giriiş
Hepimiz IP'nin sınıflandırma ve sınıflandırmama prensiplerini ve bunların ağ iletişimindeki uygulamalarını biliyoruz. IP parçalama ve yeniden birleştirme, paket iletim sürecinde önemli bir mekanizmadır. Bir paketin boyutu, bir ağ bağlantısının maksimum iletim birimi (MTU) sınırını aştığında, IP parçalama paketi iletim için birden fazla daha küçük parçaya böler. Bu parçalar ağda bağımsız olarak iletilir ve hedefe ulaştıklarında, IP yeniden birleştirme mekanizması tarafından tam paketler halinde yeniden birleştirilirler. Bu parçalama ve yeniden birleştirme süreci, büyük boyutlu paketlerin ağda iletilebilmesini sağlarken, verilerin bütünlüğünü ve güvenilirliğini de garanti eder. Bu bölümde, IP parçalama ve yeniden birleştirmenin nasıl çalıştığına daha yakından bakacağız.
IP Parçalanması ve Yeniden Birleştirilmesi
Farklı veri bağlantılarının farklı maksimum iletim birimleri (MTU) vardır; örneğin, FDDI veri bağlantısının MTU'su 4352 bayt, Ethernet'in 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 için MTU boyutuna uygun birden fazla parçaya bölünmesi ve alıcıda yeniden birleştirilmesi gerekir.
Ethernet için MTU genellikle 1500 bayt boyutundadır. Bu, Ethernet'in 1500 bayta kadar büyüklükte paketler 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 yapmaz.
Daha önce TCP segmentlerinden 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 katmanında, yani TCP protokol katmanında yapar. TCP protokolü, uygulama katmanının verilerini birden fazla veri segmentine bölerek iletir ve her veri segmentinin boyutu MSS ile sınırlıdır.
Her veri bağlantısının MTU değeri farklıdır çünkü her farklı veri bağlantısı türü farklı amaçlar için kullanılır. Kullanım amacına bağlı olarak farklı MTU'lar barındırılabilir.
Göndericinin Ethernet bağlantısı üzerinden iletilmek üzere 4000 baytlık büyük bir veri paketi göndermek istediğini varsayalım; bu nedenle veri paketinin iletim için üç küçük veri paketine bölünmesi gerekir. Bunun nedeni, her bir küçük veri paketinin boyutunun 1500 bayt olan MTU sınırını aşamamasıdır. Alıcı, üç küçük veri paketini aldıktan sonra, her bir veri paketinin sıra numarasına ve ofsetine dayanarak bunları orijinal 4000 baytlık büyük veri paketine yeniden birleştirir.
Parçalı iletimde, bir parçanın kaybı tüm IP veri paketini geçersiz kılar. Bunu önlemek için TCP, parçalama işleminin IP katmanı yerine TCP katmanında yapıldığı MSS'yi (Message Segment Suppression) tanıttı. Bu yaklaşımın avantajı, TCP'nin her bir segmentin boyutu üzerinde daha hassas kontrole sahip olması ve böylece IP katmanındaki parçalama ile ilgili sorunları önlemesidir.
UDP için, MTU'dan daha büyük bir veri paketi göndermemeye çalışırız. Bunun nedeni, UDP'nin TCP gibi güvenilirlik ve yeniden iletim mekanizmaları sağlamayan, bağlantısız odaklı bir taşıma protokolü olmasıdır. MTU'dan daha büyük bir UDP veri paketi gönderirsek, IP katmanı tarafından iletim için parçalara ayrılır. Parçalardan biri kaybolduğunda, UDP protokolü yeniden iletim yapamaz ve bu da veri kaybına neden olur. Bu nedenle, güvenilir veri iletimini sağlamak için, UDP veri paketlerinin boyutunu MTU içinde kontrol etmeye ve parçalı iletimden kaçınmaya çalışmalıyız.
Mylinking™ Ağ Paket AracısıÇeşitli tünel protokollerini (VxLAN/NVGRE/IPoverIP/MPLS/GRE vb.) otomatik olarak tanımlayabilir ve tünel akışının iç veya dış özelliklerine göre kullanıcı profiline uygun olanı belirleyebilir.
○ VLAN, QinQ ve MPLS etiketli paketleri tanıyabilir.
○ İç ve dış VLAN'ı tanımlayabilir.
○ IPv4/IPv6 paketleri tanımlanabilir
○ VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, MPLS tünel paketlerini tanımlayabilir.
○ Parçalanmış IP Paketleri Tanımlanabilir (IP parçalanmasının tanımlanması desteklenir ve tüm IP parçalanmış paketlerinde L4 özellik filtrelemesi uygulamak için IP parçalanmasının yeniden birleştirilmesi desteklenir. Trafik çıkış politikası uygulanır.)
IP ve TCP neden parçalanıyor?
Ağ iletiminde, TCP katmanı veriyi bölmese bile IP katmanı veri paketini otomatik olarak parçalara ayırır; veri paketi IP katmanı tarafından otomatik olarak parçalara ayrılır ve normal şekilde iletilir. Peki TCP'nin neden parçalara ayırmaya ihtiyacı var? Bu gereksiz değil mi?
