IPv6 giới thiệu những thay đổi đáng kể về cách xử lý phân mảnh so với IPv4, đặc biệt khi nó liên quan đến các thiết bị trung gian như bộ định tuyến.

Những thay đổi này ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu quả của lưu lượng mạng. Trong IPv6, việc phân mảnh được xử lý khác nhau để giảm tải và độ phức tạp trên bộ định tuyến cũng như cải thiện hiệu suất mạng tổng thể.

Cách phân mảnh hoạt động trong IPv6:

1. Sự phân mảnh của máy chủ phát hành: Trong IPv6, bộ định tuyến không phân mảnh gói tin. Nếu một gói cần được phân mảnh để chuyển qua một liên kết có MTU (Đơn vị truyền tối đa) nhỏ hơn, bộ định tuyến sẽ loại bỏ gói đó và gửi thông báo ICMPv6 “Gói quá lớn” đến máy chủ gửi. Điều này yêu cầu người gửi phân mảnh các gói trước khi chuyển tiếp chúng.
2. Đơn giản hóa bộ định tuyến: Bằng cách chuyển trách nhiệm phân mảnh sang máy chủ gửi, IPv6 loại bỏ nhu cầu sử dụng bộ định tuyến để xử lý phân mảnh. Điều này làm giảm tải xử lý trên bộ định tuyến, đơn giản hóa việc xử lý gói và có khả năng cải thiện tốc độ truyền dữ liệu qua mạng.
3. Đường dẫn khám phá MTU: IPv6 sử dụng Path MTU Discovery toàn diện hơn. Quá trình này cho phép máy chủ gửi xác định MTU nhỏ nhất dọc theo đường dẫn đến đích của nó để tránh sự phân mảnh giữa đường dẫn. Điều này tối ưu hóa hiệu suất bằng cách đảm bảo rằng các gói có kích thước chính xác kể từ thời điểm chúng rời khỏi máy chủ, giảm khả năng loại bỏ và truyền lại.

So sánh với IPv4:

Trong IPv4, cả máy chủ và bộ định tuyến đều có thể phân mảnh các gói khi kích thước gói vượt quá MTU của liên kết. Bộ định tuyến thực hiện phân mảnh phải duy trì trạng thái của các mảnh và đôi khi tập hợp lại chúng, điều này có thể dẫn đến tăng mức sử dụng CPU và giảm hiệu suất tổng thể, đặc biệt là trên các mạng bị tắc nghẽn hoặc trên bộ định tuyến có lưu lượng truy cập cao.

Tác động đến hiệu suất:

• Giảm tải trên bộ định tuyến: Bằng cách loại bỏ sự phân mảnh khối lượng công việc của bộ định tuyến trong IPv6, các thiết bị này có thể xử lý lưu lượng truy cập nhanh hơn và tốn ít chi phí hơn, về mặt lý thuyết sẽ cải thiện hiệu suất mạng.
• Trách nhiệm của chủ nhà: Khi tải trên bộ định tuyến giảm, máy chủ phải thông minh hơn về cách xử lý việc truyền dữ liệu, điều này có nghĩa là sẽ sử dụng nhiều tài nguyên hơn trên máy chủ, đặc biệt là trong các tình huống cần phân mảnh.

Kết luận:

Chống phân mảnh trên máy chủ IPv6, bằng cách tránh phân mảnh trên các thiết bị trung gian, có khả năng mang lại hiệu suất tốt hơn so với IPv4.

Sự thay đổi trong quản lý phân mảnh này phản ánh triết lý thiết kế chung trong IPv6: đơn giản hóa các bộ định tuyến để cải thiện hiệu quả mạng và chuyển nhiều logic và trách nhiệm hơn ra các biên của mạng.