Fragmentacija IPv4 paketa

Mrežne veze na kojima radi IPv4 imaju definiranu maksimalnu prijenosnu jedinicu (engl. maximum transmission unit, kraće MTU) kao najveću veličinu podatkovne jedinice koju mogu poslati odjednom. Podaci koji se šalju na mrežnom sloju bit će kod predaje veznom sloju podijeljeni u jedinice odgovarajuće veličine.

Primjerice, MTU na Ethernet mrežama iznosi 1500 (bajta) u koje se stavljaju IP zaglavlje, TCP/UDP zaglavlje i podaci mrežne aplikacije. Ako imamo za poslati 3400 B podataka aplikacije, 20 B TCP zaglavlja i 20 B IP zaglavlja, Ethernetom će to ići u tri IP paketa redom:

• 20 B IP zaglavlja, 20 B TCP zaglavlja, 1460 B podataka aplikacije
• 20 B IP zaglavlja, 1480 B podataka aplikacije (pomak 1480 / 8 = 185)
• 20 B IP zaglavlja, 460 B podataka aplikacije (pomak (1480 + 1480) / 8 = 370)

Uočimo kako je nužno da svaki paket ima IP zaglavlje kako bi mogao proći internetom. Nadalje, zbog potrebe za računanjem pomaka (koji se u IPv4 zaglavlju izražava u 8-bajtnim jedinicama) veličine podatkovnog dijela paketa na mrežnom sloju (dakle, TCP/UDP zaglavlja i podataka aplikacije) moraju biti djeljive s 8.

U slučaju kad ovi IP paketi dođu na iduću mrežu koja ima manji MTU, primjerice 980 (bajta), prva dva će se dodatno fragmentirati, a treći će proći mrežom. Time ćemo imati pet IP paketa redom:

• 20 B IP zaglavlja, 20 B TCP zaglavlja, 940 B podataka aplikacije
• 20 B IP zaglavlja, 520 podataka aplikacije (pomak 960 / 8 = 120)
• 20 B IP zaglavlja, 960 B podataka aplikacije (pomak (960 + 520) / 8 = 185)
• 20 B IP zaglavlja, 520 podataka aplikacije (pomak (960 + 520 + 960) / 8 = 305)
• 20 B IP zaglavlja, 460 B podataka aplikacije (pomak (960 + 520 + 960 + 520) / 8 = 370)

Sastavljanje će izvesti domaćin na drugom kraju mreže.

Postavljanje MTU-a mrežnog adaptera

Na stvarnim i emuliranim čvorovima MTU mrežnog adaptera možemo provjeriti i postaviti već ranije spomenutim alatom ifconfig. Primjerice, ako se na čvoru na kojem radimo, mrežni adapter zove em0, MTU ćemo očitati naredbom

# ifconfig em0
em0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
        options=81249b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,WOL_MAGIC,VLAN_HWFILTER>
        ether 64:00:6a:46:1f:4a
        inet 172.16.46.108 netmask 0xffffff00 broadcast 172.16.46.255
        media: Ethernet autoselect (1000baseT <full-duplex>)
        status: active
        nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>

Uočimo da MTU iznosi 1500. Postavljanje MTU-a na neku drugu vrijednost, primjerice 1200, izvodimo naredbom

# ifconfig em0 mtu 1200

nakon čega možemo ponovno pokrenuti ifconfig i uvjeriti se da je postavljanje uspjelo. U primjeru radimo na stvarnom čvoru, ali postupak je identičan kada se radi o mrežnim adapterima na emuliranom čvoru.

Stvaranje prometa alatom MGEN

Alat MGEN omogućuje nam da koristimo različite uzorke prema kojima će stvarati promet (konkretno, PERIODIC, POISSON, BURST i JITTER). Paketi koji se šalju variraju u terminima učestalosti slanja i veličine paketa. Mi ćemo se ovdje ograničiti na korištenje uzorka PERIODIC.

Uzorak PERIODIC očekuje parametre rate (učestalost slanja paketa u terminima broja poslanih paketa po sekundi) i size (veličina paketa u bajtovima). Učestalost slanja mora biti strogo veća od 0.0 paketa po sekundi. Ograničenje veličine paketa koja se može postaviti ne postoji kada se koristi TCP, a kada se koristi UDP ono iznosi 8192 bajta.

Primjerice, naredba PERIODIC [10.0 1024] slati će 10 paketa veličine 1024 bajta po sekundi, a naredba PERIODIC [0.2 3400] poslat će po jedan paket veličine 3400 bajta svakih 5 sekundi.

Author: Vedran Miletić