En las redes de computadoras , la unidad de transmisión máxima ( MTU ) es el tamaño de la unidad de datos de protocolo (PDU) más grande que se puede comunicar en una sola transacción de capa de red . [1] La MTU se relaciona con el tamaño máximo de trama que se puede transportar en la capa de enlace de datos , pero no es idéntico al mismo , por ejemplo, la trama Ethernet .
Una MTU más grande se asocia con una sobrecarga reducida. Los valores de MTU más pequeños pueden reducir el retraso de la red . En muchos casos, MTU depende de las capacidades de la red subyacente y debe ajustarse manual o automáticamente para no exceder estas capacidades. Los parámetros de MTU pueden aparecer asociados con una interfaz o estándar de comunicaciones. Algunos sistemas pueden decidir MTU en el momento de la conexión.
Aplicabilidad
Las MTU se aplican a protocolos de comunicaciones y capas de red . La MTU se especifica en términos de bytes u octetos de la PDU más grande que la capa puede transmitir. Los parámetros de MTU suelen aparecer asociados con una interfaz de comunicaciones ( NIC , puerto serie , etc.). Los estándares ( Ethernet , por ejemplo) pueden fijar el tamaño de una MTU; o los sistemas (como los enlaces seriales punto a punto) pueden decidir la MTU en el momento de la conexión.
El enlace de datos subyacente y las capas físicas generalmente agregan sobrecarga a los datos de la capa de red que se transportarán, por lo que para un tamaño de trama máximo dado de un medio, se necesita restar la cantidad de sobrecarga para calcular la MTU de ese medio. Por ejemplo, con Ethernet, el tamaño máximo de trama es de 1518 bytes, 18 bytes de los cuales son de sobrecarga ( secuencia de verificación de encabezado y trama ), lo que da como resultado una MTU de 1500 bytes.
Compensaciones
Una MTU más grande brinda mayor eficiencia porque cada paquete de red transporta más datos de usuario, mientras que los gastos generales del protocolo, como los encabezados o los retrasos subyacentes por paquete, permanecen fijos; la mayor eficiencia resultante significa una mejora en el rendimiento del protocolo a granel. Una MTU más grande también requiere el procesamiento de menos paquetes para la misma cantidad de datos. En algunos sistemas, el procesamiento por paquete puede ser una limitación de rendimiento crítica.
Sin embargo, esta ganancia no está exenta de desventajas. Los paquetes grandes ocupan un enlace lento durante más tiempo que un paquete más pequeño, lo que provoca mayores retrasos en los paquetes posteriores y aumenta el retraso de la red y la variación del retraso . Por ejemplo, un paquete de 1500 bytes, el más grande permitido por Ethernet en la capa de red, conecta un módem de 14,4k durante aproximadamente un segundo.
Los paquetes grandes también son problemáticos en presencia de errores de comunicación. Si no se usa corrección de errores de reenvío , la corrupción de un solo bit en un paquete requiere que se retransmita todo el paquete, lo que puede ser costoso. A una tasa de error de bits determinada , los paquetes más grandes son más susceptibles a la corrupción. Su mayor carga útil hace que las retransmisiones de paquetes más grandes tomen más tiempo. A pesar de los efectos negativos sobre la duración de la retransmisión, los paquetes grandes aún pueden tener un efecto positivo neto en el rendimiento de TCP de un extremo a otro. [2]
Protocolo de Internet
El conjunto de protocolos de Internet se diseñó para funcionar con muchas tecnologías de red diferentes, cada una de las cuales puede utilizar paquetes de diferentes tamaños. Si bien un host conocerá la MTU de su propia interfaz y posiblemente la de sus pares (a partir de los apretones de manos iniciales), inicialmente no conocerá la MTU más baja en una cadena de enlaces con otros pares. Otro problema potencial es que los protocolos de nivel superior pueden crear paquetes más grandes incluso que los que admite el enlace local.
IPv4 permite la fragmentación que divide el datagrama en partes, cada una lo suficientemente pequeña para adaptarse a una limitación de MTU específica. Este proceso de fragmentación tiene lugar en la capa de Internet . Los paquetes fragmentados se marcan para que la capa IP del host de destino sepa que debe volver a ensamblar los paquetes en el datagrama original.
Todos los fragmentos de un paquete deben llegar para que el paquete se considere recibido. Si la red descarta algún fragmento, se pierde todo el paquete.
