunajaribu kutotuma pakiti ya data kubwa kuliko MTU. Hii ni kwa sababu UDP ni itifaki ya usafiri isiyo na muunganisho, ambayo haitoi mifumo ya kutegemewa na utumaji upya kama TCP. Tukituma pakiti ya data ya UDP kubwa kuliko MTU, itagawanywa na safu ya IP kwa ajili ya utumaji. Mara tu moja ya vipande inapopotea, itifaki ya UDP haiwezi kusambaza tena, na kusababisha upotevu wa data. Kwa hivyo, ili kuhakikisha utumaji wa data unaotegemewa, tunapaswa kujaribu kudhibiti ukubwa wa pakiti za data za UDP ndani ya MTU na kuepuka utumaji uliogawanyika.
Dalali wa Pakiti za Mtandao za Mylinking ™inaweza kutambua kiotomatiki aina mbalimbali za itifaki ya handaki VxLAN/NVGRE/IPoverIP/MPLS/GRE, n.k., inaweza kuamuliwa kulingana na wasifu wa mtumiaji kulingana na matokeo ya mtiririko wa handaki ya sifa za ndani au za nje.
○ Inaweza kutambua pakiti za lebo za VLAN, QinQ, na MPLS
○ Inaweza kutambua VLAN ya ndani na ya nje
○ Pakiti za IPv4/IPv6 zinaweza kutambuliwa
○ Inaweza kutambua pakiti za handaki za VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, MPLS
○ Pakiti Zilizogawanyika za IP zinaweza Kutambuliwa (Utambuzi wa kugawanyika kwa IP unaoungwa mkono na unaunga mkono uundaji upya wa kugawanyika kwa 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 kiotomatiki pakiti ya data, hata kama safu ya TCP haitagawanya data, pakiti ya data itagawanyika kiotomatiki na safu ya IP na kusambazwa kawaida. Kwa nini TCP inahitaji kugawanyika? Je, hiyo si kupita kiasi?
Tuseme kuna pakiti kubwa ambayo haijagawanywa katika safu ya TCP na inapotea wakati wa usafirishaji; TCP itaituma tena, lakini katika pakiti nzima kubwa (ingawa safu ya IP hugawanya data katika pakiti ndogo, ambazo kila moja ina urefu wa MTU). Hii ni kwa sababu safu ya IP haijali kuhusu uwasilishaji wa data unaoaminika.
Kwa maneno mengine, kwenye usafiri wa mashine hadi kwenye kiungo cha mtandao, ikiwa safu ya usafiri inagawanya data, safu ya IP haiigawanyi. Ikiwa mgawanyiko haufanyiki kwenye safu ya usafiri, mgawanyiko unawezekana kwenye safu ya IP.
Kwa maneno rahisi, TCP hugawanya data ili safu ya IP isigawanyike tena, na wakati utumaji upya unapotokea, ni sehemu ndogo tu za data ambazo zimegawanyika ndizo zinazosambazwa tena. Kwa njia hii, ufanisi na uaminifu wa utumaji unaweza kuboreshwa.
Ikiwa TCP imegawanyika, je, safu ya IP haijagawanyika?
Katika majadiliano hapo juu, tulitaja kwamba baada ya kugawanyika kwa TCP kwa mtumaji, hakuna kugawanyika kwa safu ya IP. Hata hivyo, kunaweza kuwa na vifaa vingine vya safu ya mtandao katika kiungo cha usafiri ambavyo vinaweza kuwa na kitengo cha juu cha upitishaji (MTU) kidogo kuliko MTU kwa mtumaji. Kwa hivyo, ingawa pakiti imegawanyika kwa mtumaji, hugawanyika tena inapopita kwenye safu ya IP ya vifaa hivi. Hatimaye, vipande vyote vitakusanywa kwenye kipokezi.
