डिक्रिप्शन आयपी फ्रॅगमेंटेशन आणि रीअ‍ॅसेम्बली: मायलिंकिंग™ नेटवर्क पॅकेट ब्रोकर आयपी फ्रॅगमेंटेड पॅकेट्स ओळखतो

परिचय

आपल्या सर्वांना आयपीचे वर्गीकरण आणि वर्गीकरण नसलेले तत्व आणि नेटवर्क कम्युनिकेशनमध्ये त्याचा वापर माहित आहे. पॅकेट ट्रान्समिशन प्रक्रियेत आयपी फ्रॅगमेंटेशन आणि रीअसेम्बलिंग ही एक महत्त्वाची यंत्रणा आहे. जेव्हा पॅकेटचा आकार नेटवर्क लिंकच्या कमाल ट्रान्समिशन युनिट (एमटीयू) मर्यादेपेक्षा जास्त असतो, तेव्हा आयपी फ्रॅगमेंटेशन पॅकेटला ट्रान्समिशनसाठी अनेक लहान तुकड्यांमध्ये विभाजित करते. हे तुकडे नेटवर्कमध्ये स्वतंत्रपणे प्रसारित केले जातात आणि गंतव्यस्थानावर पोहोचल्यानंतर, ते आयपी रीअसेम्बल यंत्रणेद्वारे पूर्ण पॅकेटमध्ये पुन्हा एकत्र केले जातात. फ्रॅगमेंटेशन आणि रीअसेम्बलिंगची ही प्रक्रिया डेटाची अखंडता आणि विश्वासार्हता सुनिश्चित करताना नेटवर्कमध्ये मोठ्या आकाराचे पॅकेट प्रसारित केले जाऊ शकतात याची खात्री करते. या विभागात, आपण आयपी फ्रॅगमेंटेशन आणि रीअसेम्बलिंग कसे कार्य करते यावर सखोल नजर टाकू.

आयपी फ्रॅगमेंटेशन आणि पुन्हा एकत्रीकरण

वेगवेगळ्या डेटा लिंक्समध्ये वेगवेगळे कमाल ट्रान्समिशन युनिट्स (MTU) असतात; उदाहरणार्थ, FDDI डेटा लिंकमध्ये ४३५२ बाइट्सचा MTU आणि १५०० बाइट्सचा इथरनेट MTU असतो. MTU म्हणजे कमाल ट्रान्समिशन युनिट आणि नेटवर्कवर ट्रान्समिट करता येणारा कमाल पॅकेट आकार.

FDDI (फायबर डिस्ट्रिब्युटेड डेटा इंटरफेस) हा एक हाय-स्पीड लोकल एरिया नेटवर्क (LAN) मानक आहे जो ऑप्टिकल फायबरचा प्रसारण माध्यम म्हणून वापर करतो. कमाल ट्रान्समिशन युनिट (MTU) हा डेटा लिंक लेयर प्रोटोकॉलद्वारे प्रसारित करता येणारा कमाल पॅकेट आकार आहे. FDDI नेटवर्कमध्ये, MTU चा आकार 4352 बाइट्स असतो. याचा अर्थ असा की FDDI नेटवर्कमध्ये डेटा लिंक लेयर प्रोटोकॉलद्वारे प्रसारित करता येणारा कमाल पॅकेट आकार 4352 बाइट्स असतो. जर ट्रान्समिट करायचे पॅकेट या आकारापेक्षा जास्त असेल, तर ते पॅकेटचे खंडन करून रिसीव्हरवर ट्रान्समिशन आणि पुन्हा असेंब्लीसाठी MTU आकारासाठी योग्य असलेल्या अनेक तुकड्यांमध्ये पॅकेट विभाजित करणे आवश्यक आहे.

इथरनेटसाठी, MTU आकारात सामान्यतः १५०० बाइट्स असतो. याचा अर्थ असा की इथरनेट १५०० बाइट्स आकारापर्यंत पॅकेट प्रसारित करू शकते. जर पॅकेटचा आकार MTU मर्यादेपेक्षा जास्त असेल, तर पॅकेट ट्रान्समिशनसाठी लहान तुकड्यांमध्ये विभाजित केले जाते आणि गंतव्यस्थानावर पुन्हा एकत्र केले जाते. खंडित IP डेटाग्राम पुन्हा एकत्र करणे केवळ गंतव्यस्थान होस्टद्वारेच केले जाऊ शकते आणि राउटर पुन्हा एकत्रीकरण ऑपरेशन करणार नाही.

