Что такое размер mtu в байтах
Что такое MTU в настройках роутера
Когда постоянно происходят сбои при подключении к интернету, многие идут на решительные меры. Они меняют роутер, меняют провайдера. Одна из причин возможных неполадок – не корректно выставленное значение MTU. Давайте разберемся, что это такое и как его правильно выставить.
MTU в роутере что это
Значение MTU (Maximum Transmission Unit) указывает, какого максимального размера пакеты отправляет устройство. Измеряется в байтах. То есть, если на роутер пришел блок данных большего размера, то он его нарежет на несколько пакетов (фрагментирует). Эти пакеты будут идти по сети, и если встретится на их пути маршрутизатор, который посчитает их слишком большими, он тоже их нарежет. Когда они достигнут последнего маршрутизатора, он, в свою очередь, перед отправкой на компьютер получателя, будет из фрагментированных пакетов собирать в исходные.
Все эти манипуляции по нарезке и сборке пакетов трудоемки. Соответственно, желательно выставлять оптимальное значение MTU на роутере.
Так как данные в каждом пакете оборачиваются служебными заголовками, то чем более длинные пакеты используются, тем меньше затрат на заголовки. В связи с этим желательно выставлять максимальный размер MTU, при котором пакеты не будут нарезаться на последующих узлах сети.
Какой MTU поставить на роутере
Самый простой способ, это обратиться в службу поддержки провайдера (написать письмо, позвонить). Скорее всего, они подскажут актуальное значение. Но через некоторое время, провайдер может все переконфигурировать. Хотя это случается достаточно редко, но если вдруг начали возникать сбои, вполне вероятно, что следует уточнить правильность выставленного MTU.
Второй вариант, это найти оптимальный размер с помощью команды ping, отправляя пакеты, в которых установлено, что их нельзя фрагментировать. Пинговать следует удаленный ресурс, например, сайт или сервер провайдера.
Можно так же проверить наиболее посещаемые ресурсы в интернете: игровые сервера, сервера с которых смотрите фильмы, используемые IP телефоном.
В итоге, выполнив такую команду, мы определим, требуется ли фрагментация пакета для доставки его к получателю.
Запускаем командную строку (это классическое приложение Windows, найти его можно, например, в поиске набрав «Командная строка»). И выполняем команды.
Здесь значении данных 997 байт, размер пакета 997+28=1025 байт, пакет не может быть доставлен без фрагментации.
Здесь значении данных 996 байт, размер пакета 996+28=1024 байт, пакет доходит до получателя без фрагментации.
Таким образом, изменяя размер отправляемого блока данных, мы можем вычислить DMTU – максимальный размер блока данных, который доставляется без фрагментации. Например, если команда ping проходит без фрагментации со значением 996. При попытке отправить команду со значением 997 получаем ответ: «Требуется фрагментация пакета, но установлен запрещающий флаг». Тогда мы рассчитываем параметр DMTU следующим образом: 996 байт данных + 28 байт IP заголовка = 1024 байта. Максимальный размер блока данных, который не будет фрагментирован, составит 1024 байта. Это значение и следует задать на маршрутизаторе, как размер MTU.
Как поменять MTU на роутере
Подключаемся к маршрутизатору через интернет браузер. Выставляем новый размер MTU. Затем сохраняем настройки.
Например, при использовании TP-Link, заходим в пункт «Сеть», там подпункт «WAN». Не забываем нажать после этого кнопку «Сохранить».
После изменения значений, можно проверить, насколько изменилась скорость скачивания файлов большого размера из интернета.
Настройка MTU на компьютере
Для увеличения производительности, чтобы на маршрутизатор не приходили слишком большие пакеты, возможна настройка MTU на оборудовании. В частности, можно выставить размер MTU на персональном компьютере, требуется воспользоваться командной строкой, запущенной от имени администратора:
После данной установки на компьютере, с него будут отправляться пакеты, у которых максимальный размер на уровне IP будет 1024 байта, но на MAC уровне максимальный отправляемый блок данных будет размером 1038 байт (14 из них для заголовка MAC).
Большего размера пакеты не будут отправляться. То есть, если в настройках роутера рассчитан и правильно выставлен MTU 1024, то точно такой же MTU следует задать в настройках подключенного к нему компьютера.
