Perkenalan
Kita semua mengetahui prinsip klasifikasi dan non-klasifikasi IP serta penerapannya dalam komunikasi jaringan. Fragmentasi dan penyusunan ulang IP merupakan mekanisme kunci dalam proses transmisi paket. Ketika ukuran paket melebihi batas Unit Transmisi Maksimum (MTU) pada tautan jaringan, fragmentasi IP membagi paket menjadi beberapa fragmen yang lebih kecil untuk ditransmisikan. Fragmen-fragmen ini ditransmisikan secara independen di jaringan dan, setelah sampai di tujuan, fragmen-fragmen tersebut disusun ulang menjadi paket lengkap oleh mekanisme penyusunan ulang IP. Proses fragmentasi dan penyusunan ulang ini memastikan bahwa paket berukuran besar dapat ditransmisikan di jaringan sambil memastikan integritas dan keandalan data. Pada bagian ini, kita akan melihat lebih dalam bagaimana fragmentasi dan penyusunan ulang IP bekerja.
Fragmentasi dan Penyusunan Ulang IP
Tautan data yang berbeda memiliki unit transmisi maksimum (MTU) yang berbeda; misalnya, tautan data FDDI memiliki MTU sebesar 4352 byte dan MTU Ethernet sebesar 1500 byte. MTU adalah singkatan dari Maximum Transmission Unit dan mengacu pada ukuran paket maksimum yang dapat ditransmisikan melalui jaringan.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) adalah standar jaringan area lokal (LAN) berkecepatan tinggi yang menggunakan serat optik sebagai media transmisi. Maximum Transmission Unit (MTU) adalah ukuran paket maksimum yang dapat ditransmisikan oleh protokol lapisan tautan data. Dalam jaringan FDDI, ukuran MTU adalah 4352 byte. Ini berarti bahwa ukuran paket maksimum yang dapat ditransmisikan oleh protokol lapisan tautan data dalam jaringan FDDI adalah 4352 byte. Jika paket yang akan ditransmisikan melebihi ukuran ini, paket tersebut perlu dipecah menjadi beberapa fragmen yang sesuai dengan ukuran MTU untuk transmisi dan penyusunan kembali di penerima.
Untuk Ethernet, MTU biasanya berukuran 1500 byte. Ini berarti Ethernet dapat mengirimkan paket hingga berukuran 1500 byte. Jika ukuran paket melebihi batas MTU, maka paket akan dipecah menjadi fragmen yang lebih kecil untuk transmisi dan disusun kembali di tujuan. Penyusunan kembali datagram IP yang terfragmentasi hanya dapat dilakukan oleh host tujuan, dan router tidak akan melakukan operasi penyusunan kembali.
Kita juga telah membahas segmen TCP sebelumnya, tetapi MSS adalah singkatan dari Maximum Segment Size (Ukuran Segmen Maksimum), dan ini memainkan peran penting dalam protokol TCP. MSS mengacu pada ukuran segmen data maksimum yang diizinkan untuk dikirim dalam koneksi TCP. Mirip dengan MTU, MSS digunakan untuk membatasi ukuran paket, tetapi hal itu dilakukan pada lapisan transport, yaitu lapisan protokol TCP. Protokol TCP mengirimkan data lapisan aplikasi dengan membagi data menjadi beberapa segmen data, dan ukuran setiap segmen data dibatasi oleh MSS.
MTU (Maximum Transfer Unit) dari setiap tautan data berbeda karena setiap jenis tautan data digunakan untuk tujuan yang berbeda. Tergantung pada tujuan penggunaannya, MTU yang berbeda dapat dihosting.
Misalkan pengirim ingin mengirimkan datagram besar berukuran 4000 byte untuk transmisi melalui tautan Ethernet, sehingga datagram tersebut perlu dibagi menjadi tiga datagram yang lebih kecil untuk transmisi. Hal ini karena ukuran setiap datagram kecil tidak boleh melebihi batas MTU, yaitu 1500 byte. Setelah menerima ketiga datagram kecil tersebut, penerima akan menyusunnya kembali menjadi datagram besar asli berukuran 4000 byte berdasarkan nomor urutan dan offset dari setiap datagram.
