పరిచయం
IP యొక్క వర్గీకరణ మరియు వర్గీకరణేతర సూత్రం, అలాగే నెట్వర్క్ కమ్యూనికేషన్లో దాని అనువర్తనం గురించి మనందరికీ తెలుసు. ప్యాకెట్ ప్రసార ప్రక్రియలో IP ఫ్రాగ్మెంటేషన్ మరియు రీఅసెంబ్లింగ్ ఒక కీలకమైన యంత్రాంగం. ఒక ప్యాకెట్ పరిమాణం నెట్వర్క్ లింక్ యొక్క గరిష్ట ప్రసార యూనిట్ (MTU) పరిమితిని మించినప్పుడు, IP ఫ్రాగ్మెంటేషన్ ఆ ప్యాకెట్ను ప్రసారం కోసం అనేక చిన్న ఫ్రాగ్మెంట్లుగా విభజిస్తుంది. ఈ ఫ్రాగ్మెంట్లు నెట్వర్క్లో స్వతంత్రంగా ప్రసారం చేయబడతాయి మరియు గమ్యస్థానానికి చేరుకున్న తర్వాత, IP రీఅసెంబ్లింగ్ యంత్రాంగం ద్వారా అవి పూర్తి ప్యాకెట్లుగా తిరిగి కూర్చబడతాయి. ఈ ఫ్రాగ్మెంటేషన్ మరియు రీఅసెంబ్లీ ప్రక్రియ, డేటా యొక్క సమగ్రత మరియు విశ్వసనీయతను నిర్ధారిస్తూనే, పెద్ద పరిమాణంలో ఉన్న ప్యాకెట్లను కూడా నెట్వర్క్లో ప్రసారం చేయగలదని భరోసా ఇస్తుంది. ఈ విభాగంలో, IP ఫ్రాగ్మెంటేషన్ మరియు రీఅసెంబ్లీ ఎలా పనిచేస్తాయో మనం మరింత లోతుగా పరిశీలిద్దాం.
IP ఫ్రాగ్మెంటేషన్ మరియు రీఅసెంబ్లీ
వివిధ డేటా లింక్లకు వేర్వేరు గరిష్ట ప్రసార యూనిట్లు (MTU) ఉంటాయి; ఉదాహరణకు, FDDI డేటా లింక్ యొక్క MTU 4352 బైట్లు మరియు ఈథర్నెట్ MTU 1500 బైట్లు. MTU అంటే గరిష్ట ప్రసార యూనిట్ మరియు ఇది నెట్వర్క్లో ప్రసారం చేయగల గరిష్ట ప్యాకెట్ పరిమాణాన్ని సూచిస్తుంది.
FDDI (ఫైబర్ డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ డేటా ఇంటర్ఫేస్) అనేది ఆప్టికల్ ఫైబర్ను ప్రసార మాధ్యమంగా ఉపయోగించే ఒక హై-స్పీడ్ లోకల్ ఏరియా నెట్వర్క్ (LAN) ప్రమాణం. మాక్సిమం ట్రాన్స్మిషన్ యూనిట్ (MTU) అనేది ఒక డేటా లింక్ లేయర్ ప్రోటోకాల్ ద్వారా ప్రసారం చేయగల గరిష్ట ప్యాకెట్ పరిమాణం. FDDI నెట్వర్క్లలో, MTU పరిమాణం 4352 బైట్లు. దీని అర్థం, FDDI నెట్వర్క్లోని డేటా లింక్ లేయర్ ప్రోటోకాల్ ద్వారా ప్రసారం చేయగల గరిష్ట ప్యాకెట్ పరిమాణం 4352 బైట్లు. ప్రసారం చేయాల్సిన ప్యాకెట్ ఈ పరిమాణాన్ని మించి ఉంటే, దానిని ఫ్రాగ్మెంట్ చేయవలసి ఉంటుంది. అంటే, ప్రసారం కోసం మరియు రిసీవర్ వద్ద తిరిగి కలపడం కోసం ప్యాకెట్ను MTU పరిమాణానికి అనువైన అనేక ఫ్రాగ్మెంట్లుగా విభజించాలి.