Автоматическая настройка — PMTU discovery
Существуют режимы работы некоторых устройств, когда размер MTU уточняется во время подключения к удаленному серверу (PMTU discovery). Алгоритм такой же, как и тот, которым пользовались при настройке MTU на роутере. В начале работы устройство отправляет блоки данных разного размера, пытаясь определить максимальный размер пакета, который дойдет без фрагментации.
В этом алгоритме есть одна проблема, называемая «MTU Discovery Black Hole». Она возникает в случае, когда администраторы сетей, чтобы избежать возможных атак на их сервера, запрещая маршрутизаторам передачу ICMP, в частности которые используются при команде ping.
Так конечно не корректно действовать. Устройство, не получив ответа на запрос не может продолжить работать.
Как найти правильный размер MTU для моей сети.
Краткая информация
Один из простых и наиболее точных способов определения оптимального размера MTU – MTU пинг тест. Вы просто отправляете запросы и постепенно снижаете размер пакета до тех пор, пока пакет больше не фрагментируется. Кроме того, этот простой тест подходит для точного тестирования конечных точек, пользователи могут найти более маленький размер MTU более удобным для себя. Внимание: При соединении PPPoE размер MTU должен быть 1492 (или ниже). Более подробная информация о влиянии MTU можно найти здесь.
Внимание:
Определение правильного MTU
Для определения правильного размера MTU для вашей конфигурации, вам необходимо использовать простой MTU пинг тест. Вы отправляете запросы и постепенно снижаете размер пакета до тех пор, пока пакет больше не фрагментируется. Выполните следующие действия :
Шаг 1
Шаг 2
Шаг 3
Уменьшите размер тестового пакета (10 или 12 байт), отправьте запрос опять. Имейте в виду, что пакет должен быть снова фрагментирован (Рисунок 2)
Шаг 4
Снова уменьшите размер тестового пакета, отправьте запрос, итак до тех пор, пока размер отправляемого пакета не нужно будет фрагментировать (Рисунок 3)
Шаг 5
Как только вы отправите пакет, который не будет фрагментирован, увеличьте немного размер пакета и отправьте запрос заново, вы таким образом сможете найти максимальный размер пакеты, который не будет фрагментирован.
Шаг 6
1440 – максимальный размер пакета в пинг-тесте
+ 28 – заголовки IP и ICMP
1468 – оптимальный размер вашего MTU
Проблемы с соединением к VPN или мои приложения зависают, а время истекает.
Вы можете подсоединиться к VPN серверу и зарегистрироваться, но ничего не происходит и приложения зависают, время выходит, или проблема с загрузкой.
— Вы можете подсоединиться и зарегистрироваться, но приложения зависают, время выходит, или проблема с загрузкой. Ваш MTU (максимального размера блока (в байтах), который может быть передан) указан неправильно.
Оптимальный размер MTU — снижаем нагрузку на сеть
В тот момент, когда хост должен передавать данные через интерфейс, он ссылается на максимальный размер полезного блока данных для одного пакета Maximum Transmission Unit, чтобы определить, сколько данных он может поместить в каждый пакет. Например, интерфейсы Ethernet имеют MTU по умолчанию 1500 байт, не включая заголовок или трейлер Ethernet. Это означает, что хост, которому необходимо отправить данные по TCP-протоколу, обычно будет использовать первые 20 из этих 1500 байтов для заголовка IP, следующие 20 для заголовка TCP, а оставшиеся 1460 байт для полезной нагрузки. Инкапсуляция данных в пакеты максимального размера, подобные этому, позволяет потреблять полосу пропускания наиболее эффективно, минимизируя использование служебного трафика протокола передачи данных. Оптимальный размер MTU — ключ к эффективному использованию сетевых каналов передачи данных и снижению нагрузки на сетевое оборудование.
