Fragmentierung

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

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Fragmentierung

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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.