Fragmentierung: Unterschied zwischen den Versionen

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*Über das Identifikationsfeld kann der Zielhost feststellen, zu welchem Datengramm ein neu angekommenes Fragment gehört.
 
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*Alle Fragmente eines Datengramms enthalten die gleiche Identifikation.
 
  
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Die IP-Fragmentierung ermöglicht den Transport von Datagrammen über Netzabschnitte, deren maximale Übertragungseinheit (MTU) kleiner ist als die ursprüngliche Paketgröße.
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*Das Flags-Feld ist drei Bit lang. Die Flags bestehen aus zwei Bits namens DF - Don't Fragment und MF - More Fragments.
 
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*Das erste Bit des Flags-Feldes ist ungenutzt bzw. reserviert.
 
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*Die beiden Bits DF und MF steuern die Behandlung eines Pakets im Falle einer Fragmentierung.
 
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*Mit dem DF-Bit wird signalisiert, daß das Datengramm nicht fragmentiert werden darf.
 
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*Auch dann nicht, wenn das Paket dann evtl. nicht mehr weiter transportiert werden kann und verworfen werden muß.
 
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*Alle Hosts müssen, wie schon gesagt Fragemente bzw. Datengramme mit einer Größe von 576 Bytes oder weniger verarbeiten können.
 
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*Mit dem MF-Bit wird angezeigt, ob einem IP-Paket weitere Teilpakete nachfolgen.
 
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*Diese Bit ist bei allen Fragmenten außer dem letzten gesetzt.
 
  
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== Identification ==
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*Der Fragmentabstand bezeichnet, an welcher Stelle relativ zum Beginn des gesamten Datengramms ein Fragment gehört.
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* Über das Identifikationsfeld kann der Zielhost feststellen, zu welchem Datengramm ein neu angekommenes Fragment gehört.  
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*Mit Hilfe dieser Angabe kann der Zielhost das Originalpaket wieder aus den Fragmenten zusammensetzen.
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* Alle Fragmente eines Datengramms enthalten die gleiche Identifikation.
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*Da dieses Feld nur 13 Bit groß ist, können maximal 8192 Fragmente pro Datengramm erstellt werden.
 
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*Alle Fragmente, außer dem letzten, müssen ein Vielfaches von 8 Byte sein.
 
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*Dies ist die elementare Fragmenteinheit.
 
  
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== Flags ==
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* Das Flags-Feld ist drei Bit lang. Die Flags bestehen aus zwei Bits namens '''DF''' (Don't Fragment) und '''MF''' (More Fragments).
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* Das erste Bit des Flags-Feldes ist ungenutzt bzw. reserviert.
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* Die beiden Bits DF und MF steuern die Behandlung eines Pakets im Falle einer Fragmentierung.
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* Mit dem '''DF-Bit''' wird signalisiert, dass das Datengramm nicht fragmentiert werden darf.
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** Dies gilt auch dann, wenn das Paket dann eventuell nicht mehr weiter transportiert werden kann und verworfen werden muss.
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** Alle Hosts müssen Fragmente bzw. Datengramme mit einer Größe von 576 Bytes oder weniger verarbeiten können.
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* Mit dem '''MF-Bit''' wird angezeigt, ob einem IP-Paket weitere Teilpakete nachfolgen.
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** Dieses Bit ist bei allen Fragmenten außer dem letzten gesetzt.
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== Fragment Offset ==
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* Der Fragmentabstand (Fragment Offset) bezeichnet, an welcher Stelle relativ zum Beginn des gesamten Datengramms ein Fragment gehört.
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* Mit Hilfe dieser Angabe kann der Zielhost das Originalpaket wieder aus den Fragmenten zusammensetzen.
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* Da dieses Feld nur 13 Bit groß ist, können maximal 8192 Fragmente pro Datengramm erstellt werden.
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* Alle Fragmente, außer dem letzten, müssen ein Vielfaches von 8 Byte sein.
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* Dies ist die elementare Fragmenteinheit.
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== Routing ==
 
{{#drawio:fragmentierung-routing}}
 
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== Alternativen zur Fragmentierung ==
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In modernen Netzwerken wird die Fragmentierung oft aktiv vermieden, da sie CPU-Last auf Routern erzeugt und bei Paketverlust ineffizient ist.
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* '''Path MTU Discovery (PMTUD):''' Der Sender ermittelt durch Testpakete (mit gesetztem DF-Bit) die kleinste MTU auf dem gesamten Weg zum Ziel, um Pakete von vornherein passend zu dimensionieren.
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* '''TCP MSS Clamping:''' Die Maximum Segment Size (MSS) wird beim Verbindungsaufbau künstlich begrenzt, damit die resultierenden IP-Pakete die MTU der beteiligten Schnittstellen niemals überschreiten.

Version vom 29. März 2026, 09:59 Uhr

Fragmentierung

Die IP-Fragmentierung ermöglicht den Transport von Datagrammen über Netzabschnitte, deren maximale Übertragungseinheit (MTU) kleiner ist als die ursprüngliche Paketgröße.

Identification

  • Über das Identifikationsfeld kann der Zielhost feststellen, zu welchem Datengramm ein neu angekommenes Fragment gehört.
  • Alle Fragmente eines Datengramms enthalten die gleiche Identifikation.

Flags

  • Das Flags-Feld ist drei Bit lang. Die Flags bestehen aus zwei Bits namens DF (Don't Fragment) und MF (More Fragments).
  • Das erste Bit des Flags-Feldes ist ungenutzt bzw. reserviert.
  • Die beiden Bits DF und MF steuern die Behandlung eines Pakets im Falle einer Fragmentierung.
  • Mit dem DF-Bit wird signalisiert, dass das Datengramm nicht fragmentiert werden darf.
    • Dies gilt auch dann, wenn das Paket dann eventuell nicht mehr weiter transportiert werden kann und verworfen werden muss.
    • Alle Hosts müssen Fragmente bzw. Datengramme mit einer Größe von 576 Bytes oder weniger verarbeiten können.
  • Mit dem MF-Bit wird angezeigt, ob einem IP-Paket weitere Teilpakete nachfolgen.
    • Dieses Bit ist bei allen Fragmenten außer dem letzten gesetzt.

Fragment Offset

  • Der Fragmentabstand (Fragment Offset) bezeichnet, an welcher Stelle relativ zum Beginn des gesamten Datengramms ein Fragment gehört.
  • Mit Hilfe dieser Angabe kann der Zielhost das Originalpaket wieder aus den Fragmenten zusammensetzen.
  • Da dieses Feld nur 13 Bit groß ist, können maximal 8192 Fragmente pro Datengramm erstellt werden.
  • Alle Fragmente, außer dem letzten, müssen ein Vielfaches von 8 Byte sein.
  • Dies ist die elementare Fragmenteinheit.


Routing

Fragmentierung

Alternativen zur Fragmentierung

In modernen Netzwerken wird die Fragmentierung oft aktiv vermieden, da sie CPU-Last auf Routern erzeugt und bei Paketverlust ineffizient ist.

  • Path MTU Discovery (PMTUD): Der Sender ermittelt durch Testpakete (mit gesetztem DF-Bit) die kleinste MTU auf dem gesamten Weg zum Ziel, um Pakete von vornherein passend zu dimensionieren.
  • TCP MSS Clamping: Die Maximum Segment Size (MSS) wird beim Verbindungsaufbau künstlich begrenzt, damit die resultierenden IP-Pakete die MTU der beteiligten Schnittstellen niemals überschreiten.
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