आपण आधी TCP सेगमेंट्सबद्दल देखील बोललो होतो, परंतु MSS म्हणजे कमाल सेगमेंट साईज, आणि ते TCP प्रोटोकॉलमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते. MSS म्हणजे TCP कनेक्शनमध्ये पाठवता येणाऱ्या कमाल डेटा सेगमेंटच्या आकाराचा संदर्भ. MTU प्रमाणेच, MSS चा वापर पॅकेटचा आकार मर्यादित करण्यासाठी केला जातो, परंतु तो ट्रान्सपोर्ट लेयर, TCP प्रोटोकॉल लेयरवर असे करतो. TCP प्रोटोकॉल डेटाला अनेक डेटा सेगमेंट्समध्ये विभाजित करून अॅप्लिकेशन लेयरचा डेटा ट्रान्समिट करतो आणि प्रत्येक डेटा सेगमेंटचा आकार MSS द्वारे मर्यादित असतो.

प्रत्येक डेटा लिंकचा MTU वेगळा असतो कारण प्रत्येक वेगवेगळ्या प्रकारच्या डेटा लिंकचा वापर वेगवेगळ्या उद्देशांसाठी केला जातो. वापराच्या उद्देशानुसार, वेगवेगळे MTU होस्ट केले जाऊ शकतात.

समजा प्रेषकाला इथरनेट लिंकवरून ट्रान्समिशनसाठी ४००० बाइटचा मोठा डेटाग्राम पाठवायचा आहे, तर ट्रान्समिशनसाठी डेटाग्रामला तीन लहान डेटाग्राममध्ये विभागणे आवश्यक आहे. कारण प्रत्येक लहान डेटाग्रामचा आकार १५०० बाइट्सच्या MTU मर्यादेपेक्षा जास्त असू शकत नाही. तीन लहान डेटाग्राम प्राप्त केल्यानंतर, प्राप्तकर्ता प्रत्येक डेटाग्रामच्या अनुक्रम क्रमांक आणि ऑफसेटवर आधारित त्यांना मूळ ४००० बाइट मोठ्या डेटाग्राममध्ये पुन्हा एकत्र करतो.

 आयपी फ्रॅगमेंटेशन आणि पुन्हा एकत्रीकरण

फ्रॅगमेंटेड ट्रान्समिशनमध्ये, फ्रॅगमेंट हरवल्याने संपूर्ण आयपी डेटाग्राम अवैध होईल. हे टाळण्यासाठी, टीसीपीने एमएसएस सुरू केले, जिथे फ्रॅगमेंटेशन आयपी लेयरऐवजी टीसीपी लेयरवर केले जाते. या दृष्टिकोनाचा फायदा असा आहे की टीसीपीकडे प्रत्येक सेगमेंटच्या आकारावर अधिक अचूक नियंत्रण असते, ज्यामुळे आयपी लेयरवर फ्रॅगमेंटेशनशी संबंधित समस्या टाळता येतात.

UDP साठी, आम्ही MTU पेक्षा मोठे डेटा पॅकेट पाठवू नये असा प्रयत्न करतो. कारण UDP हा एक कनेक्शनलेस ओरिएंटेड ट्रान्सपोर्ट प्रोटोकॉल आहे, जो TCP सारखी विश्वासार्हता आणि रीट्रान्समिशन यंत्रणा प्रदान करत नाही. जर आम्ही MTU पेक्षा मोठे UDP डेटा पॅकेट पाठवले तर ते ट्रान्समिशनसाठी IP लेयरद्वारे खंडित केले जाईल. एकदा एक तुकडा हरवला की, UDP प्रोटोकॉल रीट्रान्समिट करू शकत नाही, परिणामी डेटा गमावला जातो. म्हणून, विश्वसनीय डेटा ट्रान्समिशन सुनिश्चित करण्यासाठी, आपण MTU मधील UDP डेटा पॅकेटचा आकार नियंत्रित करण्याचा आणि खंडित ट्रान्समिशन टाळण्याचा प्रयत्न केला पाहिजे.

मायलिंकिंग ™ नेटवर्क पॅकेट ब्रोकरविविध प्रकारचे टनेल प्रोटोकॉल स्वयंचलितपणे ओळखू शकतात. VxLAN/NVGRE/IPoverIP/MPLS/GRE, इत्यादी, वापरकर्त्याच्या प्रोफाइलनुसार आतील किंवा बाह्य वैशिष्ट्यांच्या टनेल फ्लो आउटपुटनुसार निश्चित केले जाऊ शकतात.

○ ते VLAN, QinQ आणि MPLS लेबल पॅकेट्स ओळखू शकते.

○ आतील आणि बाहेरील VLAN ओळखू शकतो

○ IPv4/IPv6 पॅकेट्स ओळखता येतात

○ VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, MPLS टनेल पॅकेट्स ओळखू शकतो.

