CNS 15098-2007 IPv6 jumbograms《IPV6巨封包》.pdf

1、1 印月968月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 35.100.30 X127415098經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 968月21日 月日 (共7頁)IPv6 巨封包 IPv6 jumbograms 1. 適用範圍 巨封包(jumbogram)為包含大於65,535八位元組(Octet)酬載的IPv6封包。本標準規定IPv6巨酬載(Jumbo Payload)之選項，並提供規定此巨酬載長度的方法。本標準亦描述為了使用巨封包，傳輸控制協定(transmission control protocol，TCP)和使用者資料包協定(user dat

2、agram protocol，UDP)所應為之變更。 巨封包僅與IPv6節點有關，而該節點可能被附接至其最大傳輸單位(maximum transmission unit，MTU)為大於65,575八位元組之鏈路，且不支援附接至含有此種巨大MTU之IPv6節點，則不需實作或瞭解此種巨封包。 IPv6標頭IPv6具有一個16位元的酬載(payload)長度欄位，因此可支援直至65,535八位元組之酬載長度。本標準規定IPv6逐中繼段(hop-by-hop)之選項，謂之巨酬載之選項，為了允許傳輸酬載長度介於65,536與4,294,967,295八位元組之IPv6封包，故其酬載長度欄位應為32位元。

3、具有如此長酬載之封包則視為“巨封包“。 此巨酬載之選項僅與IPv6節點相關，而該節點可能被附接至其MTU為大於65,575八位元組之鏈路，(意即，65,535+40，而40八位元組即為IPv6標頭之大小)。若IPv6節點不支援附接至MTU大於65,575之鏈路，則IPv6節點不需由實作或瞭解此巨酬載之選項。 在具有可組態MTU之鏈路上，若有節點被附接至不支援巨酬載選項之鏈路，而且不能保證巨酬載選項不會被發送至該等節點，則MTU不得被設定組態成為大於 65,575八位元組之值。 UDP標頭UDP有一個16位元長度欄位，而TCP標頭TCP亦不具有長度欄位(length field)，TCP之最大資

4、料段大小(maximum segment size，MSS)選項與TCP之緊急欄位(urgent field)皆受限於16位元長，故皆阻止使用巨封包。本標準對TCP與UDP規定一些單純之進階機制(enhancements)以使其能使用巨封包。IPv6節點要支援巨酬載選項，其上的TCP或UDP之實作必須包括本標準此處所規定之進階機制。 備考 UDP與TCP所使用的16位元核對和將因為要核對之資料長度增加而漸漸失準，應用程式設計者需對此點加以考量。 2. 巨酬載選項之格式 本巨酬載選項載送於IPv6標頭後續的IPv6逐中繼段選項標頭中，本選項須具4n + 2對齊之需求(選項對齊之討論參照IPv6標

5、準第4.2節)。本選項格式如下： 2 CNS 15098, X 1274 選項型式 選項資料長度 巨酬載長度 選項型式 8位元之值 C2 (十六進位) 選項資料長度 8位元之值 4 巨酬載長度 32位元無正負號之整數，以八位元組表示IPv6封包之長度，不含IPv6標頭但包括逐中繼段選項標頭及任何其他出現的延伸標頭。此值必須大於65,535。 3. 巨酬載選項之使用 在每個封包中其IPv6標頭之酬載長度欄位必須設為0以便載送巨酬載選項。 如知悉此巨酬載選項之節點接收到封包，而其IPv6標頭載送之酬載長度欄值為0且其下一個封包標頭(next header)值亦為0（意味後續跟隨的為逐中繼段選項標頭

6、），且其鏈路層訊框復指出八位元組出現超過IPv6標頭時，此節點必須進而處理逐中繼段選項之標頭，以便從巨酬載選項中決定酬載之真正長度。 封包中若有載送片段標頭(fragment header) ，則不得使用此巨酬載選項。 較高層協定，通常使用IPv6酬載長度欄位以計算核對和擬標頭(checksum pseudo-header，描述於IPv6標準第8.1節)中之上一層封包長度欄位(upper-Layer packet length field)的值，若封包有載送此巨酬載選項，則必須改換使用此巨酬載長度欄位以為之計算。 知悉此巨酬載選項之節點，被要求偵測數個可能的格式錯誤，且若此具有錯誤的封包並未到

7、達其多播位址(multicast address)，則藉發送ICMP參數問題訊息(ICMP parameter problem message，參照ICMPv6標準)至封包來源點以報告此錯誤。下述錯誤表列規定用於在參數問題訊息之編碼與指標欄位(code and pointer field)中的值 錯誤：IPv6酬載長度= 0且IPv6下一個封包標頭=逐中繼段選項且無巨酬載選項 編碼：0 指標：IPv6酬載長度之高階八位元組 錯誤：IPv6酬載長度!= 0且有巨酬載選項 編碼：0 指標：巨酬載選項之選項型式欄位(option type field) 錯誤：有巨酬載選項且巨酬載長度 65,536

8、編碼：0 指標：巨酬載長度之高階八位元組 錯誤：有巨酬載選項且有片段標頭 3 CNS 15098, X 1274 編碼：0 指標：片段標頭之高階八位元組 未知悉此巨酬載選項之節點，依據IPv6之規格，被期待回應已接收錯誤巨封包之訊息如下： 錯誤：IPv6酬載長度= 0且IPv6次個封包標頭=逐中繼段選項 編碼：0 指標：IPv6酬載長度之高階八位元組 錯誤：IPv6酬載長度!= 0且有巨酬載選項 編碼：2 指標：巨酬載選項之選項型式欄位 4. UDP巨封包 UDP標頭之16位元長度欄位限制全部UDP封包(意即，UDP標頭與資料)之長度不得大於65,535八位元組。但本標準規定下述UDP之修正以

