Unità di trasmissione massima (MTU)

Unità di trasmissione massima (MTU)

Nelle reti di computer, il termine Maximum Transmission Unit (MTU) si riferisce alla dimensione (in byte) della PDU più grande che un dato livello di un protocollo di comunicazione può trasmettere. I parametri MTU compaiono solitamente in associazione con un'interfaccia di comunicazione (NIC, porta seriale, ecc.). L'MTU può essere fissato da standard (come nel caso di Ethernet) o deciso al momento della connessione (come di solito avviene con i collegamenti seriali punto-punto). Un MTU più elevato offre una maggiore efficienza perché ogni pacchetto trasporta più dati utente mentre i costi generali del protocollo, come intestazioni o ritardi per pacchetto sottostanti, rimangono fissi e una maggiore efficienza significa un leggero miglioramento del throughput del protocollo di massa. Tuttavia, i pacchetti di grandi dimensioni possono occupare un collegamento lento per un po' di tempo, causando maggiori ritardi nel seguire i pacchetti e aumentando il ritardo e la latenza minima. Ad esempio, un pacchetto di 1500 byte, il più grande consentito da Ethernet a livello di rete (e quindi la maggior parte di Internet), occuperebbe un modem da 14.4k per circa un secondo.

Percorso MTU discovery
Il protocollo Internet definisce il "percorso MTU" di un percorso di trasmissione Internet come il più piccolo MTU di qualsiasi hop IP del "percorso" tra una sorgente e una destinazione. In altre parole, il percorso MTU è la dimensione del pacchetto più grande che attraversa questo percorso senza subire frammentazione.

L'RFC 1191 descrive il "percorso MTU discovery", una tecnica per determinare il percorso MTU tra due host IP. Funziona impostando l'opzione DF (Don't Fragment) nelle intestazioni IP dei pacchetti in uscita. Qualsiasi dispositivo lungo il percorso il cui MTU è più piccolo del pacchetto rilascerà tali pacchetti e invierà un messaggio ICMP "Destination Unreachable (Datagram Too Big)" contenente il suo MTU, consentendo all'host di origine di ridurre il suo percorso MTU presunto in modo appropriato. Il processo si ripete finché l'MTU non è abbastanza piccolo da attraversare l'intero percorso senza frammentazione.

Sfortunatamente, un numero crescente di reti elimina il traffico ICMP (ad es. per prevenire attacchi di negazione del servizio), il che impedisce il funzionamento del rilevamento MTU del percorso. Si rileva spesso tale blocco nei casi in cui una connessione funziona per dati a basso volume ma si blocca non appena un host invia un grande blocco di dati alla volta. Ad esempio, con IRC un client che si connette potrebbe vedere fino al messaggio ping, ma non ricevere risposta dopo. Questo perché l'ampio insieme di messaggi di benvenuto viene inviato in pacchetti più grandi dell'MTU reale. Inoltre, in una rete IP, il percorso dall'indirizzo di origine all'indirizzo di destinazione spesso viene modificato dinamicamente, in risposta a vari eventi (bilanciamento del carico, congestione, uscite, ecc.) - questo potrebbe comportare la modifica dell'MTU del percorso (a volte ripetuto) durante una trasmissione, che può introdurre ulteriori cadute di pacchetti prima che l'host trovi il nuovo MTU sicuro.

La maggior parte delle LAN Ethernet utilizza un MTU di 1500 byte (le LAN moderne possono utilizzare frame Jumbo, consentendo un MTU fino a 9000 byte), tuttavia i protocolli di confine come PPPoE lo ridurranno. Ciò fa sì che il rilevamento della MTU del percorso diventi effettivo con il possibile risultato di rendere irraggiungibili alcuni siti dietro firewall mal configurati. Si può eventualmente aggirare questo problema, a seconda di quale parte della rete si controlla; ad esempio si può cambiare l'MSS (dimensione massima del segmento) nel pacchetto iniziale che imposta la connessione TCP al proprio firewall.

