IPv6 bringt im Vergleich zu IPv4 erhebliche Änderungen in der Handhabung der Fragmentierung mit sich, insbesondere in Bezug auf Zwischengeräte wie Router.

Diese Änderungen wirken sich auf die Leistung und Effizienz des Netzwerkverkehrs aus. Bei IPv6 wird die Fragmentierung anders gehandhabt, um die Belastung und Komplexität der Router zu reduzieren und die Gesamtleistung des Netzwerks zu verbessern.

So funktioniert Fragmentierung in IPv6:

1. Fragmentierung durch den ausstellenden Host: In IPv6 fragmentieren Router keine Pakete. Wenn ein Paket fragmentiert werden muss, um über eine Verbindung mit einer kleineren MTU (Maximum Transmission Unit) zu übertragen, verwirft der Router das Paket und sendet eine ICMPv6-Nachricht „Paket zu groß“ an den sendenden Host. Dadurch wird der Absender angewiesen, die Pakete zu fragmentieren, bevor er sie weiterleitet.
2. Router-Vereinfachung: Durch die Verlagerung der Verantwortung für die Fragmentierung auf den sendenden Host entfällt bei IPv6 die Notwendigkeit, dass Router die Fragmentierung handhaben. Dadurch wird die Verarbeitungslast der Router reduziert, die Paketverarbeitung vereinfacht und möglicherweise die Geschwindigkeit der Datenübertragung über das Netzwerk verbessert.
3. Pfad MTU-Erkennung: IPv6 nutzt Path MTU Discovery umfassender. Dieser Prozess ermöglicht es dem sendenden Host, die kleinste MTU auf dem Weg zu seinem Ziel zu bestimmen, um eine Fragmentierung auf dem Weg zu vermeiden. Dies optimiert die Leistung, indem sichergestellt wird, dass Pakete ab dem Moment, in dem sie den Host verlassen, die richtige Größe haben, wodurch die Möglichkeit von Verwerfungen und erneuten Übertragungen verringert wird.

Vergleich mit IPv4:

Bei IPv4 können sowohl Hosts als auch Router Pakete fragmentieren, wenn die Paketgröße die MTU der Verbindung überschreitet. Router, die eine Fragmentierung durchführen, müssen den Zustand der Fragmente beibehalten und sie manchmal wieder zusammensetzen, was zu einer erhöhten CPU-Auslastung und einer Verringerung der Gesamtleistung führen kann, insbesondere in überlasteten Netzwerken oder auf Routern mit hohem Datenverkehr.

Auswirkungen auf die Leistung:

• Lastreduzierung auf Routern: Durch die Eliminierung der Router-Workload-Fragmentierung in IPv6 können diese Geräte den Datenverkehr schneller und mit weniger Overhead verarbeiten, was theoretisch zu einer Verbesserung der Netzwerkleistung führt.
• Verantwortung des Gastgebers: Da die Belastung der Router abnimmt, müssen Hosts ihre Datenübertragungen intelligenter handhaben, was zu einer höheren Ressourcennutzung auf dem Host führen kann, insbesondere in Situationen, in denen Fragmentierung erforderlich ist.

Schlussfolgerung:

Die Defragmentierung auf IPv6-Hosts bietet durch die Vermeidung der Fragmentierung auf Zwischengeräten möglicherweise eine bessere Leistung im Vergleich zu IPv4.

Diese Änderung im Fragmentierungsmanagement spiegelt eine allgemeine Designphilosophie von IPv6 wider: Router vereinfachen, um die Netzwerkeffizienz zu verbessern und mehr Logik und Verantwortung an die Ränder des Netzwerks zu verlagern.