Cuando la cantidad de paquetes que deben fragmentarse o la cantidad de fragmentos es grande, la fragmentación puede causar una sobrecarga irrazonable o innecesaria. Por ejemplo, varias situaciones de tunelización pueden exceder la MTU por muy poco, ya que solo agregan el valor de datos de un encabezado. La adición es pequeña, pero ahora cada paquete debe enviarse en dos fragmentos, el segundo de los cuales tiene muy poca carga útil. Se mueve la misma cantidad de carga útil, pero cada enrutador intermedio tiene que reenviar el doble de paquetes.
El Protocolo de Internet requiere que los hosts puedan procesar datagramas IP de al menos 576 bytes (para IPv4) o 1280 bytes (para IPv6). Sin embargo, esto no impide que las capas de enlace con una MTU menor que esta MTU mínima transmitan datos IP. Por ejemplo, de acuerdo con la especificación de IPv6, si una capa de enlace en particular no puede entregar un datagrama IP de 1280 bytes en una sola trama, entonces la capa de enlace debe proporcionar su propio mecanismo de fragmentación y reensamblaje, separado del mecanismo de fragmentación de IP, para asegurar que un El datagrama IP de 1280 bytes se puede entregar, intacto, a la capa IP.
MTU para medios comunes
En el contexto del Protocolo de Internet , MTU se refiere al tamaño máximo de un paquete IP que se puede transmitir sin fragmentación en un medio determinado. El tamaño de un paquete IP incluye encabezados IP pero excluye encabezados de la capa de enlace . En el caso de una trama Ethernet, esto agrega una sobrecarga de 18 bytes, o 22 bytes con una etiqueta IEEE 802.1Q para etiquetado VLAN o clase de servicio .
La MTU no debe confundirse con el tamaño mínimo de datagrama que todos los hosts deben estar preparados para aceptar. Son 576 bytes para IPv4 [3] y 1280 bytes para IPv6 . [4]
Medios para transporte IP | Unidad de transmisión máxima (bytes) | Notas |
---|---|---|
MTU de ruta IPv4 de Internet | Al menos 68, [5] máximo de 64 KiB [6] | Los sistemas pueden utilizar Path MTU Discovery [7] para encontrar la ruta MTU real. El enrutamiento de una MTU más grande a una MTU más pequeña provoca la fragmentación de IP . |
MTU de ruta IPv6 de Internet | Al menos 1280, [8] máx. De 64 KiB, pero hasta 4 GiB con jumbogram opcional [9] | Los sistemas deben utilizar Path MTU Discovery [10] para encontrar la ruta MTU real. |
Ethernet v2 | 1500 [11] | Casi todas las implementaciones de IP sobre Ethernet utilizan el formato de trama Ethernet II . |
Ethernet con LLC y SNAP | 1492 [12] | |
Tramas gigantes de Ethernet | 1501 - 9202 [13] o más [14] | El límite varía según el proveedor. Para una correcta interoperación, las tramas no deben ser mayores que el tamaño máximo de trama admitido por cualquier dispositivo en el segmento de red . [15] Las tramas gigantes generalmente solo se ven en redes de propósito especial. |
PPPoE v2 | 1492 [16] | Ethernet II MTU (1500) sin encabezado PPPoE (8) |
DS-Lite sobre PPPoE | 1452 | Ethernet II MTU (1500) sin encabezado PPPoE (8) y encabezado IPv6 (40) |
Tramas jumbo PPPoE | 1493 - 9190 o más [17] | MTU de trama gigante de Ethernet (1501 - 9198) sin encabezado PPPoE (8) |
IEEE 802.11 Wi-Fi (WLAN) | 2304 [18] | El tamaño máximo de MSDU es 2304 antes del cifrado. WEP agregará 8 bytes, WPA-TKIP 20 bytes y WPA2-CCMP 16 bytes. |
Token Ring (802.5) | 4464 | |
FDDI | 4352 [7] |
Tamaño máximo de trama de Ethernet
El tamaño máximo de trama de IP MTU y Ethernet se configuran por separado. En la configuración del conmutador Ethernet, MTU puede referirse al tamaño máximo de trama de Ethernet. En los enrutadores basados en Ethernet, MTU normalmente se refiere a la IP MTU. Si se permiten tramas gigantes en una red, la MTU de IP también debe ajustarse hacia arriba para aprovechar esto.
Dado que el paquete IP es transportado por una trama Ethernet, la trama Ethernet debe ser más grande que el paquete IP. Con la sobrecarga normal de trama de Ethernet sin etiquetar de 18 bytes, el tamaño máximo de trama de Ethernet es de 1518 bytes. Si un paquete IP de 1500 bytes se va a transportar a través de una conexión Ethernet etiquetada, el tamaño máximo de la trama Ethernet debe ser 1522 debido al tamaño más grande de una trama etiquetada 802.1Q. 802.3ac aumenta el tamaño de trama máximo de Ethernet estándar para adaptarse a esto.
