М. М. Мусаев компьютер тизимлари ва тармоқлари

6.7. IP-пакетларни қисмларга ажратиш

IP протоколнинг муҳим аҳамияти бошқа протоколлардан фарқ қилишида (масалан, IPX тармоқ протоколидан), яъни кадрларнинг маълумот майдони ўлчамининг турли хил максимал мумкин бўлган қиймати билан тармоқлар аро узатишда динамик бўлаклаш имконияти мавжуд.

IP протоколнинг бўлаклаш имконияти кўп жиҳатдан TCP/IP технологиясини масштабланувчанлик қобилиятини келтириб чиқаради.
Жўнатувчи-боғламада хабарларни бўлаклаш ва тармоқнинг транзит боғламалари – маршрутизаторларда хабарларни динамик бўлаклаш ўртасида фарқ мавжуд. Деярли барча протоколлар стекида амалий поғонада хабарларни канал поғонадаги кадрларда жойлашувчи қисмларга бўлиш (фрагментлаш) учун протоколлар мавжуд. Бунинг учун улар қуйи поғонадаги технология турини таҳлил қилади ва унинг MTU (Maximum Transmission Unit – максимал узатиш бирлиги) қийматини аниқлайди.
TCP/IP стекида бу муаммони TCP протокол ҳал қилади, яъни амалий поғонадан узатилаётган байтлар оқимни керакли ўлчамдаги сегментларга (масалан, агар ушбу тармоқнинг қуйи поғонасида Ethernet протоколи ишласа, 1460 байтга) бўлади. Шунинг учун жўнатувчи боғламада IP протокол қоида бўйича пакетларни бўлаклаш бўйича ўзининг имкониятидан фойдаланмайди. Пакетни MTU қиймати катта бўлган тармоқлардан MTU қиймати кичкина бўлган қийматли тармоқларга узатиш керак бўлган маршрутизаторда IP протоколнинг бўлаклашни бажара олиш имконияти талаб қилинади. Турли хил технологияларда MTU қиймати 6.8-рамдаги жадвалда келтирилган.
Келтирилган жадвалдан кўриниб турибдики, таниқли технологияларда MTU қиймат сезиларли фарқ қилади, бу эса мураккаб тармоқларда бўлаклаш кўп амалга оширилишини кўрсатади.
Бўлаклаш вазифаси – катта MTU қиймат билан тармоқдан келган пакетларни бир мунча кичикроқ пакет-қисмларга бўлаклашдан иборат.
Сарлавҳа майдонидан айримлари (идентификатор, TTL, DF ва MF байроқлар, кўчириш) тескари амални – бўлакларни дастлабки хабар ҳолатига олиб келиш учун мўлжалланган.
- қабул қилувчи барча қисмлар айнан шу пакетга тегишли эканлигини билиш учун идентификатордан фойдаланади. Пакетни жўнатувчи IP модуль идентификатор майдонига такрорланмайдиган қиймат ўрнатади. Бу қиймат пакет ёки унинг бирор бўлаги IP-тармоқ таркибидан йўқ бўлмагунга қадар ноёб сақланади;
- жўнатувчи ҳаётий вақт майдонига TTL тармоқда бўлиш мумкин бўлган даврни ўрнатади (ҳаётий вақти секундда ўрнатилади).
- бўлакларни кўчириш майдони қабул қилувчига бўлакнинг бошланғич пакетдаги ҳолати ҳақидаги ахборотни тақдим қилади. Биринчи бўлак кўчириш майдонида нол қийматга эга бўлади. Бўлакларга бўлинмаган пакетда ҳам кўчириш майдони нол қийматга эга бўлади. Кўчириш байтда берилади ва қатъий 8 қийматга каррали бўлиши керак;
- 1 га ўрнатилган MF (More Fragments – катта бўлаклар) байроқ, келган бўлак охирги эмаслигини билдиради. Бўлакларга ажратилмаган пакетни жўнатувчи IP модуль MF байроқни нолга ўрнатади;
- 1 га ўрнатилган DF (Do not Fragment - бўлакланмайди) байроқ ҳар қандай шароитда ҳам пакет бўлакланмаслигини билдиради. Агар бундай белгиланган пакетни бўлакламасдан қабул қилувчига қадар етказиб бўлмаса, у ҳолда IP модуль бу пакетни йўқ қилади ва жўнатувчи-боғламага ташхис ICMP-хабарини жўнатади.

Маршрутизаторда амалга ошириладиган бўлаклашга мисол кўриб чиқамиз (6.9-расм).

Олайлик, жўнатувчи-компьютер MTU 17 914 байт қийматга эга тармоқ билан уланган, масалан Token Ring тармоғи билан. Транспорт поғона пастдаги технологияни MTU поғонасидан хабардор, шунга қараб ўзининг сегментлари ҳажмини аниқлайди. Ушбу мисолда транспорт поғонадан IP поғонага 6600 байтли хабар келсин. IP протокол бу хабардан IP-паке­тнинг маълумот майдонини шакллантиради ва унга сарлавҳа беради. Бўлаклаш билан боғлиқ сарлавҳа майдонини тўлдиришга асосий эътиборни қаратамиз. Биринчидан пакетга ноёб идентификатор ўзлаштирилади, масалан 12456. Иккинчидан пакет ҳали бўлакланмагани учун кўчириш майдонига 0 қиймат ўрнатилади, MF хусусияти ҳам ноль бўлади – бу пакет бир вақтнинг ўзида у ўзининг охирги бўлаклиги эканлигини билдиради. Учинчидан, DF хусусият 1 га ўрнатилади, бу пакетни бўлаклаш мумкинлигини билдиради. IP-пакетнинг умумий ўлчами 6600 плюс 20 (IP сарлавҳа ўлчами), яъни 6620 байтни ташкил этади, бу эса Token Ring кадрининг маълумот майдонининг кичиклашишига олиб келади. Кейин эса жўнатувчининг IP модули бу кадрни ўзининг тармоқ интерфейсига узатади, у эса ўз навбатида кадрларни маршрутизаторга узатади.
Кадр маршрутизаторнинг тармоқ интерфейси поғонасига ўтганидан ва Token Ring сарлавҳасидан бўшаганидан сўнг IP модуль келаётган IP-пакетни 1492 га тенг бўлган MTU қийматга эга Ethernet тармоғига узатиш кераклигини аниқлайди. Кейин эса IP-пакетни бўлаклаш зарур. Маршрутизатор пакетдан маълумот майдонни ажратиб олади уни 4 та 1400 байтли ва 1 та 1000 байтли қисмга бўлади (эътибор беринг қанча қиймат 8 га каррали). Кейин IP модуль янги пакетларни шакллантиради, булардан тўрттаси 1400 + 20 = 1420 байт ўлчамга, биттаси эса 1000 + 20 = 1020 байт, яъни 1500 байтдан кичкина ўлчамга эга, шунинг учун улар Ethernet кадрининг маълумот майдонига нормал жойлашади.
Натижада қабул қилувчи хостига Ethernet тармоғи бўйича бир хил 12456 идентификаторли бешта IP-пакет келади. Қабул қилувчи биринчи бўлакни олиши билан кутиш вақти таймерини ишга туширади. Агар ўрнатилган кутиш вақтидан қолган бўлакларни келиш вақти ошиб кетмаса, IP модуль келган бўлакларни йиғиши мумкин.