Ներածություն
Մենք բոլորս գիտենք IP-ի դասակարգման և չդասակարգման սկզբունքը և դրա կիրառումը ցանցային հաղորդակցության մեջ: IP-ի մասնատումը և վերամիավորումը փաթեթների փոխանցման գործընթացի հիմնական մեխանիզմն է: Երբ փաթեթի չափը գերազանցում է ցանցային կապի առավելագույն փոխանցման միավորի (MTU) սահմանը, IP-ի մասնատումը փաթեթը բաժանում է մի քանի փոքր բեկորների՝ փոխանցման համար: Այս բեկորները ցանցում փոխանցվում են անկախ, և նպատակակետին հասնելուն պես դրանք վերամիավորվում են ամբողջական փաթեթների՝ IP-ի վերամիավորման մեխանիզմի միջոցով: Մասնատման և վերամիավորման այս գործընթացը ապահովում է, որ մեծ չափի փաթեթները կարող են փոխանցվել ցանցում՝ միաժամանակ ապահովելով տվյալների ամբողջականությունն ու հուսալիությունը: Այս բաժնում մենք ավելի մանրամասն կանդրադառնանք, թե ինչպես են աշխատում IP-ի մասնատումը և վերամիավորումը:
IP մասնատում և վերամիավորում
Տարբեր տվյալների կապուղիներն ունեն տարբեր առավելագույն փոխանցման միավորներ (MTU). օրինակ՝ FDDI տվյալների կապուղու MTU-ն կազմում է 4352 բայթ, իսկ Ethernet MTU-ն՝ 1500 բայթ: MTU-ն նշանակում է առավելագույն փոխանցման միավոր և վերաբերում է ցանցով փոխանցվող առավելագույն փաթեթի չափին:
FDDI-ն (մանրաթելային բաշխված տվյալների միջերես) բարձր արագությամբ տեղական ցանցի (LAN) ստանդարտ է, որն օպտիկական մանրաթելն օգտագործում է որպես փոխանցման միջոց: Առավելագույն փոխանցման միավորը (MTU) տվյալների կապի շերտի արձանագրությամբ փոխանցվող առավելագույն փաթեթի չափն է: FDDI ցանցերում MTU-ի չափը 4352 բայթ է: Սա նշանակում է, որ FDDI ցանցում տվյալների կապի շերտի արձանագրությամբ փոխանցվող առավելագույն փաթեթի չափը 4352 բայթ է: Եթե փոխանցվող փաթեթը գերազանցում է այս չափը, այն պետք է մասնատվի՝ փաթեթը բաժանելու համար մի քանի բեկորների, որոնք հարմար են MTU չափի համար՝ փոխանցման և ընդունիչի մոտ վերամիավորման համար:
Ethernet-ի դեպքում MTU-ն սովորաբար 1500 բայթ չափի է։ Սա նշանակում է, որ Ethernet-ը կարող է փոխանցել մինչև 1500 բայթ չափի փաթեթներ։ Եթե փաթեթի չափը գերազանցում է MTU սահմանաչափը, ապա փաթեթը բաժանվում է ավելի փոքր բեկորների՝ փոխանցման համար, և վերամիավորվում է նպատակակետում։ Մասնատված IP դատագրամի վերամիավորումը կարող է իրականացվել միայն նպատակակետի հոսթի կողմից, և ռաութերը չի կատարի վերամիավորման գործողություն։
Մենք նաև ավելի վաղ խոսեցինք TCP հատվածների մասին, բայց MSS-ը նշանակում է Maximum Segment Size (Մաքսիմումի հատվածի չափ) և կարևոր դեր է խաղում TCP արձանագրությունում: MSS-ը վերաբերում է TCP կապով ուղարկվող առավելագույն տվյալների հատվածի չափին: MTU-ի նման, MSS-ը օգտագործվում է փաթեթների չափը սահմանափակելու համար, բայց դա անում է տրանսպորտային մակարդակում՝ TCP արձանագրության մակարդակում: TCP արձանագրությունը փոխանցում է կիրառական շերտի տվյալները՝ տվյալները բաժանելով մի քանի տվյալների հատվածների, և յուրաքանչյուր տվյալների հատվածի չափը սահմանափակվում է MSS-ով:
Յուրաքանչյուր տվյալների կապի MTU-ն տարբեր է, քանի որ տվյալների կապի յուրաքանչյուր տեսակ օգտագործվում է տարբեր նպատակներով: Կախված օգտագործման նպատակից՝ կարող են տեղակայվել տարբեր MTU-ներ:
Ենթադրենք, որ ուղարկողը ցանկանում է ուղարկել մեծ 4000 բայթանոց դատագրամ՝ Ethernet կապուղու միջոցով փոխանցման համար, ուստի տվյալների փոխանցման համար տվյալագրամը պետք է բաժանվի երեք փոքր տվյալագրամի։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ յուրաքանչյուր փոքր տվյալագրամի չափը չի կարող գերազանցել MTU սահմանաչափը, որը 1500 բայթ է։ Երեք փոքր տվյալագրամները ստանալուց հետո ստացողը դրանք վերամիավորում է սկզբնական 4000 բայթանոց մեծ տվյալագրամի մեջ՝ հիմնվելով յուրաքանչյուր տվյալագրամի հաջորդական համարի և օֆսեթի վրա։
Ֆրագմենտացված փոխանցման դեպքում ֆրագմենտի կորուստը կանվավերացնի ամբողջ IP տվյալների շտեմարանը։ Դրանից խուսափելու համար TCP-ն ներմուծեց MSS-ը, որտեղ ֆրագմենտացիան կատարվում է TCP շերտում, այլ ոչ թե IP շերտի կողմից։ Այս մոտեցման առավելությունն այն է, որ TCP-ն ավելի ճշգրիտ վերահսկողություն ունի յուրաքանչյուր հատվածի չափի նկատմամբ, ինչը խուսափում է IP շերտում ֆրագմենտացիայի հետ կապված խնդիրներից։
UDP-ի դեպքում մենք փորձում ենք չուղարկել MTU-ից մեծ տվյալների փաթեթ։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ UDP-ն անկապ կողմնորոշված տրանսպորտային արձանագրություն է, որը չի ապահովում հուսալիություն և վերափոխման մեխանիզմներ, ինչպես TCP-ն։ Եթե մենք ուղարկենք MTU-ից մեծ UDP տվյալների փաթեթ, այն կմասնատվի IP շերտի կողմից փոխանցման համար։ Երբ բեկորներից մեկը կորչի, UDP արձանագրությունը չի կարող վերափոխել, ինչը կհանգեցնի տվյալների կորստի։ Հետևաբար, տվյալների հուսալի փոխանցումն ապահովելու համար մենք պետք է փորձենք վերահսկել UDP տվյալների փաթեթների չափը MTU-ի ներսում և խուսափել մասնատված փոխանցումից։
Mylinking ™ ցանցային փաթեթային միջնորդԿարող է ավտոմատ կերպով նույնականացնել թունելային արձանագրությունների տարբեր տեսակներ՝ VxLAN/NVGRE/IPoverIP/MPLS/GRE և այլն, որոնք կարող են որոշվել օգտատիրոջ պրոֆիլի համաձայն՝ թունելային հոսքի ելքի ներքին կամ արտաքին բնութագրերի համաձայն։
○ Այն կարող է ճանաչել VLAN, QinQ և MPLS պիտակների փաթեթները
○ Կարող է նույնականացնել ներքին և արտաքին VLAN-ը
○ IPv4/IPv6 փաթեթները կարող են նույնականացվել
○ Կարող է նույնականացնել VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, MPLS թունելային փաթեթները