Questo problema è emerso più frequentemente dall'introduzione di Windows Vista che introduce lo "Stack TCP/IP di nuova generazione". Ciò implementa "l'ottimizzazione automatica della finestra di ricezione che determina continuamente la dimensione ottimale della finestra di ricezione misurando il prodotto di ritardo della larghezza di banda e la velocità di recupero dell'applicazione e regola la dimensione massima della finestra di ricezione in base alle mutevoli condizioni della rete".[2] Questo è stato visto fallire in combinazione con router e firewall più vecchi che sembravano funzionare con altri sistemi operativi. È più frequente nei router ADSL e spesso può essere corretto da un aggiornamento del firmware.

Backbone ATM, un esempio di sintonizzazione MTU
A volte è preferibile dal punto di vista dell'efficienza dichiarare artificialmente una MTU ridotta nel software al di sotto della vera lunghezza massima possibile supportata. Un esempio di ciò è il caso in cui il traffico IP viene trasportato su una rete ATM (Asynchronous Transfer Mode). Alcuni provider, in particolare quelli con un background di telefonia, utilizzano ATM sulla loro rete dorsale interna.

L'utilizzo di ATM con un'efficienza ottimale si ottiene quando la lunghezza del pacchetto è un multiplo di 48 byte. Questo perché ATM viene inviato come un flusso di pacchetti a lunghezza fissa (noti come "celle"), ognuno dei quali può trasportare un carico utile di 48 byte di dati utente con 5 byte di overhead per un costo totale di 53 byte per cella. Quindi la lunghezza totale della lunghezza dei dati trasmessi è 53 * ncells byte, dove ncells = il numero di celle richieste di = INT((payload_length+47)/48). Quindi nel caso peggiore, dove la lunghezza totale = (48*n+1) byte, è necessaria una cella aggiuntiva per trasmettere l'ultimo byte di payload, l'ultima cella costa 53 byte trasmessi in più, di cui 47 sono riempimento. Per questo motivo, dichiarare artificialmente un MTU ridotto nel software massimizza l'efficienza del protocollo a livello di ATM, rendendo la lunghezza totale del payload AAL5 di ATM un multiplo di 48 byte quando possibile.

Ad esempio, 31 celle ATM completamente piene trasportano un payload di 31*48=1488 byte. Prendendo questa cifra di 1488 e sottraendo da essa eventuali spese generali apportate da tutti i relativi protocolli superiori, possiamo ottenere un valore suggerito per un MTU ottimizzato artificialmente ridotto. Nel caso in cui l'utente invii normalmente pacchetti da 1500 byte, l'invio tra 1489 e 1536 byte richiede un costo fisso aggiuntivo di 53 byte trasmessi, sotto forma di una cella ATM in più.

Per l'esempio di connessioni IP su DSL utilizzando PPPoA/VC-MUX, scegliendo nuovamente di riempire 31 celle ATM come prima, otteniamo una cifra MTU ottimale ridotta di 1478 = 31*48-10 tenendo conto di un sovraccarico di 10 byte costituito di un sovraccarico del protocollo Point-to-Point di 2 byte e un sovraccarico AAL5 di 8 byte. Questo dà un costo totale di 31*53=1643 byte trasmessi via ATM da un pacchetto di 1478 byte passato a PPPoA. Nel caso di IP inviato tramite ADSL utilizzando PPPoA, la cifra di 1478 sarebbe la lunghezza totale del pacchetto IP comprese le intestazioni IP. Quindi, in questo esempio, il mantenimento di un MTU ridotto autoimposto di 1478 rispetto all'invio di pacchetti IP di lunghezza totale 1500 consente di risparmiare 53 byte per pacchetto a livello ATM al costo di una riduzione di 22 byte della lunghezza dei pacchetti IP.

Un MTU massimo per le connessioni PPPoE/DSL è 1492, secondo RFC 2516: 6 byte sono header PPPoE, lasciando spazio sufficiente per un payload di 1488 byte o 31 celle ATM complete.

Infine: Il valore standard di MTU deve essere 1492.... e in caso di problemi di navigazione o problemi di connettività MSN va ridotto ai valori 1422 e 1420.

Riferimento: wikipedia

Porgiamo i nostri migliori saluti