تعارف
ہم سب IP کی درجہ بندی اور غیر درجہ بندی کے اصول اور نیٹ ورک کمیونیکیشن میں اس کا اطلاق جانتے ہیں۔ پیکٹ ٹرانسمیشن کے عمل میں آئی پی فریگمنٹیشن اور دوبارہ اسمبلنگ ایک کلیدی طریقہ کار ہے۔ جب کسی پیکٹ کا سائز نیٹ ورک لنک کی زیادہ سے زیادہ ٹرانسمیشن یونٹ (MTU) کی حد سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو IP فریگمنٹیشن پیکٹ کو ٹرانسمیشن کے لیے متعدد چھوٹے حصوں میں تقسیم کر دیتا ہے۔ یہ ٹکڑوں کو نیٹ ورک میں آزادانہ طور پر منتقل کیا جاتا ہے اور، منزل پر پہنچنے پر، انہیں آئی پی کے دوبارہ جوڑنے کے طریقہ کار کے ذریعے مکمل پیکٹوں میں دوبارہ جوڑا جاتا ہے۔ ٹکڑے کرنے اور دوبارہ جوڑنے کا یہ عمل اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ ڈیٹا کی سالمیت اور وشوسنییتا کو یقینی بناتے ہوئے نیٹ ورک میں بڑے سائز کے پیکٹوں کو منتقل کیا جا سکتا ہے۔ اس سیکشن میں، ہم اس بات پر گہری نظر ڈالیں گے کہ آئی پی فریگمنٹیشن اور دوبارہ جوڑنے کے طریقے کیسے کام کرتے ہیں۔
آئی پی فریگمنٹیشن اور دوبارہ جوڑنا
مختلف ڈیٹا لنکس میں مختلف زیادہ سے زیادہ ٹرانسمیشن یونٹ (MTU) ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، FDDI ڈیٹا لنک میں 4352 بائٹس کا MTU اور 1500 بائٹس کا ایتھرنیٹ MTU ہے۔ MTU کا مطلب ہے زیادہ سے زیادہ ٹرانسمیشن یونٹ اور اس سے مراد زیادہ سے زیادہ پیکٹ سائز ہے جو نیٹ ورک پر منتقل کیا جا سکتا ہے۔
FDDI (فائبر ڈسٹری بیوٹڈ ڈیٹا انٹرفیس) ایک تیز رفتار لوکل ایریا نیٹ ورک (LAN) معیار ہے جو آپٹیکل فائبر کو ٹرانسمیشن میڈیم کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ ٹرانسمیشن یونٹ (MTU) زیادہ سے زیادہ پیکٹ کا سائز ہے جسے ڈیٹا لنک لیئر پروٹوکول کے ذریعے منتقل کیا جا سکتا ہے۔ FDDI نیٹ ورکس میں، MTU کا سائز 4352 بائٹس ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ زیادہ سے زیادہ پیکٹ سائز جو FDDI نیٹ ورک میں ڈیٹا لنک لیئر پروٹوکول کے ذریعے منتقل کیا جا سکتا ہے 4352 بائٹس ہے۔ اگر منتقل کیا جانا والا پیکٹ اس سائز سے زیادہ ہے، تو اسے پیکٹ کو متعدد ٹکڑوں میں تقسیم کرنے کی ضرورت ہے تاکہ ٹرانسمیشن کے لیے MTU سائز کے لیے موزوں ہو اور وصول کنندہ پر دوبارہ جوڑا جائے۔
ایتھرنیٹ کے لیے، MTU عام طور پر 1500 بائٹس سائز کا ہوتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ایتھرنیٹ سائز میں 1500 بائٹس تک پیکٹ منتقل کر سکتا ہے۔ اگر پیکٹ کا سائز MTU کی حد سے زیادہ ہے، تو پیکٹ کو ٹرانسمیشن کے لیے چھوٹے ٹکڑوں میں تقسیم کیا جاتا ہے اور منزل پر دوبارہ جمع کیا جاتا ہے۔ بکھرے ہوئے IP ڈیٹاگرام کو دوبارہ جوڑنا صرف منزل مقصود کے میزبان کے ذریعہ انجام دیا جاسکتا ہے، اور راؤٹر دوبارہ جوڑنے کا عمل انجام نہیں دے گا۔
