Unidad de transmisión máxima (MTU)

Unidad de transmisión máxima (MTU)

En redes de computadoras, el término Unidad de transmisión máxima (MTU) se refiere al tamaño (en bytes) de la PDU más grande que una capa determinada de un protocolo de comunicaciones puede transmitir. Los parámetros de MTU suelen aparecer asociados con una interfaz de comunicaciones (NIC, puerto serie, etc.). La MTU puede fijarse por estándares (como es el caso de Ethernet) o decidirse en el momento de la conexión (como suele ser el caso de los enlaces seriales punto a punto). Una MTU más alta aporta una mayor eficiencia porque cada paquete transporta más datos de usuario, mientras que los gastos generales del protocolo, como los encabezados o los retrasos subyacentes por paquete, permanecen fijos, y una mayor eficiencia significa una ligera mejora en el rendimiento del protocolo masivo. Sin embargo, los paquetes grandes pueden ocupar un enlace lento durante algún tiempo, provocando mayores retrasos en los siguientes paquetes y aumentando el retraso y la latencia mínima. Por ejemplo, un paquete de 1500 bytes, el más grande permitido por Ethernet en la capa de red (y por lo tanto, la mayor parte de Internet), inmovilizaría un módem de 14.4k durante aproximadamente un segundo.

Descubrimiento de ruta MTU
El Protocolo de Internet define la "ruta MTU" de una ruta de transmisión de Internet como la MTU más pequeña de cualquiera de los saltos IP de la "ruta" entre una fuente y un destino. Dicho de otra manera, la ruta MTU es el tamaño de paquete más grande que atraviesa esta ruta sin sufrir fragmentación.

RFC 1191 describe el "descubrimiento de ruta MTU", una técnica para determinar la ruta MTU entre dos hosts IP. Funciona configurando la opción DF (Don't Fragment) en los encabezados IP de los paquetes salientes. Cualquier dispositivo a lo largo de la ruta cuya MTU sea más pequeña que el paquete descartará dichos paquetes y enviará un mensaje ICMP "Destino inalcanzable (datagrama demasiado grande)" que contiene su MTU, lo que permite que el host de origen reduzca su MTU de ruta supuesta de manera apropiada. El proceso se repite hasta que la MTU es lo suficientemente pequeña como para recorrer todo el camino sin fragmentación.

Desafortunadamente, un número cada vez mayor de redes elimina el tráfico ICMP (por ejemplo, para evitar ataques de denegación de servicio), lo que impide que funcione el descubrimiento de MTU de ruta. A menudo se detecta dicho bloqueo en los casos en que una conexión funciona para datos de bajo volumen, pero se cuelga tan pronto como un host envía un gran bloque de datos a la vez. Por ejemplo, con IRC, un cliente que se conecta puede ver hasta el mensaje de ping, pero no obtener respuesta después de eso. Esto se debe a que el gran conjunto de mensajes de bienvenida se envían en paquetes más grandes que la MTU real. Además, en una red IP, la ruta desde la dirección de origen a la dirección de destino a menudo se modifica dinámicamente, en respuesta a varios eventos (equilibrio de carga, congestión, salidas, etc.); esto podría provocar que la ruta MTU cambie (a veces repetido) durante una transmisión, lo que puede introducir más caídas de paquetes antes de que el host encuentre la nueva MTU segura.

La mayoría de las LAN Ethernet usan una MTU de 1500 bytes (las LAN modernas pueden usar tramas Jumbo, lo que permite una MTU de hasta 9000 bytes), sin embargo, los protocolos de frontera como PPPoE reducirán esto. Esto hace que el descubrimiento de MTU de ruta entre en vigor con el posible resultado de que algunos sitios detrás de firewalls mal configurados sean inaccesibles. Es posible que se pueda solucionar esto, dependiendo de qué parte de la red se controle; por ejemplo, se puede cambiar el MSS (tamaño máximo de segmento) en el paquete inicial que establece la conexión TCP en el firewall de uno.

