Fragmentación y retrasos de datagramas IPv4 – Part 1

¿Por qué se requiere la fragmentación de datagramas IPv4?
Redes diferentes pueden tener diferentes unidades máximas de transmisión (MTU), por ejemplo, debido a diferencias en la tecnología LAN. Cuando una red quiere transmitir datagramas a una red con una MTU más pequeña, los enrutadores en la ruta pueden fragmentar y volver a ensamblar los datagramas.

¿Cómo se hace la Fragmentación?
Cuando se recibe un paquete en el enrutador, se examina la dirección de destino y se determina la MTU. Si el tamaño del paquete es mayor que la MTU y el bit ‘No fragmentar (DF)’ se establece en 0 en el encabezado, el paquete se fragmenta en partes y se envía una por una. El tamaño máximo de cada fragmento es la MTU menos el tamaño del encabezado IP (Mínimo 20 bytes y Máximo 60 bytes).

Cada fragmento se convierte en un paquete y se producen los siguientes cambios en el encabezado del datagrama:

1. El campo de longitud total se cambia al tamaño del fragmento.
2. El bit de más fragmentos (bit MF) se establece para todos los paquetes de fragmentos excepto el último.
3. El campo de compensación de fragmentos se establece en función del número de fragmentos que se establece y la MTU.
4. Se vuelve a calcular la suma de comprobación del encabezado.

Ejemplo: para un paquete de datos de 4000 bytes y MTU de 1500 bytes, tenemos datos reales de 3980 bytes que se transmitirán y 1480 bytes es el tamaño máximo de datos que se permite enviar. Entonces, habría 3 fragmentos:
Para el primer fragmento, tamaño de datos = 1480 bytes, desplazamiento = 0 y bandera MF = 1
Para el segundo fragmento, tamaño de datos = 1480 bytes, desplazamiento = 1480 y bandera MF = 1
Para el tercer fragmento , tamaño de datos = 1020 bytes, desplazamiento = 2960 y bandera MF = 0

Un punto importante a tener en cuenta aquí es que todos los fragmentos tendrían el mismo número de identificación, lo que indica que todos los fragmentos pertenecen al mismo paquete de datos principal.

Retrasos – Retraso
en el procesamiento: tiempo que tardan los enrutadores en procesar el encabezado del paquete de datos.

Queuing delay: Tiempo que tarda el paquete de datos en las colas de enrutamiento.

Retardo de transmisión: Tiempo que se tarda en cargar un paquete de datos en el canal de transmisión
D _t = N/R,
N: Número de bits a transmitir
R: Tasa o velocidad de transmisión del canal

Retardo de propagación: tiempo que tarda el paquete de datos en llegar desde el origen hasta el destino

D _p = D/S,
D: Distancia entre el origen y el destino
S: es la velocidad de propagación

Las siguientes preguntas se han hecho en el examen GATE anterior sobre los temas anteriores.

1. PUERTA CS 2012 | Pregunta 42
2. PUERTA-CS-2013 | Pregunta 65
3. GATE-CS-2014 Serie 3 | Pregunta 65

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