Qual é a unidade máxima de transmissão (MTU)?

Qual é a unidade máxima de transmissão (MTU)?

Qual é a unidade máxima de transmissão (MTU)?

A unidade de transmissão máxima (MTU) é o maior tamanho quadro, Armação ou pacote – em bytes ou octetos (bytes de oito bits) – que podem ser transmitidos por meio de um link de dados. É mais usado em referência ao tamanho do pacote em uma rede Ethernet usando o protocolo da Internet (IP)

MTU e fragmentação de pacotes

Cada dispositivo em uma rede tem um tamanho máximo de unidade de transmissão que pode receber e transmitir. A MTU do próximo dispositivo receptor é determinada antes de enviar um pacote a ele. Se o pacote for muito grande e o próximo dispositivo receptor não puder aceitá-lo, o pacote será dividido em vários pacotes e enviado. Isso é chamado fragmentação.

A fragmentação é ruim para o desempenho, pois adiciona atraso e dados extras. Para melhor desempenho, o MTU do dispositivo de envio original é definido o maior possível, embora ainda seja menor do que o MTU de todos os dispositivos na rede entre o remetente e o receptor final. Na prática, um dispositivo de transmissão não saberá o MTU de todos os dispositivos intermediários, mas apenas do próximo na linha.

Estrutura de um pacote de rede

Como uma analogia, pense em MTU como o peso máximo que pode ser enviado como um único pacote. Imagine que uma empresa precise enviar 1 tonelada de mercadorias para outra empresa. A empresa remetente tem um grande armazém com empilhadeiras e caminhões, assim como a empresa receptora. Portanto, toda a remessa é colocada em um grande palete e enviada como uma remessa única ou pacote. É como usar um grande MTU com todos os dispositivos que o suportam. É muito eficiente.

Agora imagine que a empresa remetente precisasse enviar uma remessa de 1 tonelada para uma pequena loja atendida apenas por um carteiro com uma pequena van. Se eles enviassem toda a remessa em um único palete grande, em algum ponto o palete grande precisaria ser dividido e colocado em caixas menores para caber na van para que pudesse ser transportado. É como quando um pacote de dados precisa ser fragmentado porque a MTU de envio é muito grande para um dos dispositivos intermediários. Seria mais eficiente se o remetente original configurasse a MTU de maneira apropriada do que fragmentá-la por um dispositivo intermediário.

Apenas IPV4 permite a fragmentação de pacotes. Se um pacote maior do que o MTU for enviado pelo IPv4, ele será fragmentado automaticamente, a menos que o sinalizador do-not-fragment seja definido. IPv6 não permite a fragmentação. Se o tamanho de um pacote exceder o MTU no IPv6, ele será descartado.

Tipos de unidades de transmissão máxima

Ethernet MTU

O frame Ethernet está na Camada 2 da Interconexão de Sistemas Abertos (OSI). O tamanho padrão MTU para Ethernet tem 1.500 bytes. Isso não inclui a Ethernet cabeçalho de 18 ou 20 bytes, e é a quantidade máxima teórica de dados que pode ser transmitida pelo link físico. O MTU de qualquer protocolo de nível superior deve caber neste MTU.

IP MTU

O protocolo IP está ativado Camada 3 do modelo OSI. O tamanho do pacote IP MTU pode ser configurado independentemente do tamanho do quadro Ethernet. Mas, como é transportado pela Ethernet, deve ser menor que o Ethernet MTU.

O IP MTU é o tamanho total de todas as informações incluídas no pacote. Isso inclui o cabeçalho e os dados carga útil transmitir. O IP e TCP o cabeçalho ocupa 40 bytes. Para retornar à ilustração do pacote, imagine que o máximo de peso que a empilhadeira pode mover é 1.500 libras. Isso inclui o peso do palete de 40 libras, portanto, o maior peso de carga que pode ser enviado é de 1.460 libras.