○ IP ֆրագմենտացված փաթեթները կարող են նույնականացվել (աջակցվում է IP ֆրագմենտացիայի նույնականացմանը և IP ֆրագմենտացիայի վերամիավորմանը՝ բոլոր IP ֆրագմենտացված փաթեթների վրա L4 ֆունկցիաների ֆիլտրացման իրականացման համար: Կիրառել երթևեկության ելքային քաղաքականություն):
Ինչո՞ւ է IP-ն մասնատված, իսկ TCP-ն՝ մասնատված։
Քանի որ ցանցային փոխանցման ժամանակ IP շերտը ավտոմատ կերպով կմասնատի տվյալների փաթեթը, նույնիսկ եթե TCP շերտը չմասնատի տվյալները, տվյալների փաթեթը ավտոմատ կերպով կմասնատվի IP շերտի կողմից և կփոխանցվի նորմալ։ Այսպիսով, ինչո՞ւ է TCP-ին անհրաժեշտ մասնատումը։ Մի՞թե դա չափազանցություն չէ։
Ենթադրենք, որ կա մի մեծ փաթեթ, որը TCP շերտում չի հատվածավորվել և կորել է փոխանցման ընթացքում։ TCP-ն կվերաուղարկի այն, բայց միայն ամբողջ մեծ փաթեթով (չնայած IP շերտը տվյալները բաժանում է ավելի փոքր փաթեթների, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի MTU երկարություն)։ Սա պայմանավորված է նրանով, որ IP շերտը չի հոգում տվյալների հուսալի փոխանցման մասին։
Այլ կերպ ասած, մեքենայի ցանցային փոխադրման կապի վրա, եթե փոխադրման շերտը մասնատում է տվյալները, IP շերտը չի մասնատում դրանք։ Եթե մասնատումը չի իրականացվում փոխադրման շերտում, մասնատումը հնարավոր է IP շերտում։
Պարզ ասած, TCP-ն տվյալները բաժանում է այնպես, որ IP շերտը այլևս չմասնատվի, և երբ տեղի են ունենում վերահաղորդումներ, վերահաղորդվում են մասնատված տվյալների միայն փոքր մասերը։ Այս կերպ կարելի է բարելավել փոխանցման արդյունավետությունը և հուսալիությունը։
Եթե TCP-ն մասնատված է, ապա IP շերտը մասնատված չէ՞։
Վերոնշյալ քննարկման մեջ մենք նշեցինք, որ ուղարկողի մոտ TCP-ի մասնատումից հետո IP շերտում մասնատում տեղի չի ունենում։ Այնուամենայնիվ, տրանսպորտային կապի ընթացքում կարող են լինել այլ ցանցային շերտի սարքեր, որոնց առավելագույն փոխանցման միավորը (MTU) կարող է փոքր լինել ուղարկողի մոտ MTU-ից։ Հետևաբար, նույնիսկ եթե փաթեթը մասնատվել է ուղարկողի մոտ, այն կրկին մասնատվում է, երբ անցնում է այդ սարքերի IP շերտով։ Ի վերջո, բոլոր շարդերը կհավաքվեն ընդունիչի մոտ։
Եթե մենք կարողանանք որոշել ամբողջ կապի նվազագույն MTU-ն և ուղարկել տվյալներ այդ երկարությամբ, ապա մասնատում տեղի չի ունենա՝ անկախ նրանից, թե որ հանգույցին են տվյալները փոխանցվում: Այս նվազագույն MTU-ն ամբողջ կապի վրա կոչվում է MTU ուղի (PMTU): Երբ IP փաթեթը հասնում է ռաութեր, եթե ռաութերի MTU-ն փոքր է փաթեթի երկարությունից և DF (չմասնատել) դրոշը սահմանված է 1-ի, ռաութերը չի կարողանա մասնատել փաթեթը և կարող է միայն անջատել այն: Այս դեպքում ռաութերը ստեղծում է ICMP (Ինտերնետային կառավարման հաղորդագրությունների արձանագրություն) սխալի հաղորդագրություն՝ «Մտատատում անհրաժեշտ է, բայց DF սահմանված է»: Այս ICMP սխալի հաղորդագրությունը կուղարկվի աղբյուրի հասցեին՝ ռաութերի MTU արժեքով: Երբ ուղարկողը ստանում է ICMP սխալի հաղորդագրությունը, այն կարող է կարգավորել փաթեթի չափը՝ հիմնվելով MTU արժեքի վրա՝ կրկին արգելված մասնատման իրավիճակից խուսափելու համար:
IP-ի մասնատումը անհրաժեշտություն է և պետք է խուսափել IP մակարդակում, հատկապես կապի միջանկյալ սարքերի վրա։ Հետևաբար, IPv6-ում IP փաթեթների մասնատումը միջանկյալ սարքերի կողմից արգելված է, և մասնատումը կարող է իրականացվել միայն կապի սկզբում և վերջում։
IPv6-ի հիմնական ըմբռնումը
IPv6-ը Ինտերնետային արձանագրության 6-րդ տարբերակն է, որը IPv4-ի իրավահաջորդն է: IPv6-ը օգտագործում է 128-բիթանոց հասցեի երկարություն, որը կարող է ապահովել ավելի շատ IP հասցեներ, քան IPv4-ի 32-բիթանոց հասցեի երկարությունը: Դա պայմանավորված է նրանով, որ IPv4 հասցեների տարածքը աստիճանաբար սպառվում է, մինչդեռ IPv6 հասցեների տարածքը շատ մեծ է և կարող է բավարարել ապագա ինտերնետի կարիքները:
Երբ խոսքը IPv6-ի մասին է, ավելի շատ հասցեների տարածքից բացի, այն նաև ավելի լավ անվտանգություն և մասշտաբայնություն է ապահովում, ինչը նշանակում է, որ IPv6-ը կարող է ապահովել ավելի լավ ցանցային փորձառություն՝ համեմատած IPv4-ի հետ։
Չնայած IPv6-ը գոյություն ունի երկար ժամանակ, դրա համաշխարհային տարածումը դեռևս համեմատաբար դանդաղ է։ Դա հիմնականում պայմանավորված է նրանով, որ IPv6-ը պետք է համատեղելի լինի առկա IPv4 ցանցի հետ, ինչը պահանջում է անցում և միգրացիա։ Սակայն, IPv4 հասցեների սպառման և IPv6-ի նկատմամբ պահանջարկի աճի հետ մեկտեղ, ավելի ու ավելի շատ ինտերնետային ծառայություններ մատուցողներ և կազմակերպություններ աստիճանաբար ընդունում են IPv6-ը և աստիճանաբար իրականացնում IPv6-ի և IPv4-ի երկակի շերտային աշխատանքը։
Ամփոփում
Այս գլխում մենք ավելի մանրամասն քննարկեցինք, թե ինչպես են գործում IP մասնատումը և վերամիավորումը: Տարբեր տվյալների կապուղիներն ունեն տարբեր առավելագույն փոխանցման միավորներ (MTU): Երբ փաթեթի չափը գերազանցում է MTU սահմանը, IP մասնատումը փաթեթը բաժանում է մի քանի փոքր բեկորների՝ փոխանցման համար, և վերամիավորում է դրանք ամբողջական փաթեթի մեջ՝ IP վերամիավորման մեխանիզմով, նպատակակետին հասնելուց հետո: TCP մասնատման նպատակն է IP շերտը այլևս չմասնատել և վերահղել միայն այն փոքր տվյալները, որոնք մասնատվել են վերահղման ժամանակ՝ փոխանցման արդյունավետությունն ու հուսալիությունը բարելավելու համար: Այնուամենայնիվ, տրանսպորտային կապուղու վրա կարող են լինել այլ ցանցային շերտի սարքեր, որոնց MTU-ն կարող է փոքր լինել ուղարկողի MTU-ից, ուստի փաթեթը կրկին մասնատվելու է այդ սարքերի IP շերտում: IP շերտում մասնատումից պետք է հնարավորինս խուսափել, հատկապես կապի միջանկյալ սարքերի վրա:
Հրապարակման ժամանակը. Օգոստոս-07-2025
