Unitat màxima de transmissió (MTU)

Unitat màxima de transmissió (MTU)

A les xarxes d’ordinadors, el terme Unitat de transmissió màxima (MTU) fa referència a la mida (en bytes) de la PDU més gran que pot transmetre una capa determinada d’un protocol de comunicacions. Els paràmetres MTU solen aparèixer en associació amb una interfície de comunicacions (NIC, port sèrie, etc.). La MTU es pot fixar per estàndards (com és el cas d'Ethernet) o decidir-se en el moment de la connexió (com sol passar amb els enllaços sèrie punt a punt). Un MTU més alt aporta una major eficiència perquè cada paquet porta més dades d’usuari mentre que les despeses generals del protocol, com ara les capçaleres o els retards subjacents per paquet, es mantenen fixos, i una major eficiència significa una lleugera millora del rendiment massiu del protocol. No obstant això, els paquets grans poden ocupar un enllaç lent durant algun temps, provocant retards majors en seguir els paquets i augmentant el retard i la latència mínima. Per exemple, un paquet de 1500 bytes, el més gran permès per Ethernet a la capa de xarxa (i per tant la major part d'Internet), lligaria un mòdem de 14.4 k durant aproximadament un segon.

Descobriment del camí MTU
El protocol d'Internet defineix la "ruta MTU" d'una ruta de transmissió d'Internet com la MTU més petita de qualsevol salt IP de la "ruta" entre una font i una destinació. Dit d'una altra manera, el camí MTU és la mida de paquet més gran que travessa aquest camí sense sofrir fragmentació.

RFC 1191 descriu "Path MTU discovery", una tècnica per determinar la ruta MTU entre dos hosts IP. Funciona configurant l'opció DF (No fragmentar) a les capçaleres IP dels paquets sortints. Qualsevol dispositiu al llarg del camí que tingui una MTU més petita que el paquet deixarà caure aquests paquets i retornarà un missatge ICMP "Destinació inaccessible (datagrama massa gran)" que conté la seva MTU, cosa que permet a l'amfitrió d'origen reduir adequadament el seu camí MTU suposat. El procés es repeteix fins que la MTU sigui prou petita per recórrer tot el camí sense fragmentació.

Malauradament, un nombre creixent de xarxes deixa caure el trànsit ICMP (per exemple, per evitar atacs de denegació de servei), cosa que impedeix que el descobriment de la ruta MTU funcioni. Sovint es detecta aquest bloqueig en els casos en què una connexió funciona per a dades de baix volum, però es penja tan aviat com un amfitrió envia un gran bloc de dades alhora. Per exemple, amb l'IRC, un client connectat pot veure fins al missatge de ping, però després no obté cap resposta. Això es deu al fet que el gran conjunt de missatges de benvinguda s'envien en paquets més grans que el MTU real. A més, en una xarxa IP, el camí des de l'adreça d'origen fins a l'adreça de destinació sovint es modifica dinàmicament, en resposta a diversos esdeveniments (equilibri de càrrega, congestió, sortides, etc.); repetit) durant una transmissió, que pot introduir més caigudes de paquets abans que l’amfitrió trobi la nova MTU segura.

La majoria de LAN Ethernet utilitzen una MTU de 1500 bytes (les LAN modernes poden utilitzar trames Jumbo, permetent una MTU de fins a 9000 bytes), però els protocols de frontera com PPPoE reduiran això. Això fa que el descobriment de la ruta MTU entri en vigor amb el possible resultat de fer inaccessibles alguns llocs situats darrere de tallafocs mal configurats. Es pot evitar-ho, depenent de quina part de la xarxa controli; per exemple, es pot canviar l'MSS (mida màxima del segment) al paquet inicial que estableix la connexió TCP al tallafoc.

