IP Fragmentation, IP Segmentation   IP 단편화, IP 조각화, IPv4 단편화, IPv6 단편화

(2018-05-28)

Fragment Identifier, Fragmentation Flag, Fragmentation Offset

1. IP 조각화

  ㅇ 큰 IP 패킷들이 적은 MTU(Maximum Transmission Unit)를 갖는 링크를 통하여 전송되려면
     - 여러개의 작은 패킷으로 쪼개어/조각화 되어 전송되어야 함
        . 즉, 거치는 각 라우터 마다 전송에 적합한 데이터링크계층 프레임으로 변환이 필요함

  ㅇ 재조립(Reassembly)
     - 일단 단편화되면, 최종 목적지에 도달할 때까지 재조립되지 않는 것이 일반적임

  ㅇ 한편, 
     - IPv4에서는 발신지 뿐만 아니라 중간 라우터에서도 IP 단편화가 가능
     - IPv6에서는 IP 단편화가 발신지에서 만 가능
     - 재조립은 항상 최종 수신지에서 만 가능함


2. IPv4 헤더단편화 제어 필드

  Fragment Identifier  (16 bits) -- ①
     - 각 조각이 동일한 데이터그램에 속하면 같은 일련번호를 공유함

  ㅇ Fragmentation Flag  (3 bits) : 분열의 특성을 나타내는 플래그 -- ②
     - 첫번 째 bit : 미사용 (항상 0)
     - 두번 째 bit : D F bit (Don't Fragment)
        . 분열(조각) 0
           .. 0 으로 셋팅되면 라우터에서도 분열(조각,단편)이 가능함을 뜻함
        . 미분열 1
           .. 1 로 셋팅되면 목적지 컴퓨터가 조각들을 다시 모을 능력이 없기 때문에
              중간에 라우터로 하여금 데이터그램단편화하지 말라는 뜻
     - 세번 째 bit : M F bit (More Fragment)
        . 현재의 조각이 마지막이면 0
        . 더 많은 조각이 뒤에 계속 있으면 1

  ㅇ Fragmentation Offset (13 bits) -- ③
     - 8 바이트 단위(2 워드)로 최초 분열 조각으로부터 어떤 곳에 붙여야하는 위치를 나타냄
        . 각 조각들이 순서 바뀌어 도착할 수도 있기 때문에 이 필드가 중요

  ※ 위 3개의 필드 (Fragment Identifier,Fragmentation Flag,Fragmentation Offset)
     (①,②,③)는 IP 단편화(조각화,분열)과 재조립과 관련된 필드임.

     - 각 조각들은 최종 목적지 시스템에 전달되기 전에는 재조립되지 않고, 최종 목적
       지에 전달되면 목적지 시스템IP 소프트웨어가 원래의 데이터그램으로 재조립됨


3. IPv6 단편화IPv6에서는, 라우팅 처리 효율을 높이기 위해, 가급적 IP 단편화를 필요없게 함

  ㅇ IPv6 헤더단편화 제어를 확장 헤더를 통하게 함
     - IPv4와 달리, 기본 헤더 상에 단편화 제어 관련 필드를 두지 않고, 
       단편화 확장 헤더를 통해 단편화함

  ㅇ 기본 MTU 크기 증가
     - IPv4 최소 MTU 576 바이트IPv6 최소 또는 기본 MTU 1280 바이트

  ㅇ 출발지에서 만 단편화 시행
     - IPv4와 달리, 경로 중간 라우터에서 단편화 시행 안함
        . 따라서, 발신지는 최소 MTU 1280 바이트로 발신해 보고, 
                  경로 MTU를 찾고, 이에따라 단편화를 함

  ㅇ 경로 MTU 발견을 IPv6에 적합하게 수정함


[IPv4 단편화] 1. IP 단편화 2. MTU 3. path MTU 4. 목적지 도달불가
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