Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из MTU (сеть) )
Перейти к навигации Перейти к поиску

В компьютерных сетях , то блок передачи максимальной ( MTU ) является размером самого большого блока данных протокола (PDU) , которые могут быть переданы в одном сетевом уровне транзакции. [1] MTU относится к максимальному размеру кадра, который может быть транспортирован на уровне канала данных , например кадру Ethernet , но не идентичен ему .

Чем больше MTU, тем меньше накладные расходы. Меньшие значения MTU могут уменьшить сетевую задержку . Во многих случаях MTU зависит от основных возможностей сети и должен регулироваться вручную или автоматически, чтобы не превышать эти возможности. Параметры MTU могут появляться в связи с коммуникационным интерфейсом или стандартом. Некоторые системы могут определять MTU во время подключения.

Применимость [ править ]

MTU применяются к протоколам связи и сетевым уровням . MTU указывается в байтах или октетах самого большого PDU, который уровень может передать дальше. Параметры MTU обычно появляются в связи с интерфейсом связи ( сетевой адаптер , последовательный порт и т. Д.). Стандарты (например, Ethernet ) могут фиксировать размер MTU; или системы (такие как последовательные соединения точка-точка) могут определять MTU во время соединения.

Базовый канал передачи данных и физические уровни обычно добавляют накладные расходы к передаваемым данным сетевого уровня, поэтому для заданного максимального размера кадра носителя необходимо вычесть количество накладных расходов, чтобы вычислить MTU этого носителя. Например, для Ethernet максимальный размер кадра составляет 1518 байтов, 18 байтов из которых являются служебными ( заголовок и последовательность проверки кадра ), в результате чего MTU составляет 1500 байтов.

Компромиссы [ править ]

Чем больше MTU, тем выше эффективность, потому что каждый сетевой пакет несет больше пользовательских данных, в то время как служебные данные протокола, такие как заголовки или задержки каждого пакета, остаются фиксированными; полученная в результате более высокая эффективность означает улучшение пропускной способности массового протокола. Больший MTU также требует обработки меньшего количества пакетов для того же объема данных. В некоторых системах обработка пакетов может быть критическим ограничением производительности.

Однако у этого преимущества есть и обратная сторона. Большие пакеты занимают медленное соединение в течение большего времени, чем меньший пакет, вызывая большие задержки для последующих пакетов и увеличивая сетевую задержку и вариацию задержки . Например, пакет размером 1500 байт, самый большой, разрешенный Ethernet на сетевом уровне, связывает модем 14,4 Кбит / с примерно на одну секунду.

Большие пакеты также проблематичны при наличии ошибок связи. Если прямое исправление ошибок не используется, повреждение одного бита в пакете требует повторной передачи всего пакета, что может быть дорогостоящим. При заданной частоте ошибок по битам большие пакеты более подвержены повреждению. Их большая полезная нагрузка заставляет повторную передачу больших пакетов занимать больше времени. Несмотря на отрицательное влияние на продолжительность повторной передачи, большие пакеты все же могут иметь чистый положительный эффект на сквозную производительность TCP. [2]

Интернет-протокол [ править ]

Набор интернет-протоколов был разработан для работы с множеством различных сетевых технологий, каждая из которых может использовать пакеты разного размера. Хотя хост будет знать MTU своего собственного интерфейса и, возможно, своих одноранговых узлов (из начальных рукопожатий), он изначально не будет знать самый низкий MTU в цепочке ссылок на другие узлы. Другая потенциальная проблема заключается в том, что протоколы более высокого уровня могут создавать пакеты большего размера, чем поддерживает даже локальный канал.

IPv4 допускает фрагментацию, при которой дейтаграмма делится на части, каждая из которых достаточно мала, чтобы учесть заданное ограничение MTU. Этот процесс фрагментации происходит на уровне Интернета . Фрагментированные пакеты помечаются так, чтобы IP-уровень хоста назначения знал, что он должен собрать пакеты в исходную дейтаграмму.

Чтобы пакет считался принятым, должны прибыть все фрагменты пакета. Если сеть отбрасывает какой-либо фрагмент, весь пакет теряется.