ఈథర్నెట్ కోసం, MTU సాధారణంగా 1500 బైట్ల పరిమాణంలో ఉంటుంది. దీని అర్థం, ఈథర్నెట్ 1500 బైట్ల పరిమాణం వరకు ఉన్న ప్యాకెట్లను ప్రసారం చేయగలదు. ప్యాకెట్ పరిమాణం MTU పరిమితిని మించిపోతే, ప్రసారం కోసం ప్యాకెట్ చిన్న చిన్న భాగాలుగా విభజించబడి, గమ్యస్థానంలో తిరిగి సమీకరించబడుతుంది. విభజించబడిన IP డేటాగ్రామ్ను తిరిగి సమీకరించే పనిని గమ్యస్థాన హోస్ట్ మాత్రమే చేయగలదు, మరియు రౌటర్ ఈ పునఃసమీకరణ ఆపరేషన్ను నిర్వహించదు.
మనం ఇంతకుముందు TCP సెగ్మెంట్ల గురించి కూడా మాట్లాడుకున్నాము, కానీ MSS అంటే మాక్సిమమ్ సెగ్మెంట్ సైజ్, మరియు ఇది TCP ప్రోటోకాల్లో ఒక ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. ఒక TCP కనెక్షన్లో పంపడానికి అనుమతించబడిన గరిష్ట డేటా సెగ్మెంట్ పరిమాణాన్ని MSS సూచిస్తుంది. MTU మాదిరిగానే, ప్యాకెట్ల పరిమాణాన్ని పరిమితం చేయడానికి MSS ఉపయోగించబడుతుంది, కానీ ఇది ట్రాన్స్పోర్ట్ లేయర్ అయిన TCP ప్రోటోకాల్ లేయర్లో ఆ పని చేస్తుంది. TCP ప్రోటోకాల్, అప్లికేషన్ లేయర్ యొక్క డేటాను అనేక డేటా సెగ్మెంట్లుగా విభజించి ప్రసారం చేస్తుంది, మరియు ప్రతి డేటా సెగ్మెంట్ యొక్క పరిమాణం MSS ద్వారా పరిమితం చేయబడుతుంది.
ప్రతి డేటా లింక్ యొక్క MTU భిన్నంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే ప్రతి విభిన్న రకం డేటా లింక్ వేర్వేరు ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. వినియోగ ప్రయోజనాన్ని బట్టి, వేర్వేరు MTUలను హోస్ట్ చేయవచ్చు.
పంపేవారు ఈథర్నెట్ లింక్ ద్వారా ప్రసారం చేయడానికి 4000 బైట్ల పెద్ద డేటాగ్రామ్ను పంపాలనుకుంటున్నారని అనుకుందాం, కాబట్టి ప్రసారం కోసం ఆ డేటాగ్రామ్ను మూడు చిన్న డేటాగ్రామ్లుగా విభజించాల్సి ఉంటుంది. ఎందుకంటే ప్రతి చిన్న డేటాగ్రామ్ పరిమాణం 1500 బైట్లు ఉన్న MTU పరిమితిని మించకూడదు. ఆ మూడు చిన్న డేటాగ్రామ్లను స్వీకరించిన తర్వాత, స్వీకర్త ప్రతి డేటాగ్రామ్ యొక్క సీక్వెన్స్ నంబర్ మరియు ఆఫ్సెట్ ఆధారంగా వాటిని తిరిగి అసలైన 4000 బైట్ల పెద్ద డేటాగ్రామ్గా సమీకరిస్తారు.
ఫ్రాగ్మెంటెడ్ ట్రాన్స్మిషన్లో, ఒక ఫ్రాగ్మెంట్ కోల్పోవడం మొత్తం IP డేటాగ్రామ్ను చెల్లనిదిగా చేస్తుంది. దీనిని నివారించడానికి, TCP MSSను ప్రవేశపెట్టింది, దీనిలో ఫ్రాగ్మెంటేషన్ IP లేయర్కు బదులుగా TCP లేయర్లో జరుగుతుంది. ఈ విధానం యొక్క ప్రయోజనం ఏమిటంటే, ప్రతి సెగ్మెంట్ పరిమాణంపై TCPకి మరింత కచ్చితమైన నియంత్రణ ఉంటుంది, ఇది IP లేయర్లో ఫ్రాగ్మెంటేషన్తో సంబంధం ఉన్న సమస్యలను నివారిస్తుంది.