Tukiweza kubaini kiwango cha chini kabisa cha MTU kwenye kiungo kizima na kutuma data kwa urefu huo, hakuna mgawanyiko utakaotokea bila kujali ni nodi gani data imetumwa. Kiwango hiki cha chini kabisa cha MTU kwenye kiungo kizima kinaitwa njia ya MTU (PMTU). Pakiti ya IP inapofika kwenye kipanga njia, ikiwa MTU ya kipanga njia ni chini ya urefu wa pakiti na bendera ya DF (Usigawanye) imewekwa kuwa 1, kipanga njia hakitaweza kugawanya pakiti na kinaweza kuiacha tu. Katika hali hii, kipanga njia hutoa ujumbe wa hitilafu wa ICMP (Itifaki ya Ujumbe wa Udhibiti wa Intaneti) unaoitwa "Kugawanyika Kunahitajika Lakini DF Imewekwa." Ujumbe huu wa hitilafu wa ICMP utarudishwa kwenye anwani chanzo yenye thamani ya MTU ya kipanga njia. Mtumaji anapopokea ujumbe wa hitilafu wa ICMP, anaweza kurekebisha ukubwa wa pakiti kulingana na thamani ya MTU ili kuepuka hali ya mgawanyiko iliyokatazwa tena.
Kugawanyika kwa IP ni jambo la lazima na linapaswa kuepukwa kwenye safu ya IP, hasa kwenye vifaa vya kati kwenye kiungo. Kwa hivyo, katika IPv6, kugawanyika kwa pakiti za IP na vifaa vya kati kumepigwa marufuku, na kugawanyika kunaweza kufanywa tu mwanzoni na mwisho wa kiungo.
Uelewa wa Msingi wa IPv6
IPv6 ni toleo la 6 la Itifaki ya Intaneti, ambayo ndiyo mrithi wa IPv4. IPv6 hutumia urefu wa anwani wa biti 128, ambao unaweza kutoa anwani nyingi za IP kuliko urefu wa anwani wa biti 32 wa IPv4. Hii ni kwa sababu nafasi ya anwani ya IPv4 huisha polepole, huku nafasi ya anwani ya IPv6 ikiwa kubwa sana na inaweza kukidhi mahitaji ya Intaneti ya siku zijazo.
Tunapozungumzia IPv6, pamoja na nafasi zaidi ya anwani, pia huleta usalama na uwezo bora wa kupanuka, kumaanisha kwamba IPv6 inaweza kutoa uzoefu bora wa mtandao ikilinganishwa na IPv4.
Ingawa IPv6 imekuwepo kwa muda mrefu, usambazaji wake duniani kote bado ni wa polepole. Hii ni kwa sababu IPv6 inahitaji kuendana na mtandao uliopo wa IPv4, ambao unahitaji mpito na uhamiaji. Hata hivyo, kutokana na kupungua kwa anwani za IPv4 na ongezeko la mahitaji ya IPv6, watoa huduma na mashirika zaidi na zaidi wanatumia IPv6 polepole, na polepole wanatambua uendeshaji wa IPv6 na IPv4 kwa njia mbili.
Muhtasari
Katika sura hii, tuliangalia kwa undani jinsi mgawanyiko na uunganishaji upya wa IP unavyofanya kazi. Viungo tofauti vya data vina Kitengo tofauti cha Uhamisho wa Kiwango cha Juu (MTU). Wakati ukubwa wa pakiti unazidi kikomo cha MTU, mgawanyiko wa IP hugawanya pakiti katika vipande vingi vidogo kwa ajili ya uwasilishaji, na kuviunganisha tena katika pakiti kamili kwa utaratibu wa uunganishaji upya wa IP baada ya kufika mahali unapoenda. Madhumuni ya mgawanyiko wa TCP ni kufanya safu ya IP isiwe vipande tena, na kutuma tena data ndogo tu ambayo imegawanywa wakati uwasilishaji upya unapotokea, ili kuboresha ufanisi na uaminifu wa uwasilishaji. Hata hivyo, kunaweza kuwa na vifaa vingine vya safu ya mtandao katika kiungo chote cha usafirishaji ambavyo MTU yake inaweza kuwa ndogo kuliko ile ya mtumaji, kwa hivyo pakiti bado itagawanywa tena kwenye safu ya IP ya vifaa hivi. Mgawanyiko kwenye safu ya IP unapaswa kuepukwa iwezekanavyo, haswa kwenye vifaa vya kati kwenye kiungo.
Muda wa chapisho: Agosti-07-2025