○ आयपी फ्रॅगमेंटेड पॅकेट्स ओळखता येतात (सपोर्टेड आयपी फ्रॅगमेंटेशन आयडेंटिफिकेशन आणि आयपी फ्रॅगमेंटेशनच्या रीअसेंब्लीला सपोर्ट करते जेणेकरून सर्व आयपी फ्रॅगमेंटेशन पॅकेट्सवर L4 फीचर फिल्टरिंग लागू करता येईल. ट्रॅफिक आउटपुट पॉलिसी लागू करा.)

आयपी आणि टीसीपी का विभाजित आहेत?

नेटवर्क ट्रान्समिशनमध्ये, आयपी लेयर आपोआप डेटा पॅकेटचे तुकडे करेल, जरी टीसीपी लेयर डेटाचे तुकडे करत नसला तरी, डेटा पॅकेट आयपी लेयरद्वारे आपोआप तुकडे होईल आणि सामान्यपणे प्रसारित होईल. मग टीसीपीला फ्रॅगमेंटेशनची आवश्यकता का आहे? ते अतिरेकी नाही का?

समजा एक मोठे पॅकेट आहे जे TCP लेयरमध्ये विभागलेले नाही आणि ट्रान्झिटमध्ये हरवले आहे; TCP ते पुन्हा प्रसारित करेल, परंतु केवळ संपूर्ण मोठ्या पॅकेटमध्ये (जरी IP लेयर डेटाला लहान पॅकेटमध्ये विभाजित करतो, ज्यापैकी प्रत्येकाची MTU लांबी असते). याचे कारण असे की IP लेयर डेटाच्या विश्वसनीय प्रसारणाची काळजी घेत नाही.

दुसऱ्या शब्दांत सांगायचे तर, मशीनच्या ट्रान्सपोर्ट टू नेटवर्क लिंकवर, जर ट्रान्सपोर्ट लेयर डेटाचे तुकडे करतो, तर आयपी लेयर त्याचे तुकडे करत नाही. जर ट्रान्सपोर्ट लेयरवर फ्रॅगमेंटेशन केले गेले नाही, तर आयपी लेयरवर फ्रॅगमेंटेशन शक्य आहे.

सोप्या भाषेत सांगायचे तर, TCP डेटा अशा प्रकारे विभागतो की IP थर आता विभाजित होत नाही आणि जेव्हा पुनर्प्रसारण होते तेव्हा विभाजित झालेल्या डेटाचे फक्त लहान भागच पुनर्प्रसारणित केले जातात. अशा प्रकारे, प्रसारण कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता सुधारता येते.

जर TCP खंडित असेल, तर IP थर खंडित होत नाही का?

वरील चर्चेत, आम्ही नमूद केले आहे की प्रेषकावर TCP फ्रॅगमेंटेशन झाल्यानंतर, IP लेयरवर कोणतेही फ्रॅगमेंटेशन होत नाही. तथापि, ट्रान्सपोर्ट लिंकमध्ये इतर नेटवर्क लेयर डिव्हाइसेस असू शकतात ज्यांचे जास्तीत जास्त ट्रान्समिशन युनिट (MTU) प्रेषकावर MTU पेक्षा लहान असू शकते. म्हणून, जरी पॅकेट प्रेषकावर खंडित झाले असले तरी, या डिव्हाइसेसच्या IP लेयरमधून जाताना ते पुन्हा खंडित होते. अखेर, सर्व शार्ड्स रिसीव्हरवर एकत्र केले जातील.

जर आपण संपूर्ण लिंकवर किमान MTU निश्चित करू शकलो आणि त्या लांबीचा डेटा पाठवू शकलो, तर डेटा कोणत्याही नोडवर पाठवला गेला तरी कोणतेही फ्रॅगमेंटेशन होणार नाही. संपूर्ण लिंकवर या किमान MTU ला पाथ MTU (PMTU) म्हणतात. जेव्हा एखादा IP पॅकेट राउटरवर येतो, जर राउटरचा MTU पॅकेट लांबीपेक्षा कमी असेल आणि DF (फ्रेगमेंट करू नका) फ्लॅग 1 वर सेट केला असेल, तर राउटर पॅकेटचे फ्रॅगमेंटेशन करू शकणार नाही आणि फक्त ते ड्रॉप करू शकेल. या प्रकरणात, राउटर "फ्रेगमेंटेशन नीडेड बट DF सेट" नावाचा ICMP (इंटरनेट कंट्रोल मेसेज प्रोटोकॉल) एरर मेसेज जनरेट करतो. हा ICMP एरर मेसेज राउटरच्या MTU व्हॅल्यूसह सोर्स अॅड्रेसवर परत पाठवला जाईल. जेव्हा प्रेषकाला ICMP एरर मेसेज मिळतो, तेव्हा तो पुन्हा निषिद्ध फ्रॅगमेंटेशन परिस्थिती टाळण्यासाठी MTU व्हॅल्यूवर आधारित पॅकेट आकार समायोजित करू शकतो.