Descubrimiento de MTU de ruta
El Protocolo de Internet define la ruta MTU de una ruta de transmisión de Internet como la MTU más pequeña admitida por cualquiera de los saltos en la ruta entre un origen y un destino. Dicho de otra manera, la ruta MTU es el tamaño de paquete más grande que puede atravesar esta ruta sin sufrir fragmentación.
RFC 1191 (IPv4) y RFC 1981 (IPv6) describe Path MTU Discovery , una técnica para determinar la ruta MTU entre dos hosts IP. Funciona enviando paquetes con la opción DF (no fragmentar) en el conjunto de encabezados IP. Cualquier dispositivo a lo largo de la ruta cuya MTU sea más pequeña que el paquete descartará dichos paquetes y enviará un mensaje ICMP Destination Unreachable (Datagram Too Big) que indica su MTU. Esta información permite que el host de origen reduzca apropiadamente su MTU de ruta supuesta. El proceso se repite hasta que la MTU se vuelve lo suficientemente pequeña como para recorrer todo el camino sin fragmentación.
Ethernet estándar admite una MTU de 1500 bytes y la implementación de Ethernet admite tramas gigantes , lo que permite una MTU de hasta 9000 bytes. Sin embargo, los protocolos fronterizos como PPPoE reducirán esto. Path MTU Discovery expone la diferencia entre la MTU vista por los nodos finales de Ethernet y la ruta MTU.
Desafortunadamente, un número cada vez mayor de redes elimina el tráfico ICMP (por ejemplo, para evitar ataques de denegación de servicio ), lo que impide que funcione el descubrimiento de MTU de ruta. RFC 4821 , Descubrimiento de MTU de ruta de la capa de paquetización, describe una técnica de descubrimiento de MTU de ruta que responde de manera más robusta al filtrado ICMP. En una red IP, la ruta desde la dirección de origen a la dirección de destino puede cambiar en respuesta a varios eventos ( equilibrio de carga , congestión , interrupciones , etc.) y esto podría provocar que la MTU de la ruta cambie (a veces repetidamente) durante una transmisión. , que puede introducir más caídas de paquetes antes de que el host encuentre una nueva MTU confiable.
Una falla de Path MTU Discovery conlleva el posible resultado de hacer que algunos sitios detrás de firewalls mal configurados sean inaccesibles. Una conexión con MTU no coincidente puede funcionar para datos de bajo volumen, pero falla tan pronto como un host envía un gran bloque de datos. Por ejemplo, con Internet Relay Chat, un cliente que se conecta puede ver los mensajes iniciales hasta el ping inicial incluido (enviado por el servidor como medida contra la suplantación de identidad), pero no obtiene respuesta después de eso. Esto se debe a que el gran conjunto de mensajes de bienvenida enviados en ese punto son paquetes que exceden la MTU de la ruta. Es posible que se pueda solucionar esto, dependiendo de qué parte de la red se controle; por ejemplo, se puede cambiar el MSS ( tamaño máximo de segmento ) en el paquete inicial que establece la conexión TCP en el firewall de uno.
En otros contextos
MTU se utiliza a veces para describir los tamaños máximos de PDU en capas de comunicación distintas de la capa de red.
- Cisco Systems utiliza L2 MTU para el tamaño máximo de trama. [19]
- Dell / Force10 usa MTU para el tamaño máximo de marco. [20]
- Hewlett Packard utilizó solo MTU para el tamaño máximo de trama, incluida la etiqueta IEEE 802.1Q opcional . [21]
- Juniper Networks utiliza varios términos de MTU: MTU de interfaz física ( MTU L3 más una sobrecarga de protocolo no especificada), MTU de interfaz lógica (consistente con MTU de IETF) y MTU máximo (tamaño máximo de trama configurable para tramas gigantes). [22]
La transmisión de un paquete en un segmento de red física que es más grande que la MTU del segmento se conoce como jabber . Esto casi siempre se debe a dispositivos defectuosos. [23] Los conmutadores de red y algunos concentradores repetidores tienen una capacidad incorporada para detectar cuando un dispositivo está parloteando. [24] [25]
Referencias
- ^ RFC 791 . pag. 25. doi : 10.17487 / RFC0791 .
- ^ Murray, David; Terry Koziniec; Kevin Lee; Michael Dixon (2012). "Grandes MTU y rendimiento de Internet" . 2012 IEEE 13th International Conference on High Performance Switching and Routing . págs. 82–87. doi : 10.1109 / HPSR.2012.6260832 . ISBN 978-1-4577-0833-6.
