Jaká je maximální přenosová jednotka (MTU)?

Jaká je maximální přenosová jednotka (MTU)?

Jaká je maximální přenosová jednotka (MTU)?

Maximální přenosová jednotka (MTU) je největší velikost rám nebo balíček – v bajtech nebo oktety (osmbitové bajty) – které lze přenášet přes datové spojení. Nejčastěji se používá ve vztahu k velikosti paketů v síti Ethernet pomocí internetového protokolu (IP).

MTU a fragmentace paketů

Každé zařízení v síti má maximální velikost přenosové jednotky, kterou může přijímat a vysílat. MTU dalšího přijímajícího zařízení se určí před odesláním paketu do něj. Pokud je paket příliš velký a další přijímající zařízení jej nemůže přijmout, je paket rozdělen do několika paketů a odeslán. Tomu se říká fragmentace.

Fragmentace je špatná pro výkon, protože přidává zpoždění a další data. Pro nejlepší výkon je MTU původního odesílacího zařízení nastavena na co největší velikost a přitom stále menší než MTU všech zařízení v síti mezi odesílatelem a konečným přijímačem. V praxi nebude vysílací zařízení znát MTU všech zprostředkujících zařízení, ale pouze dalšího v řadě.

Struktura síťového paketu

Analogicky si představte MTU jako maximální hmotnost, kterou lze odeslat jako jeden balíček. Představte si, že společnost potřebuje odeslat 1 tunu zboží jiné společnosti. Odesílající společnost má velký sklad s vysokozdvižnými vozíky a kamiony, stejně jako přijímající společnost. Celá zásilka je proto vložena do jedné velké palety a odeslána jako samostatná zásilka nebo balíček. Je to jako používat velkou MTU se všemi zařízeními, která ji podporují. Je to velmi efektivní.

Nyní si představte, že vysílající společnost potřebuje odeslat 1tunovou zásilku do malého obchodu obsluhovaného pouze poštovním přepravcem s malou dodávkou. Pokud by poslali celou zásilku na jednu velkou paletu, bylo by v určitém okamžiku velkou paletu nutné rozložit a umístit do menších krabic, aby se vešla do dodávky, aby ji bylo možné přepravit. Je to jako když je třeba fragmentovat datový paket, protože odesílající MTU je příliš velká pro jedno ze zprostředkujících zařízení. Bylo by efektivnější, kdyby původní odesílatel správně nastavil MTU, než aby byl fragmentován zprostředkujícím zařízením.

Pouze IPV4 umožňuje fragmentaci paketů. Pokud je paket větší než MTU odeslán přes IPv4, bude automaticky fragmentován, pokud není nastaven příznak ne-fragment. IPv6 neumožňuje fragmentaci. Pokud velikost paketu překročí MTU v IPv6, bude zahozena.

Typy maximálních přenosových jednotek

Ethernet MTU

Rámec Ethernet je na vrstvě 2 propojení otevřených systémů (OSI). Standardní velikost MTU pro Ethernet je 1 500 bytů. To nezahrnuje Ethernet záhlaví 18 nebo 20 bajtů a je teoretické maximální množství dat, které lze přenést fyzickým spojením. MTU všech protokolů vyšší úrovně musí zapadat do této MTU.

IP MTU

Protokol IP je zapnutý Vrstva 3 modelu OSI. Velikost velikosti paketu IP MTU lze konfigurovat nezávisle na velikosti rámce Ethernet. Ale protože je přenášen přes Ethernet, musí být menší než Ethernet MTU.

IP MTU je celková velikost všech informací, které jsou součástí paketu. To zahrnuje záhlaví a data užitečné zatížení předat. IP a TCP záhlaví trvá 40 bajtů. Chcete-li se vrátit k ilustraci balení, představte si, že největší váha, kterou může vysokozdvižný vozík pohnout, je 1 500 liber. To zahrnuje hmotnost palety 40 liber, takže největší váha nákladu, který lze odeslat, je 1460 liber.

