IPv6 wprowadza znaczące zmiany w sposobie obsługi fragmentacji w porównaniu z IPv4, zwłaszcza jeśli chodzi o urządzenia pośrednie, takie jak routery.

Zmiany te wpływają na wydajność i efektywność ruchu sieciowego. W protokole IPv6 fragmentacja jest obsługiwana inaczej, aby zmniejszyć obciążenie i złożoność routerów oraz poprawić ogólną wydajność sieci.

Jak działa fragmentacja w IPv6:

1. Fragmentacja przez emitującego hosta: W protokole IPv6 routery nie fragmentują pakietów. Jeżeli pakiet musi zostać pofragmentowany, aby przejść przez łącze o mniejszej jednostce MTU (Maximum Transmission Unit), router odrzuca pakiet i wysyła do hosta wysyłającego komunikat ICMPv6 „Packet Too Large”. Mówi to nadawcy, aby pofragmentował pakiety przed ich przesłaniem dalej.
2. Uproszczenie routera: Przenosząc odpowiedzialność za fragmentację na hosta wysyłającego, protokół IPv6 eliminuje potrzebę obsługi fragmentacji przez routery. Zmniejsza to obciążenie routerów, upraszczając przetwarzanie pakietów i potencjalnie poprawiając prędkość transmisji danych w sieci.
3. Wykrywanie MTU ścieżki: IPv6 wykorzystuje funkcję Path MTU Discovery w bardziej kompleksowy sposób. Proces ten pozwala hostowi wysyłającemu określić najmniejszą jednostkę MTU na ścieżce do miejsca docelowego, aby uniknąć fragmentacji w połowie ścieżki. Optymalizuje to wydajność, zapewniając, że pakiety mają właściwy rozmiar od momentu opuszczenia hosta, zmniejszając możliwość odrzutów i retransmisji.

Porównanie z IPv4:

W protokole IPv4 zarówno hosty, jak i routery mogą fragmentować pakiety, gdy rozmiar pakietu przekracza MTU łącza. Routery dokonujące fragmentacji muszą utrzymywać stan fragmentów, a czasami ponownie je składać, co może prowadzić do wzrostu użycia procesora i zmniejszenia ogólnej wydajności, szczególnie w przeciążonych sieciach lub na routerach o dużym ruchu.

Wpływ na wydajność:

• Redukcja obciążenia na routerach: Eliminując fragmentację obciążenia routera w protokole IPv6, urządzenia te mogą przetwarzać ruch szybciej i przy mniejszym obciążeniu, teoretycznie poprawiając wydajność sieci.
• Odpowiedzialność gospodarza: W miarę zmniejszania się obciążenia routerów hosty muszą mądrzej obsługiwać transmisje danych, co może oznaczać większe wykorzystanie zasobów hosta, szczególnie w sytuacjach, gdy konieczna jest fragmentacja.

Wnioski:

Defragmentacja na hostach IPv6 poprzez unikanie fragmentacji na urządzeniach pośrednich może potencjalnie zapewnić lepszą wydajność w porównaniu z IPv4.

Ta zmiana w zarządzaniu fragmentacją odzwierciedla ogólną filozofię projektowania protokołu IPv6: uproszczenie routerów w celu poprawy wydajności sieci oraz przeniesienie większej logiki i odpowiedzialności na brzegi sieci.