giriiş
IP'nin sınıflandırma ve sınıflandırmama ilkesini ve ağ iletişimindeki uygulamalarını hepimiz biliyoruz. IP parçalanması ve yeniden birleştirilmesi, paket iletim sürecinde önemli bir mekanizmadır. Bir paketin boyutu, bir ağ bağlantısının maksimum iletim birimi (MTU) sınırını aştığında, IP parçalanması, paketi iletim için birden fazla küçük parçaya böler. Bu parçalar ağda bağımsız olarak iletilir ve hedefe ulaştıklarında, IP yeniden birleştirme mekanizması tarafından eksiksiz paketler halinde yeniden birleştirilir. Bu parçalanma ve yeniden birleştirme süreci, büyük boyutlu paketlerin ağda iletilebilmesini ve verilerin bütünlüğünü ve güvenilirliğini korumasını sağlar. Bu bölümde, IP parçalanması ve yeniden birleştirmenin nasıl çalıştığına daha derinlemesine bakacağız.
IP Parçalanması ve Yeniden Birleştirilmesi
Farklı veri bağlantıları farklı maksimum iletim birimlerine (MTU) sahiptir; örneğin, FDDI veri bağlantısının MTU'su 4352 bayt, Ethernet MTU'su ise 1500 bayttır. MTU, Maksimum İletim Birimi anlamına gelir ve ağ üzerinden iletilebilecek maksimum paket boyutunu ifade eder.
FDDI (Fiber Dağıtılmış Veri Arayüzü), iletim ortamı olarak optik fiber kullanan yüksek hızlı bir yerel alan ağı (LAN) standardıdır. Maksimum İletim Birimi (MTU), bir veri bağlantı katmanı protokolü tarafından iletilebilecek maksimum paket boyutudur. FDDI ağlarında MTU boyutu 4352 bayttır. Bu, FDDI ağında veri bağlantı katmanı protokolü tarafından iletilebilecek maksimum paket boyutunun 4352 bayt olduğu anlamına gelir. İletilecek paket bu boyutu aşarsa, iletim ve alıcıda yeniden birleştirme için paketin MTU boyutuna uygun birden fazla parçaya bölünmesi gerekir.
Ethernet için MTU genellikle 1500 bayt boyutundadır. Bu, Ethernet'in 1500 bayta kadar büyüklükteki paketleri iletebileceği anlamına gelir. Paket boyutu MTU sınırını aşarsa, paket iletim için daha küçük parçalara bölünür ve hedefte yeniden birleştirilir. Parçalanmış IP veri paketinin yeniden birleştirilmesi yalnızca hedef ana bilgisayar tarafından gerçekleştirilebilir ve yönlendirici yeniden birleştirme işlemini gerçekleştirmez.
TCP segmentlerinden daha önce de bahsetmiştik, ancak MSS, Maksimum Segment Boyutu anlamına gelir ve TCP protokolünde önemli bir rol oynar. MSS, bir TCP bağlantısında gönderilmesine izin verilen maksimum veri segmentinin boyutunu ifade eder. MTU'ya benzer şekilde, MSS de paketlerin boyutunu sınırlamak için kullanılır, ancak bunu taşıma katmanı olan TCP protokol katmanında yapar. TCP protokolü, uygulama katmanının verilerini birden fazla veri segmentine bölerek iletir ve her veri segmentinin boyutu MSS tarafından sınırlandırılır.
Her veri bağlantısının MTU'su farklıdır çünkü her farklı veri bağlantısı türü farklı amaçlar için kullanılır. Kullanım amacına bağlı olarak farklı MTU'lar barındırılabilir.
Göndericinin Ethernet bağlantısı üzerinden iletim için 4000 baytlık büyük bir veri paketi göndermek istediğini ve bu nedenle veri paketinin iletim için üç küçük veri paketine bölünmesi gerektiğini varsayalım. Bunun nedeni, her küçük veri paketinin boyutunun 1500 bayt olan MTU sınırını aşamamasıdır. Alıcı, üç küçük veri paketini aldıktan sonra, her bir veri paketinin sıra numarasına ve ofset değerine göre bunları orijinal 4000 baytlık büyük veri paketine yeniden birleştirir.