Pokud je během přenosu použit další zprostředkující protokol, například GRE, IPsec, PPPoE nebo SNAP (Subnetwork Access Protocol), není zahrnut v MTU odesílatele, ale je třeba jej při návrhu sítě vzít v úvahu, aby nepřekračoval MTU zprostředkujícího zařízení. Představte si například, že organizace nastavila MTU na nejvyšší hodnotu 1 500 bajtů, ale musí překročit a VPN zabezpečeno IPsec. IPsec přidá do paketu pro server další data šifrování do práce, ale to posune celkovou velikost paketu na více než 1 500 bytů, takže paket musí být fragmentován.

OSI model
Vrstvy v modelu Open Systems Interconnection (OSI) pro komunikaci aplikací přes síť.

Představte si sklad, který je na našem obrázku potřebný k zajištění zásilky v uzamčeném kontejneru. Pokud nebyla zohledněna dodatečná hmotnost uzamčeného kontejneru, celková hmotnost nákladu (užitečné zatížení dat), palety (hlavička IP) a uzamčeného kontejneru (IPsec) by mohla být vyšší než celková hmotnost, kterou může vysokozdvižný vozík podporovat (zařízení MTU ).

Maximální velikost segmentu (MSS) a MTU

Maximální velikost segmentu (MSS) je velikost užitečného zatížení v IP paketu. Je to vlastně nejvíce dat, které mohou odesílatelé přenášet, aniž by překročili MTU.

MSS lze vypočítat odečtením velikosti záhlaví od IP MTU. Je to zapnuté Vrstva 4 modelu OSI.

Jumbo rámy a maximální přenosová jednotka

Jumbo rámy jsou, když je Ethernet MTU větší než standardních 1 500 bytů. To je možné na rychlých ethernetových linkách, například s a gigabitový LAN a může být až 9 000 bajtů. Použití jumbo paketů může snížit režii a zvýšit efektivitu přenosu dat.

Velikost paketu rámce Jumbo je specifická pro dodavatele a (rozhodně) není zaručena přes internet. Použití MTU typu jumbo frame je tedy obvykle vyhrazeno pro specializované specializované sítě, například v síti storage area (SAN).

Zjištění maximální přenosové jednotky cesty

Zjištění cesty MTU (PMTUD) je proces hledání MTU všech zařízení v síti, která paket projde. Provedením PMTUD lze každé zařízení vhodně nastavit, aby se zabránilo fragmentaci a vynechání rámců kvůli překročení MTU zprostředkujícího zařízení.

Nejjednodušší způsob, jak provádět zjišťování cesty MTU, je zasílání velkých testovacích paketů nebo ping nastaveno na „nefragmentovat“. Pokud jsou zrušeny, pak pingy překročily MTU. Zmenšujte velikost paketu, dokud nebude moci projít celou cestu.

V systému Microsoft Windows mohou organizace testovat MTU pomocí příkazu ping. Použijte -F přepněte na “nefragmentovat” a -l přepínač následovaný velikostí paketu k odeslání v bajtech. Například: ping www.techtarget.com -f -l 1492

Optimalizace maximálních přenosových jednotek

Pro IP MTU neexistuje žádná nejlepší velikost, protože MTU určují zařízení a protokoly ve směrovací cestě. K úpravě koncového bodu MTU by se proto nemělo přistupovat náhodně. Většina zařízení může automaticky upravit MTU podle typu sítě, ve které jsou.

MTU je optimálně nastaveno, když je co nejblíže nejnižší MTU na trase, aniž by přejelo. Jsou-li známa konkrétní omezení, pak má hodnotu snížení MTU.

Například pokud organizace používá GRE nebo VPN, může nastavení MTU, která zohledňuje režii, snížit fragmentaci paketů. Pokud konkrétní ISP technologie, jako např ADSL, ukládá další režii paketů, snížení MTU koncového počítače na účet může vést k lepšímu výkonu.

Share

Leave a Reply

Your email address will not be published.