Este problema ha surgido con más frecuencia desde la introducción de Windows Vista, que presenta la 'Pila TCP / IP de próxima generación'. Esto implementa el "Autoajuste de la ventana de recepción que determina continuamente el tamaño óptimo de la ventana de recepción midiendo el producto de retardo de ancho de banda y la tasa de recuperación de la aplicación, y ajusta el tamaño máximo de la ventana de recepción en función de las condiciones cambiantes de la red". [2] Se ha visto que esto falla junto con enrutadores y firewalls más antiguos que parecían funcionar con otros sistemas operativos. Se ve con mayor frecuencia en enrutadores ADSL y, a menudo, se puede rectificar mediante una actualización de firmware.

Backbones de cajeros automáticos, un ejemplo de ajuste de MTU
A veces es preferible, desde el punto de vista de la eficiencia, declarar artificialmente una MTU reducida en el software por debajo de la longitud máxima posible real admitida. Un ejemplo de esto es el caso en el que el tráfico IP se transporta a través de una red ATM (modo de transferencia asíncrona). Algunos proveedores, particularmente aquellos con experiencia en telefonía, usan cajeros automáticos en su red troncal interna.

El uso de ATM con una eficiencia óptima se logra cuando la longitud del paquete es un múltiplo de 48 bytes. Esto se debe a que ATM se envía como un flujo de paquetes de longitud fija (conocidos como 'celdas'), cada uno de los cuales puede transportar una carga útil de 48 bytes de datos de usuario con 5 bytes de sobrecarga para un costo total de 53 bytes por celda. Entonces, la longitud total de la longitud de los datos transmitidos es 53 * ncells bytes, donde ncells = el número de celdas requeridas de = INT ((payload_length + 47) / 48). Entonces, en el peor de los casos, donde la longitud total = (48 * n + 1) bytes, se necesita una celda adicional para transmitir el último byte de carga útil, la celda final cuesta 53 bytes transmitidos adicionales, 47 de los cuales son de relleno. Por esta razón, declarar artificialmente una MTU reducida en el software maximiza la eficiencia del protocolo en la capa ATM al hacer que la longitud total de la carga útil ATM AAL5 sea un múltiplo de 48 bytes siempre que sea posible.

Por ejemplo, 31 celdas ATM completamente llenas tienen una carga útil de 31 * 48 = 1488 bytes. Tomando esta cifra de 1488 y restando de ella los gastos generales aportados por todos los protocolos superiores relevantes, podemos obtener un valor sugerido para una MTU óptimamente reducida artificialmente. En el caso en el que el usuario normalmente enviaría paquetes de 1500 bytes, enviar entre 1489 y 1536 bytes requiere un costo fijo adicional de 53 bytes transmitidos, en forma de una celda ATM adicional.

Para el ejemplo de conexiones IP sobre DSL usando PPPoA / VC-MUX, nuevamente eligiendo llenar 31 celdas ATM como antes, obtenemos una cifra de MTU óptimamente reducida deseada de 1478 = 31 * 48-10 teniendo en cuenta una sobrecarga de 10 bytes que consiste de una sobrecarga de protocolo punto a punto de 2 bytes y una sobrecarga AAL5 de 8 bytes. Esto da un costo total de 31 * 53 = 1643 bytes transmitidos a través de ATM desde un paquete de 1478 bytes pasado a PPPoA. En el caso de IP enviada a través de ADSL usando PPPoA, la cifra de 1478 sería la longitud total del paquete IP, incluidos los encabezados IP. Entonces, en este ejemplo, mantener un MTU reducido autoimpuesto de 1478 en lugar de enviar paquetes IP de una longitud total de 1500 ahorra 53 bytes por paquete en la capa ATM a un costo de una reducción de 22 bytes de la longitud de los paquetes IP.

Una MTU máxima para conexiones PPPoE / DSL es 1492, según RFC 2516: 6 bytes como encabezado PPPoE, lo que deja suficiente espacio para una carga útil de 1488 bytes o 31 celdas ATM completas.

Por último: El valor estándar de MTU será 1492 .... y en caso de problemas de navegación o problemas de conectividad MSN se debe disminuir a los valores 1422 y 1420.

Referencia: Wikipedia

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