UDP కోసం, మేము MTU కంటే పెద్ద డేటా ప్యాకెట్ను పంపకుండా ప్రయత్నిస్తాము. ఎందుకంటే UDP అనేది కనెక్షన్లెస్ ఆధారిత ట్రాన్స్పోర్ట్ ప్రోటోకాల్, ఇది TCP లాగా విశ్వసనీయత మరియు పునఃప్రసార యంత్రాంగాలను అందించదు. మనం MTU కంటే పెద్ద UDP డేటా ప్యాకెట్ను పంపితే, అది ప్రసారం కోసం IP లేయర్ ద్వారా ఫ్రాగ్మెంట్ చేయబడుతుంది. ఫ్రాగ్మెంట్లలో ఒకటి కోల్పోయిన తర్వాత, UDP ప్రోటోకాల్ పునఃప్రసారం చేయలేదు, దీని ఫలితంగా డేటా నష్టం జరుగుతుంది. అందువల్ల, విశ్వసనీయమైన డేటా ప్రసారాన్ని నిర్ధారించడానికి, మనం UDP డేటా ప్యాకెట్ల పరిమాణాన్ని MTU పరిధిలో నియంత్రించడానికి ప్రయత్నించాలి మరియు ఫ్రాగ్మెంట్ చేయబడిన ప్రసారాన్ని నివారించాలి.
మైలింకింగ్™ నెట్వర్క్ ప్యాకెట్ బ్రోకర్వివిధ రకాల టన్నెల్ ప్రోటోకాల్స్ (VxLAN/NVGRE/IPoverIP/MPLS/GRE, మొదలైనవి)ను స్వయంచాలకంగా గుర్తించగలదు, అలాగే యూజర్ ప్రొఫైల్ ప్రకారం టన్నెల్ ఫ్లో అవుట్పుట్ యొక్క అంతర్గత లేదా బాహ్య లక్షణాలను నిర్ధారించగలదు.
○ ఇది VLAN, QinQ, మరియు MPLS లేబుల్ ప్యాకెట్లను గుర్తించగలదు
○ అంతర్గత మరియు బాహ్య VLANలను గుర్తించగలదు
○ IPv4/IPv6 ప్యాకెట్లను గుర్తించవచ్చు
○ VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, MPLS టన్నెల్ ప్యాకెట్లను గుర్తించగలదు
○ IP ఫ్రాగ్మెంటెడ్ ప్యాకెట్లను గుర్తించవచ్చు (IP ఫ్రాగ్మెంటేషన్ గుర్తింపుకు మద్దతు ఉంది మరియు అన్ని IP ఫ్రాగ్మెంటేషన్ ప్యాకెట్లపై L4 ఫీచర్ ఫిల్టరింగ్ను అమలు చేయడానికి IP ఫ్రాగ్మెంటేషన్ యొక్క రీఅసెంబ్లీకి మద్దతు ఇస్తుంది. ట్రాఫిక్ అవుట్పుట్ పాలసీని అమలు చేయండి.)
IP మరియు TCP ఎందుకు విచ్ఛిన్నమవుతాయి?
నెట్వర్క్ ప్రసారంలో, TCP లేయర్ డేటాను విభజించకపోయినా కూడా, IP లేయర్ డేటా ప్యాకెట్ను స్వయంచాలకంగా ఫ్రాగ్మెంట్ చేస్తుంది, కాబట్టి డేటా ప్యాకెట్ IP లేయర్ ద్వారా స్వయంచాలకంగా ఫ్రాగ్మెంట్ చేయబడి సాధారణంగా ప్రసారం చేయబడుతుంది. అలాంటప్పుడు TCPకి ఫ్రాగ్మెంటేషన్ ఎందుకు అవసరం? అది అనవసరం కాదా?
TCP లేయర్లో విభజించబడని ఒక పెద్ద ప్యాకెట్ ప్రసారంలో పోయిందని అనుకుందాం; TCP దానిని తిరిగి ప్రసారం చేస్తుంది, కానీ మొత్తం పెద్ద ప్యాకెట్ను మాత్రమే (IP లేయర్ డేటాను చిన్న ప్యాకెట్లుగా విభజించినప్పటికీ, వాటిలో ప్రతిదానికి MTU పొడవు ఉంటుంది). ఎందుకంటే IP లేయర్ డేటా యొక్క విశ్వసనీయ ప్రసారం గురించి పట్టించుకోదు.
మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఒక మెషిన్ నుండి నెట్వర్క్కు జరిగే ట్రాన్స్పోర్ట్ లింక్లో, ట్రాన్స్పోర్ట్ లేయర్ డేటాను ఫ్రాగ్మెంట్ చేస్తే, IP లేయర్ దానిని ఫ్రాగ్మెంట్ చేయదు. ఒకవేళ ట్రాన్స్పోర్ట్ లేయర్లో ఫ్రాగ్మెంటేషన్ జరగకపోతే, IP లేయర్లో ఫ్రాగ్మెంటేషన్ సాధ్యమవుతుంది.