9、放寬上述之限制： 大於65,535八位元組之UDP封包可藉設定UDP長度欄位為0之方式發送，而使接收者從IPv6酬載長度導出實際的UDP封包長度。 備考： 未修正前，UDP長度欄位為0非為有效值，因為UDP封包長度應包含該UDP標頭，故UDP長度欄位值最少為8。 發送UDP巨封包之特定需求如下： 當發送UDP封包時，若且唯若UDP標頭加UDP資料之長度大於65,535，則設定UDP標頭中之長度欄位為0。 載送一個如此龐大的UDP封包之IPv6封包必須在逐中繼段選項之標頭中包含巨酬載選項，設定在上述選項內之巨酬載長度欄位之值為實際的UDP標頭與資料的長度，並加上在IPv6標頭與UDP標頭之間所有

10、的IPv6延伸標頭之長度。 在核對和擬似標頭中(參照IPv6標準第8.1節)，使用實際的非0UDP標頭與資料的長度，產生UDP核對和。 接收UDP巨封包之特定需求如下： 當接收到UDP封包，若且唯若UDP標頭中之長度欄位為0，則從IPv6巨酬載長度欄位之值減去IPv6標頭與UDP標頭之間所有的延伸標頭之長度，計算出實際的UDP標頭與資料的長度。 在非預期的狀況中，UDP長度欄位為0但沒有出現巨酬載選項時(意即，IPv6封包非為巨封包)，則使用IPv6標頭中之酬載長度欄位之值以取代在上述計算中巨酬載長度欄位之值。 在核對和擬似標頭中，使用計算過的非0UDP標頭與資料的長度，以查證接收到的UDP核

11、對和。 5. TCP巨封包 由於TCP標頭中並無長度欄位，因此個別TCP封包之長度似無限制。但是，在連4 CNS 15098, X 1274 接開始時，已協商的MSS值會限制能發送之最大TCP封包，且緊急指標(urgent pointer)亦無法參引超過65,535位元組之資料。 5.1 TCP最大資料段大小(Maximum Segment Size，MSS) 當決定何種MSS值被發送時，如果直接附接於介面之MTU減去60後(參照IPv6標準第8.3節)，仍大於或等於65,535，則設定MSS值為65,535。 當接收到之MSS值為65,535時，則視為無限大。實際的MSS值則由至TCP同層之

12、路徑上，藉由履行路徑MTU探索(path MTU discovery MTU-DISC)所習得(learned)之值減去60後決定。 5.2 TCP緊急指標 藉加入TCP緊急指標選項可解決緊急指標之問題。但是，因為使用巨封包之應用又不太可能同時使用緊急指標，因此，如同上述MSS則面臨較少於之強制的變更。 當具有緊急指標(意即，設定URG位元)之TCP封包要發送時，首先計算從序號至緊急指標之偏置，如果偏置值小於65,535，則填入緊急欄位內並繼續正常的TCP處理。如果偏置值大於65,535，且此偏置值大於或等於TCP資料之長度，則填入65,535緊急指標內並繼續正常的TCP處理。此外，TCP封包

13、必須分割成二片段，第一片段包含資料數，但不包含由緊急指標指出的資料，直至緊急欄位設為65,535以指示緊急指標係超出此封包終了之外，然後具正常緊急指標設定的第二片段隨之發送。 備考： 此第一份不需包含直及緊急指標所示全部之資料，可以短少些，如其終了長度在緊急指標65,534位元組之內，則第二份中之對緊急指標的偏置值因此將可小於65,535位元組。 TCP輸入處理，當接收到具設定URG位元及緊急欄位為65,535之TCP封包時，緊急指標係使用相同於TCP資料長度之偏置值計算而非使用緊急欄位中之偏置值。 另宜注意的則是TCP訊窗雖僅具16位元，但經由使用TCP訊窗標度選項(TCP window s

14、cale option TCP-EXT)可使用較大的訊窗。 6. 安全性考量 本巨酬載選項與TCP/UDP巨封包並未引入任何已知新的安全性關切。 相對應國際標準：RFC 2675：1999 IPv6 jumbograms 5 CNS 15098, X 1274 參考文獻 ICMPv6 Conta, A. and S. Deering, “ICMP for the Internet Protocol Version 6 (IPv6)“, RFC 2463, December 1998. IPv6 Deering, S. and R. Hinden, “Internet Protocol Vers

15、ion 6 (IPv6) Specification“, RFC 2460, December 1998. MTU-DISC McCann, J., Deering, S. and J. Mogul, “Path MTU Discovery for IP Version 6“, RFC 1981, August 1986. TCP Postel, J., “Transmission Control Protocol“, STD 7, RFC 793, September 1981. TCP-EXT Jacobson, V., Braden, R. and D. Borman, “TCP Ext

16、ensions for High Performance“, RFC 1323, May 1992. UDP Postel, J., “User Datagram Protocol“, STD 6, RFC 768, August 1980. 6 CNS 15098, X 1274 英中名詞對照表 A B C checksum pseudo-header 核對和擬標頭 code and pointer field 編碼與指標欄位 D E F fragment header 片段標頭 G H hop-by-hop 逐中繼段 I J jumbogram 巨封包 jumbo payload 巨酬載

17、K L M maximum transmission unit，MTU 最大傳輸單位 multicast address 多播位址 N next header 下一個封包標頭 O octet 八位元組 7 CNS 15098, X 1274 P parameter problem message 參數問題訊息 path MTU discovery 路徑MTU探索 payload 酬載 Q R S T transmission control protocol，TCP 傳輸控制協定 U upper-layer packet length field 上一層封包長度欄位 urgent field 緊急欄位 urgent pointer 緊急指標 user datagram protocol，UDP 使用者資料包協定