Entendendo Fragmentação de Pacotes IP
Fragmentação de pacotes é processo de camada de rede que divide pacotes oversized em fragmentos menores para transmissão através de links com Maximum Transmission Units (MTUs) menores.
Por Que Fragmentação Ocorre
- Mismatch de MTU: Ethernet MTU = 1500 bytes; PPPoE = 1492; túneis VPN frequentemente <1400
- Tamanho do Pacote: Pacotes IPv4 até 65.535 bytes; IPv6 jumbograms até 4 GB
- Bit Don't Fragment (DF): Se definido, pacote é descartado em vez de fragmentado (ICMP "Packet Too Big" retornado)
Mecânica de Fragmentação IPv4
Cada fragmento torna-se pacote IP separado com:
- Identificação: Mesmo ID 16-bit para todos fragmentos do pacote original
- Flags: More Fragments (MF) bit = 1 para todos exceto último
- Fragment Offset: Campo 13-bit (blocos de 8 bytes) indicando posição no original
- Cabeçalho: Cada fragmento tem próprio cabeçalho IP (overhead 20-60 bytes)
Rearmontagem
- Host destino rearmonta usando ID + IP Origem/Destino + Protocolo
- Todos fragmentos devem chegar; fragmentos faltando → pacote inteiro descartado após timeout (60s típico)
- Exaustão buffer de rearmontagem = risco DoS
Diferença IPv6
- Sem fragmentação por roteador: Apenas origem fragmenta
- Path MTU Discovery (PMTUD): Obrigatório — origem aprende MTU do caminho via ICMPv6 Packet Too Big
- Fragment Extension Header: Usado em vez de flags/offset no cabeçalho principal
- MTU Mínimo: 1280 bytes (vs. 68 bytes IPv4)
Impacto de Performance
- Overhead: Cabeçalhos extras por fragmento (20+ bytes cada)
- Processamento: CPU roteador para fragmentação; memória host para rearmontagem
- Amplificação de perda: Um fragmento perdido = pacote inteiro retransmitido
- Segurança: Ataques de fragmentação (overlap, fragmentos minúsculos, exaustão buffer)
Melhores Práticas Modernas
- Habilite PMTUD: Não bloqueie ICMP "Packet Too Big"
- Defina bit DF: Deixe origem lidar com dimensionamento (TCP MSS clamping)
- MSS Clamping: Roteador reescreve MSS do TCP SYN para caber no path MTU
- Jumbo Frames: MTU 9000 bytes em ambientes controlados (data centers)
Analogia
Como enviar livro grande rasgando capítulos em envelopes separados, cada um rotulado "Livro X, Capítulo Y de Z", então destinatário rearmonta em ordem. Eficiente para itens oversized, mas capítulos perdidos arruínam livro inteiro.