సులభంగా చెప్పాలంటే, TCP డేటాను విభజిస్తుంది, తద్వారా IP లేయర్ ఇకపై విచ్ఛిన్నం కాదు, మరియు పునఃప్రసారాలు జరిగినప్పుడు, విచ్ఛిన్నమైన డేటాలోని చిన్న భాగాలు మాత్రమే తిరిగి ప్రసారం చేయబడతాయి. ఈ విధంగా, ప్రసార సామర్థ్యం మరియు విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచవచ్చు.
TCP ఫ్రాగ్మెంటెడ్ అయితే, IP లేయర్ ఫ్రాగ్మెంటెడ్ కాదా?
పై చర్చలో, పంపేవారి వద్ద TCP ఫ్రాగ్మెంటేషన్ జరిగిన తర్వాత, IP లేయర్లో ఫ్రాగ్మెంటేషన్ జరగదని మేము పేర్కొన్నాము. అయినప్పటికీ, ట్రాన్స్పోర్ట్ లింక్ పొడవునా ఇతర నెట్వర్క్ లేయర్ పరికరాలు ఉండవచ్చు, వాటి గరిష్ట ప్రసార యూనిట్ (MTU) పంపేవారి వద్ద ఉన్న MTU కంటే తక్కువగా ఉండవచ్చు. అందువల్ల, ప్యాకెట్ పంపేవారి వద్ద ఫ్రాగ్మెంట్ చేయబడినప్పటికీ, అది ఈ పరికరాల IP లేయర్ గుండా వెళ్ళేటప్పుడు మళ్ళీ ఫ్రాగ్మెంట్ చేయబడుతుంది. చివరికి, అన్ని షార్డ్లు స్వీకరించేవారి వద్ద సమీకరించబడతాయి.
మనం మొత్తం లింక్పై కనిష్ట MTUను నిర్ధారించి, ఆ పొడవుతో డేటాను పంపగలిగితే, డేటా ఏ నోడ్కు ప్రసారం చేయబడినా ఫ్రాగ్మెంటేషన్ జరగదు. మొత్తం లింక్పై ఉండే ఈ కనిష్ట MTUను పాత్ MTU (PMTU) అంటారు. ఒక IP ప్యాకెట్ రౌటర్కు వచ్చినప్పుడు, రౌటర్ యొక్క MTU ప్యాకెట్ పొడవు కంటే తక్కువగా ఉండి, DF (Do not Fragment) ఫ్లాగ్ 1కి సెట్ చేయబడి ఉంటే, రౌటర్ ప్యాకెట్ను ఫ్రాగ్మెంట్ చేయలేదు మరియు దానిని డ్రాప్ మాత్రమే చేయగలదు. ఈ సందర్భంలో, రౌటర్ "Fragmentation Needed But DF Set" అనే ICMP (Internet Control Message Protocol) ఎర్రర్ మెసేజ్ను జనరేట్ చేస్తుంది. ఈ ICMP ఎర్రర్ మెసేజ్, రౌటర్ యొక్క MTU విలువతో పాటు సోర్స్ అడ్రస్కు తిరిగి పంపబడుతుంది. పంపినవారు ICMP ఎర్రర్ మెసేజ్ను అందుకున్నప్పుడు, మళ్లీ నిషేధించబడిన ఫ్రాగ్మెంటేషన్ పరిస్థితిని నివారించడానికి MTU విలువ ఆధారంగా ప్యాకెట్ పరిమాణాన్ని సర్దుబాటు చేయగలరు.
IP ఫ్రాగ్మెంటేషన్ అనేది ఒక ఆవశ్యకత మరియు దీనిని IP లేయర్లో, ముఖ్యంగా లింక్లోని మధ్యంతర పరికరాల వద్ద నివారించాలి. అందువల్ల, IPv6లో, మధ్యంతర పరికరాల ద్వారా IP ప్యాకెట్ల ఫ్రాగ్మెంటేషన్ నిషేధించబడింది, మరియు ఫ్రాగ్మెంటేషన్ను లింక్ యొక్క ప్రారంభ మరియు ముగింపు భాగాలలో మాత్రమే నిర్వహించవచ్చు.