Когда количество пакетов, которые необходимо фрагментировать, или количество фрагментов велико, фрагментация может вызвать неоправданные или ненужные накладные расходы. Например, различные ситуации туннелирования могут очень незначительно превышать MTU, поскольку они добавляют только значение заголовка данных. Добавление небольшое, но теперь каждый пакет нужно отправлять двумя фрагментами, второй из которых несет очень небольшую полезную нагрузку. Перемещается тот же объем полезной нагрузки, но каждый промежуточный маршрутизатор должен переслать вдвое больше пакетов.

Интернет-протокол требует, чтобы хосты могли обрабатывать дейтаграммы IP размером не менее 576 байтов (для IPv4) или 1280 байтов (для IPv6). Однако это не препятствует передаче данных IP канальным уровням с MTU меньше этого минимального MTU. Например, согласно спецификации IPv6, если конкретный канальный уровень не может доставить IP-дейтаграмму размером 1280 байт в одном кадре, то канальный уровень должен предоставить свой собственный механизм фрагментации и повторной сборки, отдельный от механизма фрагментации IP, чтобы гарантировать, что IP-дейтаграмма размером 1280 байт может быть доставлена ​​на уровень IP в неизменном виде.

MTU для обычных носителей [ править ]

В контексте Интернет-протокола MTU относится к максимальному размеру IP-пакета, который может быть передан без фрагментации по данной среде. Размер IP-пакета включает заголовки IP, но исключает заголовки канального уровня . В случае кадра Ethernet это добавляет служебные данные в 18 байтов или 22 байта с тегом IEEE 802.1Q для тегирования VLAN или класса обслуживания .

MTU не следует путать с минимальным размером дейтаграммы, который все хосты должны быть готовы принять. Это 576 байт для IPv4 [3] и 1280 байт для IPv6 . [4]

Медиа для IP-транспортаМаксимальный блок передачи (байты)Заметки
MTU пути IPv4 в ИнтернетеМинимум 68, [5] максимум 64 КБ [6]Системы могут использовать Path MTU Discovery [7], чтобы найти фактический MTU пути. Маршрутизация от большего MTU к меньшему MTU вызывает фрагментацию IP .
MTU пути IPv6 в ИнтернетеМинимум 1280, [8] максимум 64 КиБ, но до 4 ГиБ с дополнительной jumbogram [9]Системы должны использовать Path MTU Discovery [10], чтобы найти фактический MTU пути.
Ethernet v21500 [11]Почти все реализации IP over Ethernet используют формат кадра Ethernet II .
Ethernet с LLC и SNAP1492 [12]
Jumbo-кадры Ethernet1501–9202 [13] или более [14]Лимит зависит от поставщика. Для правильного взаимодействия кадры не должны быть больше максимального размера кадра, поддерживаемого любым устройством в сегменте сети . [15] Jumbo-кадры обычно видны только в специализированных сетях.
PPPoE v21492 [16]MTU Ethernet II (1500) без заголовка PPPoE (8)
DS-Lite через PPPoE1452MTU Ethernet II (1500) без заголовка PPPoE (8) и заголовка IPv6 (40)
PPPoE jumbo-кадры1493–9190 и более [17]MTU Ethernet Jumbo Frame (1501 - 9198) без заголовка PPPoE (8)
IEEE 802.11 Wi-Fi (WLAN)2304 [18]Максимальный размер MSDU - 2304 перед шифрованием. WEP добавит 8 байтов, WPA-TKIP 20 байтов и WPA2-CCMP 16 байтов.
Token Ring (802.5)4464
FDDI4352 [7]

Максимальный размер кадра Ethernet [ править ]

Максимальный размер кадра IP MTU и Ethernet настраивается отдельно. В конфигурации коммутатора Ethernet MTU может относиться к максимальному размеру кадра Ethernet. В маршрутизаторах на базе Ethernet MTU обычно относится к MTU IP. Если в сети разрешены jumbo-кадры , IP MTU также следует отрегулировать в сторону увеличения, чтобы воспользоваться этим.

Поскольку IP-пакет переносится кадром Ethernet, кадр Ethernet должен быть больше, чем IP-пакет. При обычных непомеченных кадрах Ethernet, составляющих 18 байтов, максимальный размер кадра Ethernet составляет 1518 байтов. Если IP-пакет размером 1500 байт должен передаваться по тегированному соединению Ethernet, максимальный размер кадра Ethernet должен быть 1522 из-за большего размера тегированного кадра 802.1Q. 802.3ac увеличивает стандартный максимальный размер кадра Ethernet, чтобы приспособиться к этому.

