Perkenalan
Kita semua tahu 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) suatu tautan jaringan, fragmentasi IP membagi paket menjadi beberapa fragmen yang lebih kecil untuk transmisi. Fragmen-fragmen ini ditransmisikan secara independen dalam jaringan dan, setelah tiba di tujuan, disusun ulang menjadi paket-paket lengkap oleh mekanisme penyusunan ulang IP. Proses fragmentasi dan penyusunan ulang ini memastikan bahwa paket berukuran besar dapat ditransmisikan dalam jaringan sekaligus menjamin integritas dan keandalan data. Di bagian ini, kita akan membahas lebih lanjut cara kerja fragmentasi dan penyusunan ulang IP.
Fragmentasi dan Perakitan 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 bita. Ini berarti ukuran paket maksimum yang dapat ditransmisikan oleh protokol lapisan tautan data adalah 4352 bita. Jika paket yang akan ditransmisikan melebihi ukuran ini, paket tersebut perlu difragmentasi untuk membagi paket menjadi beberapa fragmen yang sesuai dengan ukuran MTU untuk transmisi dan perakitan ulang di penerima.
Untuk Ethernet, MTU biasanya berukuran 1500 byte. Ini berarti Ethernet dapat mengirimkan paket hingga ukuran 1500 byte. Jika ukuran paket melebihi batas MTU, paket tersebut akan difragmentasi menjadi fragmen-fragmen yang lebih kecil untuk ditransmisikan dan dirakit kembali di tujuan. Perakitan ulang datagram IP yang terfragmentasi hanya dapat dilakukan oleh host tujuan, dan router tidak akan melakukan operasi perakitan ulang.
Kita juga telah membahas segmen TCP sebelumnya, tetapi MSS adalah singkatan dari Maximum Segment Size, 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 ini dilakukan pada lapisan transport, yaitu lapisan protokol TCP. Protokol TCP mentransmisikan data pada lapisan aplikasi dengan membagi data menjadi beberapa segmen data, dan ukuran setiap segmen data dibatasi oleh MSS.
MTU 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 berukuran 4000 byte untuk transmisi melalui tautan Ethernet, maka datagram tersebut perlu dipecah 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 menyusunnya kembali menjadi datagram besar berukuran 4000 byte berdasarkan nomor urut dan offset 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, alih-alih lapisan IP. Keuntungan pendekatan ini adalah TCP memiliki kontrol yang lebih presisi atas ukuran setiap segmen, sehingga menghindari masalah yang terkait dengan fragmentasi pada lapisan IP.
Untuk UDP, kami berusaha untuk tidak mengirimkan paket data yang lebih besar dari MTU. Hal ini karena UDP adalah protokol transport berorientasi koneksi, yang tidak menyediakan keandalan dan mekanisme transmisi ulang seperti TCP. Jika kami mengirimkan paket data UDP yang lebih besar dari MTU, paket tersebut akan difragmentasi oleh lapisan IP untuk transmisi. Setelah salah satu fragmen hilang, protokol UDP tidak dapat mentransmisi ulang, yang mengakibatkan hilangnya data. Oleh karena itu, untuk memastikan transmisi data yang andal, kami harus berusaha mengendalikan ukuran paket data UDP dalam 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 sesuai dengan keluaran aliran terowongan karakteristik dalam atau luar.
○ Dapat mengenali paket label VLAN, QinQ, dan MPLS
○ Dapat mengidentifikasi VLAN dalam dan luar
○ Paket IPv4/IPv6 dapat diidentifikasi
○ Dapat mengidentifikasi paket terowongan VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, MPLS
○ Paket IP yang Terfragmentasi Dapat Diidentifikasi (Mendukung identifikasi fragmentasi IP dan mendukung penyusunan ulang fragmentasi IP untuk menerapkan penyaringan fitur L4 pada semua paket fragmentasi IP. Menerapkan kebijakan keluaran lalu lintas.)
Mengapa IP terfragmentasi dan TCP terfragmentasi?