आयपी फ्रॅगमेंटेशन ही एक गरज आहे आणि आयपी लेयरवर, विशेषतः लिंकमधील इंटरमीडिएट डिव्हाइसेसवर ते टाळले पाहिजे. म्हणून, आयपीव्ही६ मध्ये, इंटरमीडिएट डिव्हाइसेसद्वारे आयपी पॅकेट्सचे फ्रॅगमेंटेशन करण्यास मनाई आहे आणि फ्रॅगमेंटेशन फक्त लिंकच्या सुरुवातीला आणि शेवटी केले जाऊ शकते.

IPv6 ची मूलभूत समज

IPv6 ही इंटरनेट प्रोटोकॉलची आवृत्ती 6 आहे, जी IPv4 चा उत्तराधिकारी आहे. IPv6 मध्ये 128-बिट अॅड्रेस लांबी वापरली जाते, जी IPv4 च्या 32-बिट अॅड्रेस लांबीपेक्षा जास्त IP अॅड्रेस प्रदान करू शकते. याचे कारण असे की IPv4 अॅड्रेस स्पेस हळूहळू संपत आहे, तर IPv6 अॅड्रेस स्पेस खूप मोठी आहे आणि भविष्यातील इंटरनेटच्या गरजा पूर्ण करू शकते.

IPv6 बद्दल बोलताना, अधिक अॅड्रेस स्पेस व्यतिरिक्त, ते चांगली सुरक्षा आणि स्केलेबिलिटी देखील आणते, याचा अर्थ IPv6 IPv4 च्या तुलनेत चांगला नेटवर्क अनुभव प्रदान करू शकते.

जरी IPv6 बराच काळ अस्तित्वात असला तरी, त्याची जागतिक तैनाती अजूनही तुलनेने मंद आहे. याचे मुख्य कारण म्हणजे IPv6 ला विद्यमान IPv4 नेटवर्कशी सुसंगत असणे आवश्यक आहे, ज्यासाठी संक्रमण आणि स्थलांतर आवश्यक आहे. तथापि, IPv4 पत्ते संपुष्टात येत असल्याने आणि IPv6 ची वाढती मागणी पाहता, अधिकाधिक इंटरनेट सेवा प्रदाते आणि संस्था हळूहळू IPv6 स्वीकारत आहेत आणि हळूहळू IPv6 आणि IPv4 च्या ड्युअल-स्टॅक ऑपरेशनची जाणीव करून देत आहेत.

सारांश

या प्रकरणात, आपण आयपी फ्रॅगमेंटेशन आणि रीअसेम्बलिंग कसे कार्य करते यावर सखोल विचार केला. वेगवेगळ्या डेटा लिंक्समध्ये वेगवेगळे मॅक्सिमम ट्रान्समिशन युनिट (MTU) असते. जेव्हा पॅकेटचा आकार MTU मर्यादेपेक्षा जास्त असतो, तेव्हा आयपी फ्रॅगमेंटेशन ट्रान्समिशनसाठी पॅकेटला अनेक लहान तुकड्यांमध्ये विभाजित करते आणि गंतव्यस्थानावर पोहोचल्यानंतर आयपी रीअसेम्बल यंत्रणेद्वारे त्यांना संपूर्ण पॅकेटमध्ये पुन्हा एकत्र करते. टीसीपी फ्रॅगमेंटेशनचा उद्देश आयपी लेयरला यापुढे खंडित न करणे आणि रीट्रान्समिशन झाल्यावर फक्त खंडित झालेला लहान डेटा पुन्हा प्रसारित करणे आहे, जेणेकरून ट्रान्समिशन कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता सुधारेल. तथापि, ट्रान्सपोर्ट लिंकमध्ये इतर नेटवर्क लेयर डिव्हाइसेस असू शकतात ज्यांचे MTU प्रेषकापेक्षा लहान असू शकते, म्हणून पॅकेट अजूनही या डिव्हाइसेसच्या आयपी लेयरवर पुन्हा खंडित होईल. आयपी लेयरवरील फ्रॅगमेंटेशन शक्य तितके टाळले पाहिजे, विशेषतः लिंकमधील इंटरमीडिएट डिव्हाइसेसवर.


पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-०७-२०२५