2019-11-25 二层 MTU 和 IP MTU

Varios conceptos:

1. Capa 2 MTU:
   Unidad de transmisión máxima, unidad de transmisión máxima, se refiere al tamaño de los datos de transmisión máxima proporcionados por la capa de enlace de datos a su capa superior (IP / MPLS, etc.), en bytes.
   Los diferentes protocolos requieren diferentes tamaños de MTU. Por ejemplo:

   • IEEE 802.3 / 802.2 Máximo MTU 1492.
   • La MTU del puerto Ethernet está en el rango de 64-1518 bytes. Las tramas Ethernet que son demasiado grandes o demasiado pequeñas pueden descartarse.
   • El protocolo IP decidirá si fragmentar los datos en función del valor de la MTU de capa 2. La ruta entre las dos PC pasará por muchos saltos, y la MTU mínima determina la velocidad de transmisión.

2. MTU IP: el rango es (68-65535)
   el protocolo de la capa superior de la capa de red (como TCP / IP), el protocolo IP de la capa de red verificará el tamaño de cada paquete de datos del protocolo de la capa superior y decidirá si tomar una decisión basada en el tamaño de la MTU local Procesamiento de "fragmentación".
   La fragmentación dará como resultado un rendimiento de transmisión reducido. Además, algunos usuarios de alto nivel requieren que esta capa de paquetes de datos no se pueda dividir, y se agrega una etiqueta al encabezado del paquete de datos IP: DF (No fragmentar). Esto hará que cuando la MTU sea menor que el paquete de datos IP durante la transmisión del paquete de datos, el dispositivo de reenvío descartará el paquete de datos según sea necesario y luego devolverá un mensaje de error al remitente.

3. MSS: Tamaño máximo de segmento, el tamaño máximo de segmento, excluyendo las cabeceras y opciones de TCP, solo incluye TCP Payload. TCP se usa para limitar el tamaño máximo de segmento de cada transmisión. El tamaño de MTU afecta el tamaño de los fragmentos TCP. En general, la fragmentación de TCP debe minimizarse, de lo contrario, los enrutadores de envío y recepción deben gastar más recursos para lidiar con la fragmentación y el reensamblaje.
   MSS: Tamaño máximo de segmento El tamaño máximo de transmisión En el protocolo TCP, MSS es un elemento negociable.

4. 
   Por ejemplo, la relación entre los tres es MTU = 1500, es decir, el tamaño del paquete IP es <= 1500, y se puede enviar desde esta interfaz de red sin fragmentación, de lo contrario se requiere fragmentación.
   La fórmula es la siguiente:

   
   IP = IP Header + TCP = 20 + 1480 = 1500
   TCP = TCP Header + TCP Payload = 20 + 1460 = 1480
   这里TCP Payload = 1460 = MSS 

Es decir:
MSS = Encabezado MTU-IP Encabezado TCP = 1500-20-20 = 1460

TCP 在三次握手的第一个SYN消息中有一个选项option 4，通告双方的MSS，如果一方MSS=1460，而另一方的MSS=9000，会选择较小的一方即1460作为这个TCP连接的MSS：

MSS = mínimo {MSSs, M ***}
luego MSS = valor mínimo {1460, 8960}} = 1460

注意，MSS只是解决路径上第一跳的MTU问题，不能保证由于路径中有更小的MTU导致的分片。

什么时候用配置大MTU值？

比如在数据中心，MTU经常设置为大于8192字节。 这是因为NFS网络服务器之间的数据读取、存储最小单位是磁盘扇区，而服务器扇区多用8192，而且为了避免被分片，发送这些扇区数据的IP包的DF设置为1，意思是不允许分片。这里整个数据中心的MTU都要设置为大于8192，再加上IP 头，UDP头，文件系统头等，一般设置9000就好了。

案例：
在华为路由器上，接口配置mtu 9000，我们可以看到：端口下配置的是IP MTU，配置成9000字节后， 二层MTU自动变成9600.

[~ ar01] disp int g0 /
2/0 GigabitEthernet0 / 2/0 estado actual: UP (ifindex: 6)
Estado actual del protocolo de línea: UP
Tiempo de activación del protocolo de la última línea: 2019-10-08 05:14:19
Grado de calidad del enlace : BUEN
puerto de ruta, la unidad de transmisión máxima (L3) es de 9000 bytes, la unidad de recepción máxima (L2) es de 9600 bytes
La dirección de Internet es .....
[~ ar01] disp ip int g0 /
2/0 GigabitEthernet0 / 2 / 0 estado actual: UP
Estado actual del protocolo de línea: UP
La unidad de transmisión máxima: 9000 bytes
paquetes de entrada: 1470020, bytes: 93544273, multidifusión: 0

在思科NCS上，端口配置MTU 9014，可以看到：MTU is 9014 (9000 is available to IP)

RP / 0 / RP0 / CPU0: ncs01 # sh int tenGigE 0/0/0/12
Lun Nov 25 16: 19: 27.790 UTC
TenGigE0 / 0/0/12 está activo, el protocolo de línea está activo
Transiciones de estado de la interfaz: 9
Hardware está TenGigE, la dirección es b402.1615.a030 (bia b402.1615.a030)
La dirección de Internet es ...
MTU 9014 bytes, BW 10000000 Kbit (Máx .: 10000000 Kbit)
fiabilidad 235/255, txload 0/255, rxload 0/255
...
RP / 0 / RP0 / CPU0: ncs01 # sh ipv4 int tenGigE 0/0/0/12
Lun Nov 25 16: 20: 09.183 UTC
TenGigE0 /
0/0/12 está activo , el protocolo ipv4 está activo Vrf está predeterminado (vrfid 0x60000000)
La dirección de Internet es 94.247.86.237/31
MTU es 9014 (9000 está disponible para IP)
...