Karena dalam transmisi jaringan, lapisan IP akan secara otomatis memecah paket data, meskipun lapisan TCP tidak memecah data, paket data akan secara otomatis dipecah oleh lapisan IP dan ditransmisikan secara normal. Jadi, mengapa TCP perlu dipecah? Bukankah itu berlebihan?
Misalkan terdapat paket besar yang tidak tersegmentasi pada lapisan TCP dan hilang saat transit; TCP akan mengirimkannya kembali, tetapi hanya dalam 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 transportasi ke jaringan suatu mesin, jika lapisan transport memecah data, lapisan IP tidak memecahnya. Jika fragmentasi tidak dilakukan pada lapisan transport, fragmentasi mungkin terjadi pada lapisan IP.
Secara sederhana, TCP melakukan segmentasi data sehingga lapisan IP tidak lagi terfragmentasi, dan ketika transmisi ulang terjadi, hanya sebagian kecil data yang telah terfragmentasi yang ditransmisikan ulang. Dengan cara ini, efisiensi dan keandalan transmisi dapat ditingkatkan.
Jika TCP terfragmentasi, apakah lapisan IP tidak terfragmentasi?
Dalam pembahasan di atas, kami menyebutkan bahwa setelah fragmentasi TCP di pengirim, tidak ada fragmentasi di lapisan IP. Namun, mungkin terdapat perangkat lapisan jaringan lain di seluruh tautan transport yang mungkin memiliki unit transmisi maksimum (MTU) yang lebih kecil daripada MTU di pengirim. Oleh karena itu, meskipun paket telah terfragmentasi di pengirim, paket tersebut akan terfragmentasi lagi saat melewati lapisan IP perangkat tersebut. Pada akhirnya, semua shard akan dirakit di penerima.
Jika kita dapat menentukan MTU minimum untuk seluruh tautan dan mengirimkan data pada panjang tersebut, fragmentasi tidak akan terjadi, terlepas dari node mana data tersebut dikirimkan. MTU minimum untuk seluruh tautan ini disebut MTU jalur (PMTU). Ketika sebuah paket IP tiba di router, jika MTU router kurang dari panjang paket dan tanda DF (Do not Fragment) diatur ke 1, router tidak akan dapat memecah paket dan hanya dapat membuangnya. Dalam hal ini, router akan 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, pengirim 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 pada awal dan akhir tautan.
Pemahaman Dasar tentang IPv6
IPv6 adalah versi 6 dari Protokol Internet, penerus IPv4. IPv6 menggunakan panjang alamat 128-bit, yang dapat menyediakan lebih banyak alamat IP daripada IPv4 yang hanya memiliki panjang alamat 32-bit. Hal ini dikarenakan ruang alamat IPv4 secara bertahap habis, sementara ruang alamat IPv6 sangat besar dan dapat memenuhi kebutuhan internet di masa mendatang.
Ketika 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, penyebaran globalnya masih relatif lambat. Hal ini terutama disebabkan oleh kebutuhan IPv6 untuk kompatibel dengan jaringan IPv4 yang ada, sehingga memerlukan transisi dan migrasi. Namun, seiring menipisnya jumlah alamat IPv4 dan meningkatnya permintaan IPv6, semakin banyak penyedia layanan internet dan organisasi yang secara bertahap mengadopsi IPv6, dan secara bertahap mewujudkan operasi dual-stack IPv6 dan IPv4.
Ringkasan
Dalam bab ini, kita melihat lebih dalam bagaimana fragmentasi dan reassembling 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 menyusunnya kembali menjadi paket lengkap dengan mekanisme reassemble IP setelah tiba di tujuan. Tujuan fragmentasi TCP adalah untuk membuat lapisan IP tidak lagi terfragmentasi, dan hanya mentransmisikan ulang data kecil yang telah terfragmentasi ketika transmisi ulang terjadi, sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan keandalan transmisi. Namun, mungkin ada perangkat lapisan jaringan lain di seluruh tautan transport yang MTU-nya mungkin lebih kecil dari pengirim, sehingga paket akan tetap terfragmentasi lagi pada lapisan IP perangkat ini. Fragmentasi pada lapisan IP harus dihindari sebisa mungkin, terutama pada perangkat perantara dalam tautan.
Waktu posting: 07-Agu-2025