Обнаружение MTU пути [ править ]

Основная статья: Обнаружение MTU пути

Протокол Интернета определяет MTU пути для пути передачи в Интернете как наименьшее значение MTU, поддерживаемое любым из переходов на пути между источником и местом назначения. Другими словами, MTU пути - это самый большой размер пакета, который может пройти по этому пути без фрагментации.

RFC  1191 (IPv4) и RFC 1981 (IPv6) описывают обнаружение MTU пути , метод определения MTU пути между двумя IP-узлами. Он работает, отправляя пакеты с опцией DF (не фрагментировать) в наборе IP-заголовков. Любое устройство на пути, MTU которого меньше, чем пакет, будет отбрасывать такие пакеты и отправлять обратно сообщение ICMP Destination Unreachable (Datagram Too Big), в котором указывается его MTU. Эта информация позволяет 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. 

Стандартный Ethernet поддерживает MTU в 1500 байт, а реализация Ethernet, поддерживающая jumbo-кадры , позволяет использовать MTU до 9000 байт. Однако пограничные протоколы, такие как PPPoE , уменьшат это. Обнаружение MTU пути показывает разницу между MTU, видимым конечными узлами Ethernet, и MTU пути.

К сожалению, все большее количество сетей пропускает трафик ICMP (например, для предотвращения атак типа «отказ в обслуживании» ), что препятствует работе обнаружения MTU пути. RFC 4821 , Обнаружение MTU пути уровня пакетирования, описывает метод обнаружения MTU пути, который более устойчиво реагирует на фильтрацию ICMP. В IP-сети путь от адреса источника к адресу назначения может измениться в ответ на различные события ( балансировка нагрузки , перегрузка , сбои и т. Д.), И это может привести к изменению MTU пути (иногда многократно) во время передачи. , что может вызвать дальнейшее отбрасывание пакетов до того, как хост найдет новый надежный MTU. 

Сбой обнаружения Path MTU может привести к тому, что некоторые сайты за плохо настроенными межсетевыми экранами станут недоступными. Соединение с несоответствующим MTU может работать для данных небольшого объема, но терпит неудачу, как только хост отправляет большой блок данных. Например, с помощью Internet Relay Chat подключающийся клиент может видеть начальные сообщения до начального пинга включительно (отправленного сервером в качестве меры защиты от спуфинга), но после этого не получит ответа. Это связано с тем, что большой набор приветственных сообщений, отправленных в этот момент, представляет собой пакеты, превышающие MTU пути. 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 брандмауэре.

В других контекстах [ править ]

MTU иногда используется для описания максимальных размеров PDU на уровнях связи, отличных от сетевого.

  • Cisco Systems использует L2 MTU для максимального размера кадра. [19]
  • Dell / Force10 использует MTU для максимального размера кадра. [20]
  • Hewlett Packard использовал только MTU для максимального размера кадра, включая дополнительный тег IEEE 802.1Q . [21]
  • В Juniper Networks используется несколько терминов MTU: MTU физического интерфейса ( MTU L3 плюс некоторые неуказанные накладные расходы протокола), MTU логического интерфейса (в соответствии с MTU IETF) и Maximum MTU (максимальный настраиваемый размер кадра для jumbo-кадров). [22]

Передача пакета в сегменте физической сети, размер которого превышает MTU сегмента, называется jabber . Это почти всегда вызвано неисправными устройствами. [23] Сетевые коммутаторы и некоторые ретрансляторы имеют встроенную возможность определять, когда устройство болтает. [24] [25]

Ссылки [ править ]

