Unidade máxima de transmisión (MTU)

Unidade máxima de transmisión (MTU)

Nas redes de computadores, o termo Unidade de transmisión máxima (MTU) refírese ao tamaño (en bytes) da PDU máis grande que pode transmitir unha capa dada dun protocolo de comunicacións. Os parámetros MTU normalmente aparecen asociados a unha interface de comunicacións (NIC, porto serie, etc.). A MTU pode fixarse ​​por estándares (como é o caso de Ethernet) ou decidirse no momento da conexión (como adoita ser o caso das ligazóns serie punto a punto). Un MTU máis alto trae maior eficiencia porque cada paquete leva máis datos do usuario mentres os gastos xerais do protocolo, como os encabezados ou os atrasos subyacentes por paquete permanecen fixos, e unha maior eficiencia significa unha lixeira mellora no rendemento do protocolo masivo. Non obstante, os paquetes grandes poden ocupar unha ligazón lenta durante algún tempo, provocando maiores atrasos nos seguintes paquetes e aumentando o atraso e a latencia mínima. Por exemplo, un paquete de 1500 bytes, o máis grande permitido por Ethernet na capa de rede (e, polo tanto, a maior parte de Internet), ataría un módem de 14.4 k durante aproximadamente un segundo.

Descubrimento do camiño MTU
O protocolo de Internet define a "ruta MTU" dunha ruta de transmisión de Internet como a MTU máis pequena de calquera dos saltos IP da "ruta" entre unha fonte e un destino. Dito doutro xeito, o camiño MTU é o tamaño do paquete máis grande que percorre este camiño sen sufrir fragmentación.

A RFC 1191 describe "Path MTU descubrimento", unha técnica para determinar a ruta MTU entre dous hosts IP. Funciona configurando a opción DF (Non fragmentar) nas cabeceiras IP dos paquetes saíntes. Calquera dispositivo ao longo do camiño cuxo MTU sexa máis pequeno que o paquete soltará estes paquetes e enviará de novo unha mensaxe ICMP "Destino inaccesible (Datagrama demasiado grande)" que conteña a súa MTU, permitindo ao host de orixe reducir o seu camiño MTU asumido adecuadamente. O proceso repítese ata que o MTU é o suficientemente pequeno como para percorrer todo o camiño sen fragmentación.

Desafortunadamente, un número crecente de redes deixa caer o tráfico ICMP (por exemplo, para evitar ataques de denegación de servizo), o que impide que o descubrimento da ruta MTU funcione. A miúdo detéctase ese bloqueo nos casos en que unha conexión funciona con datos de baixo volume pero colga en canto o host envía un gran bloque de datos á vez. Por exemplo, co IRC un cliente conectado pode ver ata a mensaxe ping, pero despois non obtén resposta. Isto débese a que o gran conxunto de mensaxes de benvida envíanse en paquetes máis grandes que o MTU real. Ademais, nunha rede IP, o camiño desde o enderezo de orixe ata o enderezo de destino adoita modificarse de forma dinámica, en resposta a varios eventos (equilibrio de carga, conxestión, saídas, etc.), o que podería provocar o cambio do camiño MTU (ás veces repetido) durante unha transmisión, que pode introducir novas caídas de paquetes antes de que o host atope a nova MTU segura.

A maioría das LAN Ethernet usan unha MTU de 1500 bytes (as LAN modernas poden usar tramas Jumbo, permitindo unha MTU de ata 9000 bytes), non obstante, os protocolos fronteirizos como PPPoE reducirán isto. Isto fai que o descubrimento de MTU de ruta entre en vigor co posible resultado de facer inaccesibles algúns sitios detrás de firewalls mal configurados. Pódese evitar isto, dependendo de que parte da rede controle; por exemplo pódese cambiar o MSS (tamaño máximo do segmento) no paquete inicial que configura a conexión TCP no firewall.