Aquest problema ha aparegut amb més freqüència des de la introducció de Windows Vista, que introdueix la "Pila TCP / IP de nova generació". Això implementa "Sintonització automàtica de la finestra de recepció que determina contínuament la mida òptima de la finestra de recepció mesurant el producte amb retard d'ample de banda i la velocitat de recuperació de l'aplicació, i ajusta la mida màxima de la finestra de recepció en funció del canvi de condicions de la xarxa". [2] S'ha vist que això falla juntament amb enrutadors i tallafocs més antics que semblaven funcionar amb altres sistemes operatius. Es veu més sovint als encaminadors ADSL i sovint es pot corregir mitjançant una actualització del firmware.

Els eixos vertebradors de l’ATM, un exemple de sintonització MTU
De vegades és preferible, des del punt de vista de l'eficiència, declarar artificialment una MTU reduïda en un programari per sota de la longitud màxima real possible. Un exemple d'això és el cas en què el trànsit IP es transmet per una xarxa de caixers automàtics (mode de transferència asíncrona). Alguns proveïdors, especialment aquells amb antecedents de telefonia, utilitzen caixers automàtics a la seva xarxa troncal interna.

L’ús de l’ATM a una eficiència òptima s’aconsegueix quan la longitud del paquet és múltiple de 48 bytes. Això es deu al fet que l’ATM s’envia com un flux de paquets de longitud fixa (coneguts com a "cel·les"), cadascun dels quals pot carregar una càrrega útil de 48 bytes de dades d’usuari amb 5 bytes de despeses generals per un cost total de 53 bytes per cel·la. Per tant, la longitud total de la longitud de dades transmeses és de 53 * ncells bytes, on ncells = el nombre de cel·les necessàries de = INT ((longitud de càrrega útil + 47) / 48). Per tant, en el pitjor dels casos, on la longitud total = (48 * n + 1) bytes, es necessita una cel·la addicional per transmetre l’últim byte de càrrega útil, la cel·la final costa 53 bytes transmesos addicionals, 47 dels quals són farcits. Per aquest motiu, declarar artificialment una MTU reduïda al programari maximitza l'eficiència del protocol a la capa ATM fent que la longitud total de càrrega útil ATM AAL5 sigui múltiple de 48 bytes sempre que sigui possible.

Per exemple, 31 cel·les ATM completament plenes tenen una càrrega útil de 31 * 48 = 1488 bytes. Prenent aquesta xifra de 1488 i restant-ne les despeses generals aportades per tots els protocols superiors rellevants, podem obtenir un valor suggerit per a un MTU òptimament reduït artificialment. En el cas que l'usuari normalment envia paquets de 1500 bytes, l'enviament entre 1489 i 1536 bytes requereix un cost fix addicional de 53 bytes transmesos, en forma d'una cel·la ATM addicional.

Per a l'exemple de connexions IP a través de DSL que utilitzen PPPoA / VC-MUX, tornant a triar omplir 31 cel·les ATM com abans, obtenim una xifra MTU òptimament reduïda de 1478 = 31 * 48-10 tenint en compte una sobrecàrrega de 10 bytes que consisteix d'una sobrecàrrega de protocol punt a punt de 2 bytes i una sobrecàrrega AAL5 de 8 bytes. Això proporciona un cost total de 31 * 53 = 1643 bytes transmesos a través d’ATM des d’un paquet de 1478 bytes passat a PPPoA. En el cas de l'adreça IP enviada per ADSL mitjançant PPPoA, la xifra de 1478 seria la longitud total del paquet IP, incloses les capçaleres IP. Així doncs, en aquest exemple mantenir-se amb una MTU reduïda autoimposada de 1478 en lloc d’enviar paquets IP de longitud total 1500 estalvia 53 bytes per paquet a la capa ATM a un cost d’una reducció de 22 bytes de la longitud dels paquets IP.

Un MTU màxim per a connexions PPPoE / DSL és de 1492, per RFC 2516: 6 bytes són capçalera PPPoE, deixant prou espai per a una càrrega útil de 1488 bytes o 31 cel·les ATM completes.

Finalment: El valor estàndard de MTU serà de 1492 ... i en cas de problemes de navegació o problemes de connectivitat MSN, s'hauria de reduir fins als valors 1422 i 1420.

Referència: Wikipedia

Salutacions cordials