ہم نے پہلے بھی TCP سیگمنٹس کے بارے میں بات کی تھی، لیکن MSS کا مطلب ہے زیادہ سے زیادہ سیگمنٹ سائز، اور یہ TCP پروٹوکول میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے۔ MSS سے مراد زیادہ سے زیادہ ڈیٹا سیگمنٹ کا سائز ہے جسے TCP کنکشن میں بھیجنے کی اجازت ہے۔ ایم ٹی یو کی طرح، ایم ایس ایس کا استعمال پیکٹوں کے سائز کو محدود کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، لیکن یہ ٹرانسپورٹ لیئر، ٹی سی پی پروٹوکول پرت پر ایسا کرتا ہے۔ TCP پروٹوکول ڈیٹا کو متعدد ڈیٹا سیگمنٹس میں تقسیم کرکے ایپلیکیشن لیئر کے ڈیٹا کو منتقل کرتا ہے، اور ہر ڈیٹا سیگمنٹ کا سائز MSS کے ذریعے محدود ہے۔
ہر ڈیٹا لنک کا MTU مختلف ہوتا ہے کیونکہ ہر مختلف قسم کا ڈیٹا لنک مختلف مقاصد کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ استعمال کے مقصد پر منحصر ہے، مختلف MTUs کی میزبانی کی جا سکتی ہے۔
فرض کریں کہ بھیجنے والا ایک ایتھرنیٹ لنک پر ٹرانسمیشن کے لیے ایک بڑا 4000 بائٹ ڈیٹاگرام بھیجنا چاہتا ہے، اس لیے ڈیٹاگرام کو ٹرانسمیشن کے لیے تین چھوٹے ڈیٹاگرام میں تقسیم کرنے کی ضرورت ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ ہر چھوٹے ڈیٹاگرام کا سائز MTU کی حد سے زیادہ نہیں ہو سکتا، جو کہ 1500 بائٹس ہے۔ تین چھوٹے ڈیٹاگرامس حاصل کرنے کے بعد، وصول کنندہ ان کو اصل 4000 بائٹ بڑے ڈیٹاگرام میں دوبارہ جوڑتا ہے جس کی بنیاد پر ہر ڈیٹاگرام کی ترتیب نمبر اور آفسیٹ ہوتا ہے۔
بکھری ٹرانسمیشن میں، ایک ٹکڑے کا نقصان پورے IP ڈیٹاگرام کو باطل کر دے گا۔ اس سے بچنے کے لیے، ٹی سی پی نے ایم ایس ایس متعارف کرایا، جہاں آئی پی پرت کے بجائے ٹی سی پی پرت پر فریگمنٹیشن کی جاتی ہے۔ اس نقطہ نظر کا فائدہ یہ ہے کہ TCP ہر طبقہ کے سائز پر زیادہ درست کنٹرول رکھتا ہے، جو IP پرت میں ٹکڑے ٹکڑے ہونے سے منسلک مسائل سے بچتا ہے۔
UDP کے لیے، ہم کوشش کرتے ہیں کہ MTU سے بڑا ڈیٹا پیکٹ نہ بھیجیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ UDP ایک کنکشن لیس اورینٹڈ ٹرانسپورٹ پروٹوکول ہے، جو TCP جیسے قابل اعتماد اور ری ٹرانسمیشن میکانزم فراہم نہیں کرتا ہے۔ اگر ہم MTU سے بڑا UDP ڈیٹا پیکٹ بھیجتے ہیں، تو اسے ٹرانسمیشن کے لیے IP پرت کے ذریعے ٹکڑے ٹکڑے کر دیا جائے گا۔ ایک بار ٹکڑوں میں سے ایک کھو جانے کے بعد، UDP پروٹوکول دوبارہ منتقل نہیں ہو سکتا، جس کے نتیجے میں ڈیٹا ضائع ہو جاتا ہے۔ لہذا، قابل اعتماد ڈیٹا کی ترسیل کو یقینی بنانے کے لیے، ہمیں MTU کے اندر UDP ڈیٹا پیکٹ کے سائز کو کنٹرول کرنے کی کوشش کرنی چاہیے اور بکھری ہوئی ترسیل سے گریز کرنا چاہیے۔
Mylinking ™ نیٹ ورک پیکٹ بروکرخود کار طریقے سے مختلف قسم کے سرنگ پروٹوکول VxLAN/NVGRE/IPoverIP/MPLS/GRE وغیرہ کی شناخت کر سکتے ہیں، صارف کے پروفائل کے مطابق اندرونی یا بیرونی خصوصیات کے سرنگ کے بہاؤ کے آؤٹ پٹ کے مطابق تعین کیا جا سکتا ہے۔
○ یہ VLAN، QinQ، اور MPLS لیبل پیکٹوں کو پہچان سکتا ہے۔
○ اندرونی اور بیرونی VLAN کی شناخت کر سکتا ہے۔