TCP katmanında bölümlere ayrılmamış ve iletim sırasında kaybolmuş büyük bir paket olduğunu varsayalım; TCP bunu yeniden iletecektir, ancak yalnızca büyük paketin tamamı halinde (IP katmanı verileri her birinin MTU uzunluğuna sahip daha küçük paketlere bölse de). Bunun nedeni, IP katmanının verilerin güvenilir iletimiyle ilgilenmemesidir.
Başka bir deyişle, bir makinenin ağ bağlantısına giden iletim katmanında veri parçalara ayrılıyorsa, IP katmanı parçalara ayırmaz. İletim katmanında parçalara ayırma işlemi yapılmıyorsa, IP katmanında parçalara ayırma mümkündür.
Basitçe anlatmak gerekirse, TCP verileri bölümlere ayırır, böylece IP katmanı artık parçalanmış olmaz ve yeniden iletimler gerçekleştiğinde, yalnızca parçalanmış verilerin küçük kısımları yeniden iletilir. Bu şekilde, iletim verimliliği ve güvenilirliği artırılabilir.
TCP katmanı parçalanmışsa, IP katmanı parçalanmamış mıdır?
Yukarıdaki tartışmada, göndericide TCP parçalanmasından sonra IP katmanında parçalanma olmadığını belirtmiştik. Bununla birlikte, taşıma bağlantısı boyunca, göndericideki MTU'dan daha küçük bir maksimum iletim birimine (MTU) sahip olabilecek başka ağ katmanı aygıtları olabilir. Bu nedenle, paket göndericide parçalanmış olsa bile, bu aygıtların IP katmanından geçerken tekrar parçalanır. Sonuç olarak, tüm parçalar alıcıda bir araya getirilir.
Eğer tüm bağlantı boyunca minimum MTU'yu belirleyip veriyi bu uzunlukta gönderebilirsek, verinin hangi düğüme iletildiğine bakılmaksızın parçalanma meydana gelmez. Tüm bağlantı boyunca bu minimum MTU'ya yol MTU'su (PMTU) denir. Bir IP paketi bir yönlendiriciye ulaştığında, yönlendiricinin MTU'su paket uzunluğundan küçükse ve DF (Parçalanmayı Engelle) bayrağı 1 olarak ayarlanmışsa, yönlendirici paketi parçalayamaz ve yalnızca düşürebilir. Bu durumda, yönlendirici "Parçalanma Gerekli Ama DF Ayarlı" adlı bir ICMP (İnternet Kontrol Mesaj Protokolü) hata mesajı oluşturur. Bu ICMP hata mesajı, yönlendiricinin MTU değeriyle birlikte kaynak adrese geri gönderilir. Gönderici ICMP hata mesajını aldığında, yasaklanmış parçalanma durumunu tekrar önlemek için paket boyutunu MTU değerine göre ayarlayabilir.
IP parçalanması bir zorunluluktur ve özellikle bağlantıdaki ara cihazlarda IP katmanında kaçınılmalıdır. Bu nedenle, IPv6'da ara cihazlar tarafından IP paketlerinin parçalanması yasaklanmıştır ve parçalanma yalnızca bağlantının başında ve sonunda gerçekleştirilebilir.
IPv6'nın Temel Anlayışı
IPv6, İnternet Protokolünün 6. sürümüdür ve IPv4'ün halefidir. IPv6, 128 bitlik adres uzunluğu kullanır ve bu da IPv4'ün 32 bitlik adres uzunluğuna kıyasla daha fazla IP adresi sağlayabilir. 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 sağladığını, yani IPv4'e kıyasla daha iyi bir ağ deneyimi sunabileceğini belirtmek gerekir.
IPv6 uzun zamandır var olmasına rağmen, küresel yayılımı hala nispeten yavaş ilerliyor. Bunun temel nedeni, IPv6'nın mevcut IPv4 ağıyla uyumlu olması ve bu da geçiş ve taşıma gerektirmesidir. Bununla birlikte, IPv4 adreslerinin tükenmesi ve IPv6'ya olan talebin artmasıyla birlikte, giderek daha fazla internet servis sağlayıcısı ve kuruluş IPv6'yı benimsemekte ve IPv6 ile IPv4'ün çift yığınlı çalışmasını kademeli olarak gerçekleştirmektedir.
Özet
Bu bölümde, IP parçalama ve yeniden birleştirme işlemlerinin nasıl çalıştığına daha yakından baktık. Farklı veri bağlantılarının farklı Maksimum İletim Birimi (MTU) değerleri vardır. Bir paketin boyutu MTU sınırını aştığında, IP parçalama paketi iletim için birden fazla küçük parçaya böler ve hedefe ulaştıktan sonra IP yeniden birleştirme mekanizmasıyla bunları eksiksiz bir paket halinde yeniden birleştirir. TCP parçalamanın amacı, IP katmanının artık parçalama yapmamasını ve yeniden iletim gerçekleştiğinde yalnızca parçalanmış küçük verilerin yeniden iletilmesini sağlamaktır; böylece iletim verimliliği ve güvenilirliği artırılır. Bununla birlikte, taşıma bağlantısı boyunca MTU'su göndericiden daha küçük olabilecek başka ağ katmanı cihazları olabilir, bu nedenle paket bu cihazların IP katmanında tekrar parçalanacaktır. Özellikle bağlantıdaki ara cihazlarda IP katmanında parçalamadan mümkün olduğunca kaçınılmalıdır.
Yayın tarihi: 07 Ağustos 2025
