Заголовок фрагмента
Заголовок фрагмента используется отправителем IPv6 для посылки пакетов длиннее, чем MTU пути до места назначения. (Замечание: в отличие от IPv4, фрагментация в IPv6 выполняется только узлами-отправителями, а не маршрутизаторами вдоль пути доставки). Заголовок фрагментации идентифицируется кодом поля следующий заголовок, равным 44 и имеет следующий формат (рис. 4.4.1.1.21):
Рис. 4.4.1.1.21. Формат заголовка фрагментации
| Следующий заголовок | 8-битовый селектор. Идентифицирует тип исходного заголовка фрагментируемой части исходного пакета. Использует те же коды протоколов, что и IPv4 [RFC-1700]. |
| Резерв | 8-битовое резервное поле. Инициализируется нулем при передаче и игнорируется при приеме. |
| Fragment offset | 13-битовое число без знака. Смещение в 8-октетном блоке, для данных, которые следуют за этим заголовком, началом отсчета является начало фрагментируемой части исходного пакета. |
| Резерв (второй) | 2-битовое резервное поле. Инициализируется нулем при передаче и игнорируется при приеме. |
| m флаг | 1 = есть еще фрагменты; 0 = последний фрагмент. |
| Идентификация | 32 бита |
Для того чтобы послать пакет с длиной больше MTU пути, узел-отправитель может разделить пакет на фрагменты и послать каждый фрагмент в виде отдельного пакета, сборка исходного пакета будет проведена получателем.
Для каждого пакета, который должен быть фрагментирован, узел-отправитель генерирует код идентификации. Этот код должен отличаться от аналогичных кодов идентификации, используемых для других фрагментируемых пакетов, которые пересылаются в данный момент. Под "данным моментом" подразумевается период времени жизни пакета, включая время распространения кадра от источника до получателя и время, необходимое для сборки исходного (оригинального) пакета получателем. Однако не предполагается, чтобы отправитель знал максимальное время жизни пакета. Скорее предполагается, что данное требование будет удовлетворено с помощью простого 32-разрядного счетчика, инкрементируемого всякий раз, когда очередной пакет должен быть фрагментирован.
Схема реализации генератора кода идентификации оставляется на усмотрение приложения. Если присутствует заголовок маршрутизации, под адресом получателя подразумевается конечное место назначения.
Под исходным большим, не фрагментированным пакетом подразумевается “оригинальный” пакет. Предполагается, что он состоит из двух частей, как показано на рисунке 4.4.1.1.22:
Исходный пакет:
Рис. 4.4.1.1.22.
Не фрагментированная часть состоит из IPv6 заголовка плюс любых заголовков расширения, которые должны быть обработаны узлами по пути до места назначения. Таким образом, нефрагментированная часть включает в себя все заголовки вплоть до заголовка маршрутизации, если таковой присутствует, или до заголовка опций hop-by-hop, если он присутствует.
Фрагментируемая часть представляет собой остальную часть пакета, т.е. включает в себя заголовки расширений, которые должны быть обработаны в узле места назначения, заголовок верхнего уровня и данные.
Фрагментируемая часть оригинального пакета делится на фрагменты с длиной кратной 8 октетам. Фрагменты пересылаются независимо с помощью пакетов-фрагментов. Как показано на рис. Рис. 4.4.1.1.23
Исходный пакет:
Рис. 4.4.1.1.23.
Каждый пакет-фрагмент состоит из:
(1) Не фрагментируемой части оригинального пакета, с длиной поля данных оригинального IPv6 заголовка, измененной для того чтобы соответствовать длине фрагмента пакета (исключая длину самого IPv6-заголовка), а код поля следующий заголовок последнего заголовка не фрагментируемой части меняется на 44.
(2) Заголовка фрагмента, включающего в себя:
Код поля следующий заголовок, идентифицирующий первый заголовок фрагментируемой части оригинального пакета.