Se houver um protocolo intermediário adicional aplicado durante o trânsito, como GRE, IPsec, PPPoE ou SNAP (protocolo de acesso de sub-rede), não está incluído no MTU do remetente, mas deve ser considerado durante o projeto da rede para não ultrapassar o MTU de um dispositivo intermediário. Por exemplo, imagine que uma organização defina o MTU para o valor mais alto de 1.500 bytes, mas ele precisa passar de um VPN protegido por IPsec. O IPsec adicionará alguns dados adicionais ao pacote para o criptografia para funcionar, mas isso empurra o tamanho total do pacote para mais de 1.500 bytes, então o pacote precisa ser fragmentado.

Modelo OSI
As camadas no modelo de Open Systems Interconnection (OSI) para como os aplicativos se comunicam em uma rede.

Imagine o depósito em nossa ilustração necessário para proteger a remessa em um contêiner trancado. Se o peso adicional do contêiner trancado não for levado em consideração, o peso total da carga (carga útil de dados), palete (cabeçalho IP) e contêiner trancado (IPsec) pode ser maior do que o peso total que a empilhadeira pode suportar (dispositivo MTU )

Tamanho máximo do segmento (MSS) e MTU

O tamanho máximo do segmento (MSS) é o tamanho da carga útil em um pacote IP. É, efetivamente, a maioria dos dados que os remetentes podem transmitir sem exceder o MTU.

O MSS pode ser calculado subtraindo o tamanho do cabeçalho do IP MTU. Está ligado Camada 4 do modelo OSI.

Jumbo frames e unidade de transmissão máxima

Quadros Jumbo são quando o Ethernet MTU é maior do que os 1.500 bytes padrão. Isso pode ser possível em links Ethernet rápidos, como com um gigabit LAN e pode ter até 9.000 bytes. O uso de pacotes jumbo pode reduzir a sobrecarga e aumentar a eficiência da transmissão de dados.

O tamanho do pacote do Jumbo Frame é específico do fornecedor e (certamente) não é garantido pela Internet. Portanto, o uso de jumbo frame MTU é geralmente reservado para redes especializadas dedicadas, como em uma rede de área de armazenamento (SAN)

Descoberta da unidade de transmissão máxima do caminho

A descoberta de MTU de caminho (PMTUD) é o processo de localização da MTU de todos os dispositivos em uma rede que um pacote atravessará. Ao executar o PMTUD, cada dispositivo pode ser definido de forma adequada para evitar fragmentação e quadros perdidos devido ao excesso de MTU de um dispositivo intermediário.

A maneira mais simples de realizar a descoberta do caminho MTU é enviando grandes pacotes de teste ou pings definido como “não fragmentar”. Se eles forem descartados, os pings excederam o MTU. Diminua o tamanho do pacote até que ele possa percorrer todo o caminho.

No Microsoft Windows, as organizações podem testar a MTU com o comando ping. Use o -f mude para definir “não fragmentar” e o -eu switch seguido pelo tamanho em bytes do pacote a enviar. Por exemplo: ping www.techtarget.com -f -l 1492

Otimizando unidades máximas de transmissão

Não existe um único tamanho ideal para IP MTU, pois os dispositivos e protocolos no caminho de roteamento determinam a MTU. Portanto, ajustar o valor-limite MTU não deve ser abordado casualmente. A maioria dos dispositivos pode ajustar automaticamente sua MTU com base no tipo de rede em que estão.

O MTU é definido de maneira ideal quando está o mais próximo do MTU mais baixo da rota, sem ultrapassar. Se as restrições específicas são conhecidas, então há valor em reduzir o MTU.

Por exemplo, se uma organização usa GRE ou VPN, a configuração de um MTU que leva em conta a sobrecarga pode reduzir a fragmentação do pacote. Se um específico ISP tecnologia, como ADSL, impõe sobrecarga de pacote adicional, reduzindo a MTU do computador do terminal para compensar isso pode resultar em melhor desempenho.

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