Dalam transmisi terfragmentasi, hilangnya sebuah fragmen akan membatalkan seluruh datagram IP. Untuk menghindari hal ini, TCP memperkenalkan MSS, di mana fragmentasi dilakukan pada lapisan TCP, bukan pada lapisan IP. Keuntungan dari pendekatan ini adalah TCP memiliki kontrol yang lebih tepat atas ukuran setiap segmen, yang menghindari masalah yang terkait dengan fragmentasi pada lapisan IP.
Untuk UDP, kami berusaha untuk tidak mengirim paket data yang lebih besar dari MTU. Hal ini karena UDP adalah protokol transport berorientasi tanpa koneksi, yang tidak menyediakan mekanisme keandalan dan pengiriman ulang seperti TCP. Jika kita mengirim paket data UDP yang lebih besar dari MTU, paket tersebut akan dipecah oleh lapisan IP untuk transmisi. Setelah salah satu fragmen hilang, protokol UDP tidak dapat mengirim ulang, sehingga mengakibatkan hilangnya data. Oleh karena itu, untuk memastikan transmisi data yang andal, kita harus mencoba mengontrol ukuran paket data UDP dalam batas MTU dan menghindari transmisi yang terfragmentasi.
Broker Paket Jaringan Mylinking™Dapat secara otomatis mengidentifikasi berbagai jenis protokol terowongan VxLAN/NVGRE/IPoverIP/MPLS/GRE, dll., dapat ditentukan sesuai dengan profil pengguna berdasarkan karakteristik keluaran aliran terowongan internal atau eksternal.
○ Dapat mengenali paket berlabel VLAN, QinQ, dan MPLS
○ Dapat mengidentifikasi VLAN dalam dan luar
○ Paket IPv4/IPv6 dapat diidentifikasi
○ Dapat mengidentifikasi paket terowongan VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, dan MPLS
○ Paket IP yang Terfragmentasi dapat Diidentifikasi (Mendukung identifikasi fragmentasi IP dan mendukung penyusunan kembali fragmentasi IP sehingga dapat menerapkan pemfilteran fitur L4 pada semua paket IP yang terfragmentasi. Menerapkan kebijakan keluaran lalu lintas.)
Mengapa IP dan TCP terfragmentasi?
Karena dalam transmisi jaringan, lapisan IP akan secara otomatis memecah paket data, bahkan jika lapisan TCP tidak memecah data, paket data akan secara otomatis dipecah oleh lapisan IP dan ditransmisikan secara normal. Jadi mengapa TCP membutuhkan fragmentasi? Bukankah itu berlebihan?
Misalkan ada paket besar yang tidak disegmentasi pada lapisan TCP dan hilang dalam perjalanan; TCP akan mengirim ulang paket tersebut, tetapi hanya dalam bentuk paket besar secara keseluruhan (meskipun lapisan IP membagi data menjadi paket-paket yang lebih kecil, yang masing-masing memiliki panjang MTU). Hal ini karena lapisan IP tidak memperhatikan keandalan transmisi data.
Dengan kata lain, pada tautan transport ke jaringan dari sebuah mesin, jika lapisan transport melakukan fragmentasi data, lapisan IP tidak akan melakukan fragmentasi. Jika fragmentasi tidak dilakukan pada lapisan transport, fragmentasi dimungkinkan pada lapisan IP.
Secara sederhana, TCP membagi data menjadi segmen sehingga lapisan IP tidak lagi terfragmentasi, dan ketika terjadi pengiriman ulang, hanya sebagian kecil data yang telah terfragmentasi yang dikirim ulang. Dengan cara ini, efisiensi dan keandalan transmisi dapat ditingkatkan.
Jika TCP terfragmentasi, apakah lapisan IP tidak terfragmentasi?
Dalam pembahasan di atas, telah disebutkan bahwa setelah fragmentasi TCP di pengirim, tidak ada fragmentasi di lapisan IP. Namun, mungkin ada perangkat lapisan jaringan lain di sepanjang tautan transport yang mungkin memiliki unit transmisi maksimum (MTU) yang lebih kecil daripada MTU di pengirim. Oleh karena itu, meskipun paket telah difragmentasi di pengirim, paket tersebut akan difragmentasi lagi saat melewati lapisan IP perangkat-perangkat tersebut. Pada akhirnya, semua pecahan akan disatukan di penerima.