Смещение фрагмента, выражаемое в 8-октетных блоках и отсчитываемое от начала фрагментируемой части оригинального пакета. Смещение первого фрагмента (самого левого) равно нулю.
Код M-флага равен нулю, если фрагмент является последним (самым правым), в противном случае флаг равен 1.
(3) Сам фрагмент.
Длина фрагментов должна выбираться такой, чтобы пакеты-фрагменты соответствовали значению MTU для маршрута к месту назначения (назначений).
В узле места назначения из пакетов-фрагментов восстанавливается оригинальный пакет в не фрагментированной форме.
Восстановленный оригинальный пакет:
Рис. 4.4.1.1.24.
В процессе восстановления должны выполняться следующие правила:
Оригинальный пакет восстанавливается из фрагментов, которые имеют одни и те же адреса отправителя и получателя, а также код идентификации.
Не фрагментируемая часть восстанавливаемого пакета состоит из всех заголовков вплоть до (но не включая) заголовок фрагмента первого пакета-фрагмента (пакет со смещением равным нулю). При этом производятся следующие изменения:
Поле следующий заголовок последнего заголовка не фрагментируемой части берется из поля следующий заголовок заголовка первого фрагмента.
Длина поля данных восстановленного пакета вычисляется с использованием длины не фрагментируемой части, а также длины и смещения последнего фрагмента. Например, формула расчета длины поля данных восстановленного пакета имеет вид:
pl.orig = pl.first - fl.first - 8 + (8 * fo.last) + fl.last,
где
pl.orig - поле длины данных восстановленного пакета.
pl.first - поле длины данных первого пакета-фрагмента.
fl.first - длина фрагмента, следующего за заголовком первого пакета-фрагмента.
fo.last - Поле смещения фрагмента в заголовке последнего пакета-фрагмента.
fl.last - длина фрагмента, следующего за заголовком фрагмента последнего пакета-фрагмента.
Фрагментируемая часть восстановленного пакета состоит из частей, следующих за заголовками в каждом из пакетов-фрагментов. Длина каждого фрагмента вычисляется путем вычитания из длины поля данных длины заголовков, размещенных между IPv6 заголовком и самим фрагментом. Их относительное положение в фрагментируемой части вычисляется на основе значения смещения фрагмента. Заголовок фрагмента отсутствует в восстановленном пакете. В процессе сборки могут возникнуть следующие ошибки:
Если в пределах 60 секунд после прихода первого фрагмента получено недостаточно фрагментов для завершения сборки, процедура сборки должна быть прервана и все полученные фрагменты выкинуты.
Если первый фрагмент (т.e., пакет с нулевым смещением) получен, посылается ICMP сообщение “Time exceeded -- Fragment reassemble time exceeded”.
Если длина фрагмента, полученная из поля длины данных пакета, не является кратным 8 октетам, а M флаг фрагмента равен 1, фрагмент должен быть выброшен и должно быть послано сообщение ICMP (parameter problem, код 0) с указателем на поле длины данных пакета-фрагмента.
Если длина и смещение фрагмента таковы, что восстановленная длина поля данных фрагмента превосходит 65,535 октетов, фрагмент выбрасывается, посылается сообщение ICMP (parameter problem, код 0) с указателем на поле смещения фрагмента пакета-фрагмента. Следующие условия не должны реализоваться, но они также рассматриваются как ошибка, если это произойдет:
Число и содержимое заголовков, предшествующих заголовку фрагмента, отличаются для разных фрагментов одного и того же исходного пакета. Какие бы заголовки ни предшествовали, заголовку фрагмента, они обрабатываются по прибытии на место назначения до постановки фрагментов в очередь на восстановление. Только эти заголовки из пакета с нулевым смещением сохраняются в восстановленном пакете.
Значение поля следующий заголовок в заголовках фрагментов различных фрагментов исходного пакета могут отличаться. Для последующей сборки используется только значение из пакета-фрагмента с нулевым смещением.