○ IPv4/IPv6 پیکٹوں کی شناخت کی جا سکتی ہے۔
○ VxLAN, NVGRE, GRE, IPoverIP, GENEVE, MPLS ٹنل پیکٹ کی شناخت کر سکتے ہیں
○ آئی پی فریگمنٹڈ پیکٹوں کی شناخت کی جا سکتی ہے (آئی پی فریگمنٹیشن کی شناخت کی حمایت کرتا ہے اور آئی پی فریگمنٹیشن کو دوبارہ جوڑنے کی حمایت کرتا ہے تاکہ تمام آئی پی فریگمنٹیشن پیکٹوں پر L4 فیچر فلٹرنگ کو لاگو کیا جا سکے۔ ٹریفک آؤٹ پٹ پالیسی کو لاگو کریں۔)
IP بکھرا ہوا اور TCP کیوں بکھرا ہوا ہے؟
چونکہ نیٹ ورک ٹرانسمیشن میں، IP پرت خود بخود ڈیٹا پیکٹ کو ٹکڑے ٹکڑے کر دے گی، یہاں تک کہ اگر TCP پرت ڈیٹا کو الگ نہیں کرتی ہے، ڈیٹا پیکٹ خود بخود IP پرت کے ذریعے بکھر جائے گا اور عام طور پر منتقل ہو جائے گا۔ تو TCP کو ٹکڑے ٹکڑے کرنے کی ضرورت کیوں ہے؟ کیا یہ زیادتی نہیں ہے؟
فرض کریں کہ ایک بڑا پیکٹ ہے جو TCP پرت پر الگ نہیں ہے اور ٹرانزٹ میں کھو گیا ہے۔ TCP اسے دوبارہ منتقل کرے گا، لیکن صرف پورے بڑے پیکٹ میں (حالانکہ IP پرت ڈیٹا کو چھوٹے پیکٹوں میں تقسیم کرتی ہے، جن میں سے ہر ایک کی لمبائی MTU ہے)۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ آئی پی پرت ڈیٹا کی قابل اعتماد ترسیل کی پرواہ نہیں کرتی ہے۔
دوسرے لفظوں میں، مشین کی نقل و حمل سے نیٹ ورک لنک پر، اگر نقل و حمل کی تہہ ڈیٹا کو ٹکڑے ٹکڑے کر دیتی ہے، تو IP پرت اسے ٹکڑے نہیں کرتی۔ اگر نقل و حمل کی پرت پر فریگمنٹیشن نہیں کی جاتی ہے، تو IP پرت پر فریگمنٹیشن ممکن ہے۔
آسان الفاظ میں، TCP ڈیٹا کو اس طرح تقسیم کرتا ہے کہ IP پرت مزید بکھری نہ رہے، اور جب دوبارہ منتقلی ہوتی ہے، تو ڈیٹا کے صرف چھوٹے حصے دوبارہ منتقل کیے جاتے ہیں۔ اس طرح، ٹرانسمیشن کی کارکردگی اور وشوسنییتا کو بہتر بنایا جا سکتا ہے.
اگر TCP بکھرا ہوا ہے، تو کیا IP پرت بکھری نہیں ہے؟
مندرجہ بالا بحث میں، ہم نے ذکر کیا کہ بھیجنے والے پر TCP فریگمنٹیشن کے بعد، IP پرت میں کوئی ٹکڑا نہیں ہے۔ تاہم، پورے ٹرانسپورٹ لنک میں نیٹ ورک پرت کے دوسرے آلات ہو سکتے ہیں جن میں زیادہ سے زیادہ ٹرانسمیشن یونٹ (MTU) بھیجنے والے کے MTU سے چھوٹا ہو سکتا ہے۔ لہذا، اگرچہ پیکٹ بھیجنے والے پر بکھر گیا ہے، یہ ان آلات کی IP پرت سے گزرتے ہی دوبارہ بکھر جاتا ہے۔ آخر کار، تمام شارڈز ریسیور پر جمع ہو جائیں گے۔
اگر ہم پورے لنک پر کم از کم MTU کا تعین کر سکتے ہیں اور اس لمبائی میں ڈیٹا بھیج سکتے ہیں، تو کوئی تقسیم نہیں ہو گی چاہے ڈیٹا کو کس نوڈ پر منتقل کیا جائے۔ پورے لنک پر یہ کم از کم MTU پاتھ MTU (PMTU) کہلاتا ہے۔ جب ایک IP پیکٹ راؤٹر پر آتا ہے، اگر راؤٹر کا MTU پیکٹ کی لمبائی سے کم ہے اور DF (Do Fragment) کا جھنڈا 1 پر سیٹ ہے، تو راؤٹر پیکٹ کو ٹکڑے کرنے کے قابل نہیں ہو گا اور صرف اسے چھوڑ سکتا ہے۔ اس صورت میں، روٹر ایک ICMP (انٹرنیٹ کنٹرول میسج پروٹوکول) ایرر میسج تیار کرتا ہے جسے "فریگمنٹیشن نیڈڈ بٹ ڈی ایف سیٹ" کہا جاتا ہے۔ یہ ICMP ایرر میسج روٹر کی MTU ویلیو کے ساتھ سورس ایڈریس پر واپس بھیجا جائے گا۔ جب بھیجنے والے کو ICMP غلطی کا پیغام موصول ہوتا ہے، تو وہ MTU قدر کی بنیاد پر پیکٹ کے سائز کو ایڈجسٹ کر سکتا ہے تاکہ دوبارہ ممنوعہ فریگمنٹیشن کی صورت حال سے بچا جا سکے۔