  1. ^ RFC 791 . п. 25. DOI : 10,17487 / RFC0791 .
  2. ^ Мюррей, Дэвид; Терри Козинец; Кевин Ли; Майкл Диксон (2012). «Большие MTU и производительность в Интернете» . 2012 13-я Международная конференция IEEE по высокопроизводительной коммутации и маршрутизации . С. 82–87. DOI : 10.1109 / HPSR.2012.6260832 . ISBN 978-1-4577-0833-6.
  3. ^ RFC 791 . п. 24. DOI : 10,17487 / RFC0791 . Каждое Интернет-адресат должен иметь возможность получать дейтаграмму из 576 октетов либо целиком, либо фрагментами для повторной сборки.
  4. ^ RFC 2460 . п. 13. DOI : 10,17487 / RFC2460 .
  5. ^ RFC 791 . п. 24. DOI : 10,17487 / RFC0791 . Каждый интернет-модуль должен иметь возможность пересылать датаграмму из 68 октетов без дальнейшей фрагментации.
  6. ^ RFC 791 . п. 12. DOI : 10,17487 / RFC0791 . Общая длина - это длина дейтаграммы, измеряемая в октетах, включая Интернет-заголовок и данные. Это поле позволяет иметь длину дейтаграммы до 65 535 октетов.
  7. ^ а б RFC 1191 . DOI : 10,17487 / RFC1191 .
  8. ^ RFC 2460 
  9. ^ RFC 2675 , стр. 1, «Заголовок IPv6 [IPv6] имеет 16-битное поле длины полезной нагрузки и, следовательно, поддерживает полезную нагрузку длиной до 65 535 октетов. В этом документе указывается опция« шаг за шагом »IPv6, называемая опцией Jumbo Payload, которая несет Поле длиной 32 бита, позволяющее передавать пакеты IPv6 с полезной нагрузкой от 65 536 до 4 294 967 295 октетов. Пакеты с такой длинной полезной нагрузкой называются «джумбограммами». 
  10. ^ RFC 6145 
  11. ^ Сетевая рабочая группа IETF, RFC 894 : Стандарт для передачи дейтаграмм IP по сетям Ethernet, стр. 1, «Максимальная длина поля данных пакета, отправляемого через Ethernet, составляет 1500 октетов, таким образом, максимальная длина IP-дейтаграмма, отправляемая через Ethernet, составляет 1500 октетов. ", ERRATA 
  12. ^ IEEE 802.3 [ требуется страница ]
  13. ^ Скотт Хогг (2013-03-06), Jumbo Frames , Network World , получено 5 августа 2013 г. , Большинство сетевых устройств поддерживают размер jumbo-кадра 9216 байт.
  14. ^ Juniper Networks (2020-03-23), Physical Interface Properties , получено 2020-05-01
  15. ^ Джо Сент-Совер (2003-02-04). «Практические вопросы, связанные с 9K MTU» (PDF) . uoregon.edu. п. 67 . Проверено 15 декабря 2016 . вам по-прежнему необходимо убедиться, что ВСЕ вышестоящие коммутаторы Ethernet, включая любые коммутаторы в ядре вашего кампуса, ТАКЖЕ поддерживают jumbo-кадры
  16. ^ RFC 2516 со стандартным MTU Ethernet 1500 байт; расширения существуют 
  17. ^ RFC 4638 
  18. ^ 802.11-2012, стр. 413, раздел 8.3.2.1
  19. ^ «Настройте и проверьте максимальный блок передачи на платформах Cisco Nexus» . Cisco. 2016-11-29. Идентификатор документа: 118994 . Проверено 4 января 2017 .
  20. ^ «Как настроить MTU (Максимальный блок передачи) для Jumbo-кадров на коммутаторах Dell Networking Force10» . Dell. 2016-06-02. Идентификатор статьи: HOW10713 . Проверено 6 января 2017 .
  21. ^ "Jumbo Frames". Руководство по настройке и управлению коммутаторами HP Networking 2910al . Фирма Хьюлет-Паккард. Ноябрь 2011. P / N 5998-2874.
  22. ^ "Шлюзы служб серии SRX для модулей физического интерфейса филиала Справка: значения MTU по умолчанию и максимальные значения для модулей физического интерфейса " . Можжевельник. 2014-01-03 . Проверено 4 января 2017 .
  23. ^ jabber , Сетевая энциклопедия , получено 28 июля 2016 г.
  24. ^ показать интерфейсы , Juniper Networks , получено 28 июля 2016 г.
  25. ^ IEEE 802.3 27.3.1.7 Функциональные требования получения jabber

Внешние ссылки [ править ]

  • Марк Слемко (18 января 1998 г.). «Обнаружение MTU пути и фильтрация ICMP» . Архивировано из оригинала 9 августа 2011 года . Проверено 2 сентября 2007 .
  • Настройка MTU / RWin для широкополосных пользователей Orange
  • Как установить значение TCP MSS с помощью iptables
  • mturoute  - консольная утилита для отладки проблем mtu