Fragmentação e remontagem

Um datagrama IP pode ter um tamanho de até 65535 bytes. Por outro lado, o IP é um protocolo da camada de rede, que deve ser transportado por protocolos das camadas inferiores. O problema é que estes protocolos inferiores podem não suportar o transporte de datagramas deste tamanho. Um exemplo muito conhecido é o caso do IP sobre ethernet cujo quadro tem um tamanho máximo (MTU - Maximum Transmission Unit) de 1500 bytes.

Neste caso, um recurso usado pelo IP (e por várias outros protocolos) é o da fragmentação (segmentação) e remontagem. O roteador negocia com os periféricos de rede e com o próximo roteador o tamanho máximo que pode ser usado naquela sub-rede. Datagramas com tamanhos maiores deverão ser então fragmentados.

A operação de fragmentação consiste em quebrar os dados do datagrama em unidades transportáveis, copiar o cabeçalho para cada uma delas e finalmente enviar. Para que o receptor possa remontar o datagrama original, os campos Identification, Flags e Fragment Offset são usados.

Cada datagrama IP enviado por uma máquina possui um Identification diferente. Quando o datagrama deve ser fragmentado, o valor deste campo se mantém o mesmo em cada fragmento.
O campo Flags possui, em especial, 2 bits:
- Do not Fragment, que informa que o datagrama não deve ser fragmentado. Se não for possível transportar sem essa operação, deve ser descartado pelo roteador.
  - Essa opção pode ser usada para se determinar o tamanho máximo que pode ser transportado por uma rede.
  - Caso o roteador resolva descartar o datagrama, deve informar o emissor através de ICMP.
- More Fragments, que indica a existência de mais fragmentos após a posição deste. Ou seja, se este bit não estiver setado, este é o último fragmento da cadeia.
O campo Offset determina a posição relativa deste fragmento em relação ao datagrama original. Como o campo Flags consumiu 3 bits (um é reservado), este campo é utilizado sempre em múltiplos de 8.

Com estes dados, é possível, sempre que necessário, se fragmentar um datagrama de tamanho excessivo em pedaços menores, suportados pela rede, e remontá-lo completamente no seu destino. Cabe lembrar que, por motivos de desempenho dos roteadores, é função única e exclusiva do receptor a reconstrução do datagrama.