Jika kita dapat menentukan MTU minimum di seluruh tautan dan mengirim data dengan panjang tersebut, tidak akan terjadi fragmentasi terlepas dari node mana data tersebut dikirimkan. MTU minimum di seluruh tautan ini disebut path MTU (PMTU). Ketika sebuah paket IP tiba di router, jika MTU router kurang dari panjang paket dan flag DF (Do not Fragment) diatur ke 1, router tidak akan dapat memfragmentasi paket dan hanya dapat membuangnya. Dalam hal ini, router menghasilkan pesan kesalahan ICMP (Internet Control Message Protocol) yang disebut "Fragmentation Needed But DF Set." Pesan kesalahan ICMP ini akan dikirim kembali ke alamat sumber dengan nilai MTU router. Ketika pengirim menerima pesan kesalahan ICMP, ia dapat menyesuaikan ukuran paket berdasarkan nilai MTU untuk menghindari situasi fragmentasi terlarang lagi.
Fragmentasi IP merupakan suatu keharusan dan harus dihindari pada lapisan IP, terutama pada perangkat perantara dalam tautan. Oleh karena itu, dalam IPv6, fragmentasi paket IP oleh perangkat perantara telah dilarang, dan fragmentasi hanya dapat dilakukan di awal dan akhir tautan.
Pemahaman Dasar tentang IPv6
IPv6 adalah versi ke-6 dari Protokol Internet, yang merupakan penerus IPv4. IPv6 menggunakan panjang alamat 128-bit, yang dapat menyediakan lebih banyak alamat IP daripada panjang alamat 32-bit pada IPv4. Hal ini karena ruang alamat IPv4 secara bertahap akan habis, sedangkan ruang alamat IPv6 sangat besar dan dapat memenuhi kebutuhan Internet di masa depan.
Saat berbicara tentang IPv6, selain ruang alamat yang lebih besar, ia juga menghadirkan keamanan dan skalabilitas yang lebih baik, yang berarti bahwa IPv6 dapat memberikan pengalaman jaringan yang lebih baik dibandingkan dengan IPv4.
Meskipun IPv6 telah ada sejak lama, penyebarannya secara global masih relatif lambat. Hal ini terutama karena IPv6 perlu kompatibel dengan jaringan IPv4 yang sudah ada, yang membutuhkan transisi dan migrasi. Namun, dengan menipisnya alamat IPv4 dan meningkatnya permintaan akan IPv6, semakin banyak penyedia layanan internet dan organisasi yang secara bertahap mengadopsi IPv6, dan secara bertahap mewujudkan operasi dual-stack IPv6 dan IPv4.
Ringkasan
Pada bab ini, kita telah mempelajari lebih dalam bagaimana fragmentasi dan penyusunan ulang IP bekerja. Tautan data yang berbeda memiliki Maximum Transmission Unit (MTU) yang berbeda. Ketika ukuran paket melebihi batas MTU, fragmentasi IP membagi paket menjadi beberapa fragmen yang lebih kecil untuk transmisi, dan menyusun ulang fragmen tersebut menjadi paket lengkap melalui mekanisme penyusunan ulang IP setelah sampai di tujuan. Tujuan fragmentasi TCP adalah untuk mencegah fragmentasi pada lapisan IP, dan hanya mengirimkan ulang data kecil yang telah difragmentasi ketika transmisi ulang terjadi, sehingga meningkatkan efisiensi dan keandalan transmisi. Namun, mungkin ada perangkat lapisan jaringan lain di sepanjang tautan transport yang MTU-nya lebih kecil daripada pengirim, sehingga paket akan tetap difragmentasi lagi pada lapisan IP perangkat tersebut. Fragmentasi pada lapisan IP harus dihindari sebisa mungkin, terutama pada perangkat perantara di tautan tersebut.
Waktu posting: 07-Agustus-2025