Фрагментация пакетов MTU
К сожалению, не все устройства в сети Интернет имеют одинаковый максимальный размер полезного блока данных MTU. MTU может различаться в зависимости от типа физического носителя или сконфигурированной инкапсуляции (например, туннелирование GRE или шифрование IPsec). Когда маршрутизатор решает переслать IPv4 пакет через интерфейс и определяет, что размер пакета превышает MTU интерфейса, маршрутизатор должен разбить пакет так, чтобы передать его как две (или более) отдельные части, каждая из которых не превышает предельный размер MTU канала между абонентами. Фрагментация довольно дорого стоит, как в ресурсах маршрутизатора, так и в использовании полосы пропускания. Должны быть созданы новые заголовки и прикреплены к каждому фрагменту. В спецификации протокола IPv6 из маршрутизатора полностью удалена фрагментация пакетов, но эта тема для отдельного разговора.
Определение оптимального размера MTU пакета данных
Чтобы использовать канал наиболее эффективным образом, хосты должны определить оптимальный размер MTU — это минимальный MTU среди всех узлов на пути между хостами. Например, для двух хостов, путь между которыми состоит из 3-х маршрутизаторов с различными максимально возможными размерами пакетов: 1500, 800 и 1200 байтов, каждый из конечных хостов должен принять наименьший размер пакета 800 байт, чтобы избежать фрагментации.
Do not Fragment и Destination Unreachable, Fragmentation Needed
Пакеты могут перемещаться по сетям произвольным образом и невозможно заранее просчитать все маршруты и максимальный размер пакетов для каждого подключения. В RFC 1191 прописана методология определения размера MTU. Процесс, посредством которого хост для конкретного подключения может обнаруживать меньший размер MTU, чем поддерживает его собственный сетевой интерфейс. Ключевыми являются два компонента: бит «Не фрагментировать» (Do not Fragment (DF)) заголовка IP и субкод сообщения ICMP-протокола Destination Unreachable, Fragmentation Needed.
Установка бита DF в IP-пакете не позволяет маршрутизатору выполнять фрагментацию, когда он обнаруживает MTU меньше, чем размер пакета. Вместо этого пакет отбрасывается и по ICMP отправителю приходит сообщение о необходимости фрагментации пакетов. По сути, маршрутизатор указывает, что для отправки далее ему необходимо разбить пакет на части, но флаг Don’t Fragment (DF) не позволяет это сделать. RFC 1191 расширяет ICMP-сообщение, запрашивающее фрагментацию, с включением размера MTU для текущего подключения.
Теперь, когда был обнаружен максимальный размер пакета для подключения, хост может кэшировать это значение и формировать последующие сетевые пакеты соответствующего размера. Обратите внимание, что обнаружение максимального размера пакетов для конкретного подключения является непрерывным процессом. В случае использования динамической маршрутизации и перестроении маршрута между отправителем и получателем хост периодически продолжает попытки установить флаг DF для обнаружения дальнейшего уменьшения размера пакетов. RFC 1191 также позволяет периодически тестировать возможность увеличения максимального размера пакетов для каждого маршрута, иногда пытаясь передать пакет больше, чем кешированный. Если пакет передается успешно, то значение предельно допустимого размера пакета увеличивается.
Расчет максимального размера MTU пакета с помощью трассировки
Вы можете вычислить максимальный размер пакета MTU для каждого маршрута через живую сеть с помощью инструмента, такого как трассировка пути. Является частью пакета Linux — IPutils. Или утилита, написанная для Windows — mturoute:
https://14bytes.ru/files/mturoute.exe
Привожу пример определения MTU для маршрута между двумя хостами через шифрованный GRE-туннель. Видим как утилита последовательно подбирает максимальный размер пакета:
Как максимальной единицей передачи информации в интернете стали 1500 байт
Ethernet повсюду, и десятки тысяч производителей выпускают оборудование с его поддержкой. Однако почти у всех этих устройств есть одно общее число – MTU:
MTU (Maximum Transmission Unit) [максимальная единица передачи] определяет максимальный размер отдельного пакета данных. В общем случае, когда вы обмениваетесь сообщениями с устройствами вашей LAN, MTU будет иметь размер порядка 1500 байт, а весь интернет почти целиком тоже работает с размером 1500 Б. Однако это не означает, что эти технологии связи не могут передавать пакетов большего размера.
К примеру, у 802.11 (шире известного как WiFi) MTU равен 2304 б, а если ваша сеть использует FDDI, тогда ваш MTU равен 4352 б. У самого Ethernet есть концепция «гигантских кадров», когда MTU можно назначить размер до 9000 б (при поддержке такого режима NIC, коммутаторами и роутерами).