Parçalanmış iletimde, bir parçanın kaybı tüm IP veri paketini geçersiz kılar. TCP, bunu önlemek için parçalamanın IP katmanı yerine TCP katmanında yapıldığı MSS'yi kullanıma sunmuştur. Bu yaklaşımın avantajı, TCP'nin her bir segmentin boyutu üzerinde daha hassas bir kontrole sahip olması ve bu sayede IP katmanındaki parçalanmayla ilişkili sorunların ortadan kalkmasıdır.
UDP için, MTU'dan daha büyük veri paketleri göndermemeye çalışırız. Bunun nedeni, UDP'nin TCP gibi güvenilirlik ve yeniden iletim mekanizmaları sağlamayan, bağlantısız bir taşıma protokolü olmasıdır. MTU'dan daha büyük bir UDP veri paketi gönderirsek, iletim için IP katmanı tarafından parçalanacaktır. Parçalardan biri kaybolduğunda, UDP protokolü yeniden iletim yapamaz ve bu da veri kaybına neden olur. Bu nedenle, güvenilir veri iletimini sağlamak için, MTU içindeki UDP veri paketlerinin boyutunu kontrol etmeli ve parçalanmış iletimden kaçınmalıyız.
Mylinking ™ Ağ Paket BrokeriÇeşitli tünel protokollerini (VxLAN/NVGRE/IPoverIP/MPLS/GRE vb.) otomatik olarak tanımlayabilir, tünel akış çıkışının iç veya dış özelliklerine göre kullanıcı profiline göre belirlenebilir.
○ VLAN, QinQ ve MPLS etiket paketlerini tanıyabilir
○ İç ve dış VLAN'ı tanımlayabilir
○ IPv4/IPv6 paketleri tanımlanabilir
○ VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, MPLS tünel paketlerini tanımlayabilir
○ IP Parçalanmış Paketler Tanımlanabilir (Desteklenen IP parçalanma tanımlaması ve tüm IP parçalanma paketlerinde L4 özellik filtrelemesini uygulamak için IP parçalanmasının yeniden birleştirilmesini destekler. Trafik çıkış politikasını uygular.)
IP neden parçalanmış ve TCP neden parçalanmıştır?
Ağ iletiminde IP katmanı veri paketini otomatik olarak parçalayacağından, TCP katmanı verileri segmentlere ayırmasa bile, veri paketi IP katmanı tarafından otomatik olarak parçalanacak ve normal şekilde iletilecektir. Peki TCP neden parçalamaya ihtiyaç duyuyor? Bu aşırıya kaçmak değil mi?
TCP katmanında segmentlere ayrılmamış ve aktarım sırasında kaybolan büyük bir paket olduğunu varsayalım; TCP paketi yeniden iletecektir, ancak yalnızca büyük paketin tamamında (IP katmanı verileri, her biri MTU uzunluğunda olan daha küçük paketlere bölse de). Bunun nedeni, IP katmanının verilerin güvenilir bir şekilde iletilmesiyle ilgilenmemesidir.
Başka bir deyişle, bir makinenin ağ bağlantısına taşınması sırasında, taşıma katmanı verileri parçalara ayırırsa, IP katmanı parçalamaz. Taşıma katmanında parçalama yapılmazsa, IP katmanında parçalanma mümkündür.
Basitçe ifade etmek gerekirse, TCP, IP katmanının artık parçalanmaması için verileri parçalara ayırır ve yeniden iletimler gerçekleştiğinde, parçalanmış verilerin yalnızca küçük bir kısmı yeniden iletilir. Bu şekilde iletim verimliliği ve güvenilirliği artırılabilir.
TCP parçalanmışsa, IP katmanı parçalanmamış mıdır?
Yukarıdaki tartışmada, göndericideki TCP parçalanmasının ardından IP katmanında parçalanma olmadığından bahsetmiştik. Ancak, taşıma bağlantısı boyunca, göndericideki MTU'dan daha küçük bir maksimum iletim birimine (MTU) sahip başka ağ katmanı cihazları bulunabilir. Bu nedenle, paket gönderici tarafında parçalanmış olsa bile, bu cihazların IP katmanından geçerken tekrar parçalanır. Sonunda, tüm parçalar alıcıda bir araya gelecektir.