IPv6 గురించి ప్రాథమిక అవగాహన
IPv6 అనేది ఇంటర్నెట్ ప్రోటోకాల్ యొక్క 6వ వెర్షన్, ఇది IPv4కి తదుపరి వెర్షన్. IPv6 128-బిట్ అడ్రస్ పొడవును ఉపయోగిస్తుంది, ఇది IPv4 యొక్క 32-బిట్ అడ్రస్ పొడవు కంటే ఎక్కువ IP అడ్రస్లను అందించగలదు. దీనికి కారణం, IPv4 అడ్రస్ స్పేస్ క్రమంగా తగ్గిపోతుండగా, IPv6 అడ్రస్ స్పేస్ చాలా పెద్దదిగా ఉండి, భవిష్యత్ ఇంటర్నెట్ అవసరాలను తీర్చగలదు.
IPv6 గురించి మాట్లాడినప్పుడు, ఎక్కువ అడ్రస్ స్పేస్తో పాటు, ఇది మెరుగైన భద్రత మరియు స్కేలబిలిటీని కూడా అందిస్తుంది, అంటే IPv4తో పోలిస్తే IPv6 మెరుగైన నెట్వర్క్ అనుభవాన్ని అందించగలదు.
IPv6 చాలా కాలంగా అందుబాటులో ఉన్నప్పటికీ, దాని ప్రపంచవ్యాప్త విస్తరణ ఇప్పటికీ చాలా నెమ్మదిగా ఉంది. దీనికి ప్రధాన కారణం, IPv6 ఇప్పటికే ఉన్న IPv4 నెట్వర్క్తో అనుకూలంగా ఉండాలి, దీనికి పరివర్తన మరియు వలస అవసరం. అయితే, IPv4 చిరునామాలు అయిపోవడం మరియు IPv6కు డిమాండ్ పెరగడంతో, ఎక్కువ మంది ఇంటర్నెట్ సర్వీస్ ప్రొవైడర్లు మరియు సంస్థలు క్రమంగా IPv6ను స్వీకరిస్తున్నాయి, మరియు క్రమంగా IPv6 మరియు IPv4ల ద్వంద్వ-స్టాక్ ఆపరేషన్ను సాకారం చేసుకుంటున్నాయి.
సారాంశం
ఈ అధ్యాయంలో, IP ఫ్రాగ్మెంటేషన్ మరియు రీఅసెంబ్లింగ్ ఎలా పనిచేస్తాయో మనం లోతుగా పరిశీలించాము. వేర్వేరు డేటా లింక్లకు వేర్వేరు గరిష్ట ప్రసార యూనిట్ (MTU) ఉంటుంది. ఒక ప్యాకెట్ పరిమాణం MTU పరిమితిని మించినప్పుడు, IP ఫ్రాగ్మెంటేషన్ ఆ ప్యాకెట్ను ప్రసారం కోసం అనేక చిన్న ఫ్రాగ్మెంట్లుగా విభజిస్తుంది, మరియు గమ్యస్థానానికి చేరుకున్న తర్వాత IP రీఅసెంబ్లింగ్ మెకానిజం ద్వారా వాటిని ఒక పూర్తి ప్యాకెట్గా తిరిగి కూరుస్తుంది. TCP ఫ్రాగ్మెంటేషన్ యొక్క ఉద్దేశ్యం, IP లేయర్ ఇకపై ఫ్రాగ్మెంట్ చేయకుండా చేయడం, మరియు పునఃప్రసారం జరిగినప్పుడు ఫ్రాగ్మెంట్ చేయబడిన చిన్న డేటాను మాత్రమే తిరిగి పంపడం, తద్వారా ప్రసార సామర్థ్యాన్ని మరియు విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచడం. అయితే, ట్రాన్స్పోర్ట్ లింక్ పొడవునా పంపేవారి కంటే తక్కువ MTU ఉన్న ఇతర నెట్వర్క్ లేయర్ పరికరాలు ఉండవచ్చు, కాబట్టి ఆ ప్యాకెట్ ఈ పరికరాల IP లేయర్లో మళ్లీ ఫ్రాగ్మెంట్ చేయబడుతుంది. IP లేయర్లో ఫ్రాగ్మెంటేషన్ను వీలైనంత వరకు నివారించాలి, ముఖ్యంగా లింక్లోని మధ్యస్థ పరికరాలలో.
పోస్ట్ చేసిన సమయం: ఆగస్టు-07-2025