Однако в интернете это не особенно нужно. Поскольку основные магистрали интернета в основном состоят из соединений Ethernet, де-факто неофициальный максимальный размер пакета выставлен в 1500 Б, чтобы избежать фрагментации пакетов на других устройствах.
Само по себе число 1500 странное – можно было бы ожидать, что константы в мире компьютеров будут основаны на степенях двойки, например. Так откуда взялись 1500 Б и почему мы их до сих пор используем?
Волшебное число
Первый большой прорыв Ethernet в мир произошёл в форме стандартов 10BASE-2 (тонкий) и 10BASE-5 (толстый), числа в которых говорят о том, сколько сотен метров может покрывать отдельный сегмент сети.
Поскольку в то время конкурирующих протоколов было множество, а у железа имелись свои ограничения, создатель формата признаёт, что требования к памяти буфера пакетов сыграли свою роль в появлении волшебного числа 1500:
Оглядываясь назад, становится ясно, что максимум большего размера, возможно, был бы лучшим решением, однако если бы мы увеличили стоимость NIC (сетевых контроллеров) на ранних этапах, это не дало бы Ethernet так широко распространиться.
Однако это не вся история. В работе «Ethernet: распределённая коммутация пакетов в локальных компьютерных сетях» 1980 года приведён один из ранних анализов эффективности использования в сетях пакетов большого размера. В то время это было особенно важно для сетей Ethernet, поскольку те либо могли соединять все системы одним коаксиальным кабелем, либо состоять из хабов, способных в один момент времени отправлять по одному пакету для всех узлов одного сегмента.
Нужно было выбрать число, которое давало бы не слишком высокие задержки при передаче сообщений в сегментах (иногда довольно загруженных), и при этом не слишком бы увеличивало число пакетов.
Судя по всему, инженеры в то время выбрали число 1500 Б (около 12000 бит) как наиболее «безопасный» вариант.
С тех пор появлялись и исчезали различные другие системы передачи сообщений, однако среди них самое низкое значение MTU было у Ethernet с его 1500 Б. Превышать минимальное значение MTU в сети – значит, либо вызывать фрагментацию пакетов, либо заниматься PMTUD [поиск максимального размера пакета для выбранного пути]. У обоих вариантов были свои особые проблемы. Даже если иногда крупные производители ОС опускали значение MTU ещё ниже.
Фактор эффективности
Теперь нам известно, что MTU в интернете ограничен размером в 1500 Б по большей части из-за старых показателей задержек и ограничений оборудования. Насколько сильно это сказывается на эффективности интернета?
Если посмотреть на данные с крупной точки обмена интернет-трафиком AMS-IX, мы увидим, что не менее 20% передаваемых пакетов имеют максимальный размер. Можно также посмотреть на общий трафик LAN:
Если скомбинировать оба графика, получится что-то вроде следующего (оценка трафика для каждого диапазона размеров пакетов):
Или, если посмотреть на трафик всех этих заголовков и прочей служебной информации, мы получим тот же график с другим масштабом:
Довольно большая часть пропускной способности тратится на заголовки для пакетов из самого крупного класса размеров. Поскольку на пике трафика наибольшие накладные расходы составляют 246 Гб/с, можно предположить, что если бы мы все перешли на «гигантские кадры», когда такая возможность ещё существовала, эти накладные расходы составляли бы всего около 41 Гб/с.
Но, думаю, сегодня для крупнейшей части интернета этот поезд уже ушёл. И хотя некоторые провайдеры работают с MTU равным 9000, большая часть его не поддерживает, а попытки изменить что-то глобально в интернете раз от раза оказывались чрезвычайно трудным делом.
Что такое MTU и как установить оптимальный размер пакета в роутере?
Всем привет! Начнем, пожалуй, с вопроса – а что же такое MTU? MTU (от английского Maximum transmission unit) – это максимальный объем в пакете, который может передавать в той или иной сетевой среде. Как вы знаете, все данные передаются определенными пакетами – будь это интернет, Wi-Fi или локальная сеть дома. Все как на почте – почтальон не может переносить больше определенного веса.