- ^ RFC 791 . pag. 24. doi : 10.17487 / RFC0791 .
Cada destino de Internet debe poder recibir un datagrama de 576 octetos, ya sea en una sola pieza o en fragmentos para ser reensamblados.
- ^ RFC 2460 . pag. 13. doi : 10.17487 / RFC2460 .
- ^ RFC 791 . pag. 24. doi : 10.17487 / RFC0791 .
Cada módulo de Internet debe poder reenviar un datagrama de 68 octetos sin mayor fragmentación.
- ^ RFC 791 . pag. 12. doi : 10.17487 / RFC0791 .
La longitud total es la longitud del datagrama, medida en octetos, incluido el encabezado y los datos de Internet. Este campo permite que la longitud de un datagrama sea de hasta 65 535 octetos.
- ^ a b RFC 1191 . doi : 10.17487 / RFC1191 .
- ^ RFC 2460
- ^ RFC 2675 , pág. 1, "El encabezado IPv6 [IPv6] tiene un campo de longitud de carga útil de 16 bits y, por lo tanto, admite cargas útiles de hasta 65.535 octetos de longitud. Este documento especifica una opción IPv6 salto por salto, llamada opción Jumbo Payload, que lleva un Campo de 32 bits de longitud para permitir la transmisión de paquetes IPv6 con cargas útiles entre 65.536 y 4.294.967.295 octetos de longitud. Los paquetes con cargas útiles tan largas se denominan 'jumbogramas' ".
- ^ RFC 6145
- ^ Grupo de trabajo en red del IETF, RFC 894 : Un estándar para la transmisión de datagramas IP a través de redes Ethernet, Página 1, "La longitud máxima del campo de datos de un paquete enviado a través de Ethernet es de 1500 octetos, por lo que la longitud máxima de un datagrama IP enviado a través de Ethernet es 1500 octetos. ", ERRATA
- ^ IEEE 802.3 [ página necesaria ]
- ^ Scott Hogg (2013-03-06), Jumbo Frames , Network World , consultado el 2013-08-05 ,
La mayoría de los dispositivos de red admiten un tamaño de trama
gigantede 9216 bytes.
- ^ Juniper Networks (2020-03-23), Physical Interface Properties , recuperado el 2020-05-01
- ^ Joe St Sauver (4 de febrero de 2003). "Problemas prácticos asociados con 9K MTU" (PDF) . uoregon.edu. pag. 67 . Consultado el 15 de diciembre de 2016 .
todavía necesita asegurarse de que TODOS los conmutadores Ethernet ascendentes, incluidos los conmutadores del núcleo de su campus, TAMBIÉN sean compatibles con tramas gigantes
- ^ RFC 2516 con el estándar Ethernet MTU de 1500 bytes; existen extensiones
- ^ RFC 4638
- ^ 802.11-2012, página 413, sección 8.3.2.1
- ^ "Configurar y verificar la unidad de transmisión máxima en las plataformas Cisco Nexus" . Cisco. 2016-11-29. ID de documento: 118994 . Consultado el 4 de enero de 2017 .
- ^ "Cómo configurar MTU (Unidad de transmisión máxima) para tramas gigantes en conmutadores Dell Networking Force10" . Dell. 2016-06-02. Identificación del artículo: HOW10713 . Consultado el 6 de enero de 2017 .
- ^ "Tramas gigantes". Guía de configuración y administración de conmutadores HP Networking 2910al . Hewlett Packard. Noviembre de 2011. N / P 5998-2874.
- ^ "Puerta de enlace de servicios de la serie SRX para los módulos de interfaz física de sucursal Referencia: valores máximos y predeterminados de MTU para módulos de interfaz física " . Enebro. 2014-01-03 . Consultado el 4 de enero de 2017 .
- ^ jabber , The Network Encyclopedia , consultado el 28 de julio de 2016
- ^ show interfaces , Juniper Networks , consultado el 28 de julio de 2016
- ^ IEEE 802.3 27.3.1.7 Recibir requisitos funcionales de jabber
enlaces externos
- Marc Slemko (18 de enero de 1998). "Path MTU Discovery y filtrado ICMP" . Archivado desde el original el 9 de agosto de 2011 . Consultado el 2 de septiembre de 2007 .
- Ajustar su MTU / RWin para usuarios de banda ancha de Orange
- Cómo configurar el valor de TCP MSS usando iptables
- mturoute : una utilidad de consola para depurar problemas de mtu