13.3.5 Limiti e dimensioni riguardanti la trasmissione dei dati

Un aspetto di cui bisogna tenere conto nella programmazione di rete, e che ritornerà anche più avanti, è che ci sono una serie di limiti a cui la trasmissione dei dati attraverso i vari livelli del protocollo deve sottostare, limiti che è opportuno tenere presente perché in certi casi si possono avere delle conseguenze sul comportamento delle applicazioni.

Un elenco di questi limiti, insieme ad un breve accenno alle loro origini ed alle eventuali implicazioni che possono avere, è il seguente:

• La dimensione massima di un pacchetto IP è di 65535 byte, compresa l'intestazione. Questo è dovuto al fatto che la dimensione è indicata da un campo apposito nell'header di IP che è lungo 16 bit (vedi fig. A.2).
• La dimensione massima di un pacchetto normale di IPv6 è di 65575 byte, il campo apposito nell'header infatti è sempre a 16 bit, ma la dimensione dell'header è fissa e di 40 byte e non è compresa nel valore indicato dal suddetto campo. Inoltre IPv6 ha la possibilità di estendere la dimensione di un pacchetto usando la jumbo payload option.
• Molte reti fisiche hanno un MTU (maximum transfer unit) che dipende dal protocollo specifico usato al livello di connessione fisica. Il più comune è quello di ethernet che è pari a 1500 byte, una serie di altri valori possibili sono riportati in tab. 13.3.

Quando un pacchetto IP viene inviato su una interfaccia di rete e le sue dimensioni eccedono la MTU viene eseguita la cosiddetta frammentazione, i pacchetti cioè vengono suddivisi⁶) in blocchi più piccoli che possono essere trasmessi attraverso l'interfaccia.


Rete	MTU


Hyperlink	65535
Token Ring IBM (16 Mbit/sec)	17914
Token Ring IEEE 802.5 (4 Mbit/sec)	4464
FDDI	4532
Ethernet	1500
X.25	576

Tabella 13.3:

Valori della MTU (maximum transfer unit) per una serie di reti diverse.

La MTU più piccola fra due stazioni viene in genere chiamata path MTU, che dice qual'è la lunghezza massima oltre la quale un pacchetto inviato da una stazione ad un'altra verrebbe senz'altro frammentato. Si tenga conto che non è affatto detto che la path MTU sia la stessa in entrambe le direzioni, perché l'instradamento può essere diverso nei due sensi, con diverse tipologie di rete coinvolte.

Una delle differenze fra IPv4 e IPv6 é che per IPv6 la frammentazione può essere eseguita solo alla sorgente, questo vuol dire che i router IPv6 non frammentano i pacchetti che ritrasmettono (anche se possono frammentare i pacchetti che generano loro stessi), mentre i router IPv4 si. In ogni caso una volta frammentati i pacchetti possono essere riassemblati solo alla destinazione.

Nell'header di IPv4 è previsto il flag DF che specifica che il pacchetto non deve essere frammentato; un router che riceva un pacchetto le cui dimensioni eccedano quelle dell'MTU della rete di destinazione genererà un messaggio di errore ICMPv4 di tipo destination unreachable, fragmentation needed but DF bit set. Dato che i router IPv6 non possono effettuare la frammentazione la ricezione di un pacchetto di dimensione eccessiva per la ritrasmissione genererà sempre un messaggio di errore ICMPv6 di tipo packet too big.

Dato che il meccanismo di frammentazione e riassemblaggio dei pacchetti comporta inefficienza, normalmente viene utilizzato un procedimento, detto path MTU discovery che permette di determinare il path MTU fra due stazioni; per la realizzazione del procedimento si usa il flag DF di IPv4 e il comportamento normale di IPv6 inviando delle opportune serie di pacchetti (per i dettagli vedere l'RFC 1191 per IPv4 e l'RFC 1981 per IPv6) fintanto che non si hanno più errori.

Il TCP usa sempre questo meccanismo, che per le implementazioni di IPv4 è opzionale, mentre diventa obbligatorio per IPv6. Per IPv6 infatti, non potendo i router frammentare i pacchetti, è necessario, per poter comunicare, conoscere da subito il path MTU.

Infine TCP definisce una MSS Maximum Segment Size che annuncia all'altro capo della connessione la dimensione massima dimensione del segmento di dati che può essere ricevuto, così da evitare la frammentazione. Di norma viene impostato alla dimensione della MTU dell'interfaccia meno la lunghezza delle intestazioni di IP e TCP, in Linux il default, mantenuto nella costante TCP_MSS è 512.

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Pubblicazione web curata da Mirko Maischberger