Конечно, тут идут и некоторые ограничения. Например, в PPPoE обычно используется 1492 байта. При Ethernet подключении 1500 байта, а в беспроводной сети MTU равен 2304. Если же сетевому устройству нужно передать куда больше информации, то все делится как раз на эти MTU блоки.
Размер MTU зачастую определяется самим отправляющим устройством. MTU в настройках роутера также задается по умолчанию значением заданным разработчиками. Если говорить проще, то происходит следующее:
Также нужно знать, что в размер MTU входит:
К чему может привести неправильное значение MTU? Если на роутере, который чаще всего является шлюзом между интернетом и локальной сетью, выставлено неправильное значение, то могут наблюдаться проблемы со связью и интернетом. Например, нельзя зайти на какой-то сайт, некоторые службы в локальной сети перестают работать. Но само значение можно выставить вручную в настройках маршрутизатора.
Также вы можете встретить параметр MRU (maximum receive unit) – это максимальный размер пакета, который может принять устройство. Все по аналогии с MTU. Далее я расскажу, как узнать оптимальный размер MTU в вашей сети и как установить это значение в роутере.
ВНИМАНИЕ! Это нужно делать только в том случае, если у вас наблюдаются проблемы с интернетом, сетью или какими-то сетевыми службами. Если у вас все в порядке, то лучше ничего не делать, так как дальнейшие действия могут привести к ухудшению связи.
Определение идеального MTU
Способ достаточно простой – мы будем использовать встроенную утилиту в Windows «ping» с помощью командной строки. Нажмите на клавиши «Win» (находится в нижнем ряду между «Ctrl» и «Alt») и английскую «R».
В окошке введите команду «cmd» и нажмите «ОК». Командную строку также можно запустить через «Пуск», введя в поисковую строку эти три буквы.
Для начала давайте узнаем, какой MTU у нас стоит по умолчанию. Для этого вводим команду:
netsh interface ipv4 show subinterfaces
Я подключен по Wi-Fi, поэтому у меня стоит стандартное значение 1500. Если же вы подключены к кабелю провайдера напрямую, то эта команда может вам помочь.
Далее мы будем использовать стандартную команду ping с определенными параметрами. Наша задача взять за основу какое-то определенное значение MTU и увеличивать его до тех пор, пока система не сообщит нам, что нам нужно установить параметр фрагментации или разбиения пакета.
Если говорить проще, то мы будем увеличивать пакет до тех пор, пока он проходит по нашему соединению в интернете. Для примера мы будем пинговать всем известный «google.com», но вы можете взять любой другой сайт:
В итоге мы видим, что пакеты с размером в 1440 байтов спокойно отправляются в сеть. Поэтому мы увеличим размер MTU на 1. Немного о команде: значение «-f» – запрещает фрагментировать пакет – это нужно для наших тестов. «-l» (маленькая английская буква «L») – задает размер пакета.
Теперь увеличиваем его на один. Чтобы не прописывать команду постоянно, нажмите на клавиатуре на стрелку вверх, сотрите последнюю цифру и увеличьте её на один:
Как видите этот пакет также свободно проходит. В общем проделываем эту процедуру до тех пор, пока вы сами не найдете идеальный параметр для вашей среды. В самом конце вы должны увидеть сообщение:
«Требуется фрагментация пакета, но установлен запрещающий флаг»
В моем случае это 1472, но у вас может быть совершенно другой параметр, так что нужно проводить свои тесты.
Но это не окончательное значение MTU – это мы нашли только MSS. Поэтому к нему нам нужно прибавить IP и ICMP заголовки. Для этого просто прибавляем ещё 28 байта:
Теперь данное значение можно установить в вашем домашнем роутере.
Установка MTU в роутере
Для начала нам нужно зайти в настройки роутера – для этого нужно ввести IP или DNS адрес в адресную строку любого браузера. Можете попробовать популярные адреса:
Адрес можно подсмотреть на этикетке под корпусом. Или ввести в консоль команду:
IP маршрутизатора будет в строке 192.168.1.1.
Далее инструкции могут отличаться в зависимости от модели роутера.
Zyxel Keenetic
«Проводной» – «Параметры IP и DNS» (или «Аутентификация у провайдера (PPPoE / PPTP / L2TP)»)
Переходим в раздел «Интернета» – далее на вкладке «Подключение» выбираем активный коннект к интернету.