Este problema apareceu con máis frecuencia dende a introdución de Windows Vista que introduce a "Pila TCP / IP de próxima xeración". Isto implementa "A sintonización automática da xanela de recepción que determina continuamente o tamaño de xanela de recepción óptimo medindo o produto de atraso de ancho de banda e a taxa de recuperación da aplicación e axusta o tamaño máximo da xanela de recepción en función das condicións de rede cambiantes." [2] Verase que isto falla en conxunto con routers e firewalls máis antigos que parecían funcionar con outros sistemas operativos. Vese máis a miúdo nos routers ADSL e moitas veces pódese corrixir mediante unha actualización de firmware.

Os backbones ATM, un exemplo de sintonización MTU
Ás veces é preferible desde o punto de vista da eficiencia declarar artificialmente unha MTU reducida no software por debaixo da verdadeira lonxitude máxima admitida. Un exemplo disto é o caso no que o tráfico IP se transporta a través dunha rede ATM (Asynchronous Transfer Mode). Algúns provedores, especialmente aqueles con antecedentes de telefonía, usan caixeiro automático na súa rede troncal interna.

O uso de ATM cunha eficiencia óptima conséguese cando a lonxitude do paquete é múltiplo de 48 bytes. Isto débese a que o caixeiro automático envíase como un fluxo de paquetes de lonxitude fixa (coñecidos como "celas"), cada un dos cales pode cargar unha carga útil de 48 bytes de datos do usuario con 5 bytes de sobrecarga por un custo total de 53 bytes por cela. Así, a lonxitude total da lonxitude dos datos transmitidos é de 53 * ncells bytes, onde ncells = o número de celas requiridas de = INT ((lonxitude de carga útil + 47) / 48). Polo tanto, no peor dos casos, onde a lonxitude total = (48 * n + 1) bytes, é necesaria unha cela adicional para transmitir o último byte de carga útil, a cela final custa 53 bytes transmitidos adicionais, 47 dos cales son recheo. Por esta razón, declarar artificialmente unha MTU reducida no software maximiza a eficiencia do protocolo na capa ATM facendo que a lonxitude total de carga útil ATM AAL5 sexa un múltiplo de 48 bytes sempre que sexa posible.

Por exemplo, 31 celas ATM completamente cheas teñen unha carga útil de 31 * 48 = 1488 bytes. Tomando esta cifra de 1488 e restando dela os gastos xerais achegados por todos os protocolos superiores relevantes, podemos obter un valor suxerido para unha MTU optimizada artificialmente reducida. No caso de que o usuario normalmente envíe paquetes de 1500 bytes, o envío entre 1489 e 1536 bytes require un custo fixo adicional de 53 bytes transmitidos, en forma de cela ATM adicional.

Para o exemplo de conexións IP a través de DSL usando PPPoA / VC-MUX, elixindo de novo encher 31 celas ATM como antes, obtemos unha cifra MTU desexada de 1478 = 31 * 48-10 tendo en conta unha sobrecarga de 10 bytes consistente dunha sobrecarga de protocolo punto a punto de 2 bytes e unha sobrecarga AAL5 de 8 bytes. Isto dá un custo total de 31 * 53 = 1643 bytes transmitidos vía ATM desde un paquete de 1478 bytes pasado a PPPoA. No caso de IP enviado a través de ADSL mediante PPPoA, a cifra de 1478 sería a lonxitude total do paquete IP incluíndo cabeceiras IP. Polo tanto, neste exemplo manter unha MTU reducida autoimposta de 1478 en lugar de enviar paquetes IP de lonxitude total 1500 aforra 53 bytes por paquete na capa ATM a un custo dunha redución de 22 bytes da lonxitude dos paquetes IP.

Un MTU máximo para conexións PPPoE / DSL é de 1492, por RFC 2516: 6 bytes son cabeceira PPPoE, deixando espazo suficiente para unha carga útil de 1488 bytes ou 31 celas ATM completas.

Finalmente: O valor estándar de MTU será 1492 ... e en caso de problemas de navegación ou problemas de conectividade MSN debería reducirse aos valores 1422 e 1420.

referencia: Wikipedia

Cumprimento