Максимальный блок передачи (MTU)

Максимальный блок передачи (MTU)

В компьютерных сетях термин Максимальный блок передачи (MTU) относится к размеру (в байтах) самого большого PDU, который данный уровень протокола связи может передавать дальше. Параметры MTU обычно появляются в связи с интерфейсом связи (сетевой адаптер, последовательный порт и т. Д.). MTU может быть зафиксировано стандартами (как в случае с Ethernet) или определено во время соединения (как это обычно бывает с последовательными линиями связи точка-точка). Более высокий MTU обеспечивает большую эффективность, поскольку каждый пакет несет больше пользовательских данных, в то время как служебные данные протокола, такие как заголовки или базовые задержки для каждого пакета, остаются фиксированными, а более высокая эффективность означает небольшое улучшение пропускной способности массового протокола. Однако большие пакеты могут занимать медленное соединение в течение некоторого времени, вызывая большие задержки следующих пакетов и увеличивая задержку и минимальную задержку. Например, пакет размером 1500 байт, самый большой, разрешенный Ethernet на сетевом уровне (и, следовательно, большей частью Интернета), будет связывать модем 14.4 Кбит / с примерно на одну секунду.

Обнаружение MTU пути
Интернет-протокол определяет «MTU пути» для пути передачи в Интернете как наименьший MTU любого из IP-переходов «пути» между источником и местом назначения. Другими словами, MTU пути - это самый большой размер пакета, который проходит по этому пути без фрагментации.

RFC 1191 описывает «обнаружение MTU пути», метод определения MTU пути между двумя IP-узлами. Он работает, устанавливая параметр DF (Не фрагментировать) в IP-заголовках исходящих пакетов. Любое устройство на пути, у которого MTU меньше, чем пакет, отбрасывает такие пакеты и отправляет обратно сообщение ICMP «Destination Unreachable (Datagram Too Big)», содержащее его MTU, позволяя хосту-источнику соответствующим образом уменьшить свой предполагаемый MTU пути. Процесс повторяется до тех пор, пока MTU не станет достаточно маленьким, чтобы пройти весь путь без фрагментации.

К сожалению, все большее количество сетей пропускает трафик ICMP (например, для предотвращения атак типа «отказ в обслуживании»), что препятствует работе определения MTU пути. Такое блокирование часто обнаруживается в тех случаях, когда соединение работает для данных небольшого объема, но зависает, как только хост отправляет большой блок данных за раз. Например, с IRC подключающийся клиент может видеть сообщение ping, но после этого не получать ответа. Это связано с тем, что большой набор приветственных сообщений рассылается в пакетах, превышающих реальный MTU. Кроме того, в IP-сети путь от адреса источника к адресу назначения часто изменяется динамически в ответ на различные события (балансировка нагрузки, перегрузка, выходы и т. Д.) - это может привести к изменению MTU пути (иногда повторяется) во время передачи, что может привести к дальнейшему отбрасыванию пакетов до того, как хост найдет новый безопасный MTU.

Большинство локальных сетей Ethernet используют MTU равное 1500 байт (современные локальные сети могут использовать кадры Jumbo, что позволяет использовать MTU до 9000 байт), однако пограничные протоколы, такие как PPPoE, уменьшают это. Это приводит к тому, что обнаружение MTU пути вступает в силу, что может привести к тому, что некоторые сайты за плохо настроенными межсетевыми экранами станут недоступными. Это можно обойти, в зависимости от того, какую часть сети контролирует; например, можно изменить MSS (максимальный размер сегмента) в начальном пакете, который устанавливает TCP-соединение на своем брандмауэре.

Эта проблема возникала все чаще с момента появления Windows Vista, которая представляет «Стек TCP / IP нового поколения». Это реализует «автонастройку окна приема, которая постоянно определяет оптимальный размер окна приема путем измерения произведения пропускной способности и задержки и скорости извлечения приложения, а также регулирует максимальный размер окна приема в зависимости от изменяющихся условий сети» [2]. Было замечено, что это не удалось в сочетании со старыми маршрутизаторами и межсетевыми экранами, которые, как представляется, работали с другими операционными системами. Это чаще всего встречается в маршрутизаторах ADSL и часто может быть исправлено обновлением прошивки.

Магистральные сети банкоматов, пример настройки MTU
Иногда с точки зрения эффективности предпочтительнее искусственно объявлять уменьшенное значение MTU в программном обеспечении ниже истинно максимально возможной поддерживаемой длины. Одним из примеров этого является случай, когда IP-трафик передается по сети ATM (асинхронный режим передачи). Некоторые провайдеры, особенно те, кто имеет опыт телефонной связи, используют банкоматы в своей внутренней магистральной сети.

Оптимальная эффективность использования ATM достигается, когда длина пакета кратна 48 байтам. Это связано с тем, что ATM отправляется в виде потока пакетов фиксированной длины (известных как «ячейки»), каждый из которых может нести полезную нагрузку в 48 байтов пользовательских данных с 5 байтами служебных данных при общей стоимости 53 байта на ячейку. Таким образом, общая длина передаваемых данных составляет 53 * ncells байтов, где ncells = количество требуемых ячеек = INT ((payload_length + 47) / 48). Таким образом, в худшем случае, когда общая длина = (48 * n + 1) байтов, требуется одна дополнительная ячейка для передачи одного последнего байта полезной нагрузки, причем последняя ячейка стоит дополнительных 53 передаваемых байта, 47 из которых являются заполнением. По этой причине искусственное объявление уменьшенного MTU в программном обеспечении максимизирует эффективность протокола на уровне ATM, делая общую длину полезной нагрузки ATM AAL5 кратной 48 байтам, когда это возможно.

Например, 31 полностью заполненная ячейка банкомата несут полезную нагрузку 31 * 48 = 1488 байтов. Взяв это число в 1488 и вычтя из него любые накладные расходы, вносимые всеми соответствующими протоколами более высокого уровня, мы можем получить предлагаемое значение для искусственно уменьшенного оптимально оптимального MTU. В случае, когда пользователь обычно отправляет пакеты размером 1500 байтов, отправка от 1489 до 1536 байтов требует дополнительных фиксированных затрат на переданные 53 байта в форме одной дополнительной ячейки ATM.

Для примера соединений IP через DSL с использованием PPPoA / VC-MUX, снова выбирая заполнение 31 ячейки ATM, как и раньше, мы получаем желаемое оптимально уменьшенное значение MTU 1478 = 31 * 48-10 с учетом накладных расходов в 10 байтов, состоящих из служебных данных протокола точка-точка размером 2 байта и служебных данных AAL5 размером 8 байтов. Это дает общую стоимость 31 * 53 = 1643 байта, передаваемого через ATM из 1478-байтового пакета, переданного в PPPoA. В случае передачи IP через ADSL с использованием PPPoA цифра 1478 будет общей длиной IP-пакета, включая заголовки IP. Таким образом, в этом примере соблюдение добровольно сокращенного MTU в 1478, в отличие от отправки IP-пакетов общей длиной 1500, позволяет сэкономить 53 байта на пакет на уровне ATM за счет уменьшения длины IP-пакетов на 22 байта.

Максимальный MTU для соединений PPPoE / DSL составляет 1492, согласно RFC 2516: 6 байтов являются заголовком PPPoE, оставляя достаточно места для полезной нагрузки 1488 байтов или 31 полной ячейки ATM.

Наконец: Стандартное значение MTU - 1492 .... а в случае проблем с просмотром или проблем с подключением MSN его следует уменьшить до значений 1422 и 1420.

Ссылка: Википедия.

С наилучшими пожеланиями