Tüm bağlantı boyunca minimum MTU değerini belirleyip verileri bu uzunlukta gönderebilirsek, veri hangi düğüme iletilirse iletilsin parçalanma meydana gelmez. Tüm bağlantı boyunca bu minimum MTU değerine yol MTU'su (PMTU) denir. Bir IP paketi bir yönlendiriciye ulaştığında, yönlendiricinin MTU değeri paket uzunluğundan küçükse ve DF (Parçalama) bayrağı 1 olarak ayarlanmışsa, yönlendirici paketi parçalayamaz ve yalnızca düşürebilir. Bu durumda, yönlendirici "Parçalama Gerekli Ancak DF Ayarlandı" adlı bir ICMP (İnternet Kontrol İleti Protokolü) hata mesajı oluşturur. Bu ICMP hata mesajı, yönlendiricinin MTU değeriyle kaynak adrese geri gönderilir. Gönderici ICMP hata mesajını aldığında, yasak parçalanma durumunu tekrar önlemek için paket boyutunu MTU değerine göre ayarlayabilir.
IP parçalanması, özellikle bağlantıdaki ara cihazlarda IP katmanında bir zorunluluktur ve önlenmelidir. Bu nedenle, IPv6'da IP paketlerinin ara cihazlar tarafından parçalanması yasaklanmış ve parçalanma yalnızca bağlantının başında ve sonunda gerçekleştirilebilmektedir.
IPv6'nın Temel Anlayışı
IPv6, IPv4'ün halefi olan İnternet Protokolü'nün 6. sürümüdür. IPv6, IPv4'ün 32 bitlik adres uzunluğundan daha fazla IP adresi sağlayabilen 128 bitlik adres uzunluğunu kullanır. Bunun nedeni, IPv4 adres alanının giderek tükenmesi, IPv6 adres alanının ise çok geniş olması ve gelecekteki İnternet ihtiyaçlarını karşılayabilmesidir.
IPv6'dan bahsederken, daha fazla adres alanının yanı sıra daha iyi güvenlik ve ölçeklenebilirlik de getirdiğini görüyoruz; bu da IPv6'nın IPv4'e kıyasla daha iyi bir ağ deneyimi sağlayabileceği anlamına geliyor.
IPv6 uzun süredir piyasada olmasına rağmen, küresel dağıtımı hala nispeten yavaştır. Bunun başlıca nedeni, IPv6'nın mevcut IPv4 ağıyla uyumlu olması ve bunun da geçiş ve geçiş gerektirmesidir. Ancak, IPv4 adreslerinin tükenmesi ve IPv6'ya olan talebin artmasıyla birlikte, giderek daha fazla internet servis sağlayıcısı ve kuruluş IPv6'yı benimsiyor ve IPv6 ile IPv4'ün çift yığınlı çalışmasını kademeli olarak hayata geçiriyor.
Özet
Bu bölümde, IP parçalanması ve yeniden birleştirmenin nasıl çalıştığına daha derinlemesine baktık. Farklı veri bağlantılarının farklı Maksimum İletim Birimi (MTU) değerleri vardır. Bir paketin boyutu MTU sınırını aştığında, IP parçalanması paketi iletim için birden fazla küçük parçaya böler ve hedefe ulaştıktan sonra IP yeniden birleştirme mekanizmasıyla bunları tam bir pakete yeniden birleştirir. TCP parçalanmasının amacı, IP katmanının artık parçalanmamasını sağlamak ve yeniden iletim gerçekleştiğinde yalnızca parçalanmış küçük verileri yeniden ileterek iletim verimliliğini ve güvenilirliğini artırmaktır. Ancak, taşıma bağlantısı boyunca MTU değeri göndericininkinden daha küçük olabilecek başka ağ katmanı cihazları olabilir, bu nedenle paket yine de bu cihazların IP katmanında tekrar parçalanacaktır. IP katmanındaki parçalanma, özellikle bağlantıdaki ara cihazlarda mümkün olduğunca önlenmelidir.
Gönderi zamanı: 07-Ağu-2025