آئی پی فریگمنٹیشن ایک ضرورت ہے اور آئی پی لیئر پر اس سے گریز کیا جانا چاہیے، خاص طور پر لنک میں موجود انٹرمیڈیٹ ڈیوائسز پر۔ اس لیے، IPv6 میں، انٹرمیڈیٹ ڈیوائسز کے ذریعے IP پیکٹوں کا فریگمنٹیشن منع کر دیا گیا ہے، اور فریگمنٹیشن صرف لنک کے شروع اور آخر میں کی جا سکتی ہے۔
IPv6 کی بنیادی تفہیم
IPv6 انٹرنیٹ پروٹوکول کا ورژن 6 ہے، جو IPv4 کا جانشین ہے۔ IPv6 128 بٹ ایڈریس کی لمبائی کا استعمال کرتا ہے، جو IPv4 کے 32 بٹ ایڈریس کی لمبائی سے زیادہ IP ایڈریس فراہم کر سکتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ IPv4 ایڈریس کی جگہ آہستہ آہستہ ختم ہو رہی ہے، جبکہ IPv6 ایڈریس کی جگہ بہت بڑی ہے اور مستقبل کے انٹرنیٹ کی ضروریات کو پورا کر سکتی ہے۔
IPv6 کے بارے میں بات کرتے وقت، زیادہ ایڈریس اسپیس کے علاوہ، یہ بہتر سیکیورٹی اور اسکیل ایبلٹی بھی لاتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ IPv6 IPv4 کے مقابلے میں بہتر نیٹ ورک کا تجربہ فراہم کر سکتا ہے۔
اگرچہ IPv6 ایک طویل عرصے سے ہے، اس کی عالمی تعیناتی اب بھی نسبتاً سست ہے۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ IPv6 کو موجودہ IPv4 نیٹ ورک کے ساتھ ہم آہنگ ہونے کی ضرورت ہے، جس کے لیے منتقلی اور منتقلی کی ضرورت ہے۔ تاہم، IPv4 پتوں کی تھکن اور IPv6 کی بڑھتی ہوئی مانگ کے ساتھ، زیادہ سے زیادہ انٹرنیٹ سروس فراہم کرنے والے اور تنظیمیں آہستہ آہستہ IPv6 کو اپنا رہی ہیں، اور آہستہ آہستہ IPv6 اور IPv4 کے دوہری اسٹیک آپریشن کو سمجھ رہی ہیں۔
خلاصہ
اس باب میں، ہم نے گہرائی سے جائزہ لیا کہ آئی پی فریگمنٹیشن اور دوبارہ اسمبلنگ کیسے کام کرتی ہے۔ مختلف ڈیٹا لنکس میں مختلف میکسیمم ٹرانسمیشن یونٹ (MTU) ہوتے ہیں۔ جب کسی پیکٹ کا سائز MTU کی حد سے بڑھ جاتا ہے تو، IP فریگمنٹیشن پیکٹ کو ٹرانسمیشن کے لیے متعدد چھوٹے ٹکڑوں میں تقسیم کرتا ہے، اور منزل پر پہنچنے کے بعد IP دوبارہ جوڑنے کے طریقہ کار کے ذریعے انہیں ایک مکمل پیکٹ میں دوبارہ جوڑتا ہے۔ TCP فریگمنٹیشن کا مقصد یہ ہے کہ آئی پی پرت کو مزید ٹکڑا نہ بنایا جائے، اور دوبارہ ٹرانسمیشن ہونے پر صرف چھوٹے ڈیٹا کو دوبارہ منتقل کیا جائے، تاکہ ٹرانسمیشن کی کارکردگی اور وشوسنییتا کو بہتر بنایا جا سکے۔ تاہم، پورے ٹرانسپورٹ لنک میں دوسرے نیٹ ورک لیئر ڈیوائسز ہو سکتی ہیں جن کا MTU بھیجنے والے سے چھوٹا ہو سکتا ہے، اس لیے پیکٹ اب بھی ان ڈیوائسز کی IP پرت پر دوبارہ بکھر جائے گا۔ IP پرت پر ٹکڑے ٹکڑے کرنے سے حتی الامکان گریز کیا جانا چاہیے، خاص طور پر لنک میں موجود انٹرمیڈیٹ ڈیوائسز پر۔
پوسٹ ٹائم: اگست 07-2025
