mtu为什么建议为1492(mtu1500和1480哪个快)
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- 2024-10-18 15:26:00
MaximumTransmissionUnit,缩写MTU,中文名是:最大传输单元。
从下面这个表格中可以看到,在7层网络协议中,MTU是数据链路层的概念。MTU限制的是数据链路层的payload,也就是上层协议的大小,例如IP,ICMP等。
举一个最简单的场景,你在家用自己的笔记本上网,用的是路由器,路由器连接电信网络,然后访问了www.baidu.com,从你的笔记本出发的一个以太网数据帧总共经过了以下路径:
笔记本->路由器->电信机房->服务器
其中,每个节点都有一个MTU值,如下:
笔记本(1500)->路由器(1500)->电信机房->服务器(1500)
假设现在我把笔记本的MTU最大值设置成了1700,然后发送了一个超大的ip数据包(2000),这时候在以外网传输的时候会被拆成2个包,一个1700,一个300,然后加上头信息进行传输。
笔记本(1700)->路由器(1500)->电信机房->服务器(1500)
路由器接收到了一个1700的帧,发现大于自己设置的最大值:1500,如果IP包DF标志位为1,也就是不允许分包,那么路由器直接就把这个包丢弃了,根本就不会到达电信机房,也就到不了服务器了,所以,到这里我们就会发现,MTU其实就是在每一个节点的管控值,只要是大于这个值的数据帧,要么选择分片,要么直接丢弃。
其实一个标准的以太网数据帧大小是:1518,头信息有14字节,尾部校验和FCS占了4字节,所以真正留给上层协议传输数据的大小就是:1518-14-4=1500,那么,1518这个值又是从哪里来的呢?
假设MTU值和IP数据包大小一致,一个IP数据包的大小是:65535,那么加上以太网帧头和为,一个以太网帧的大小就是:65535+14+4=65553,看起来似乎很完美,发送方也不需要拆包,接收方也不需要重组。
那么假设我们现在的带宽是:100Mbps,因为以太网帧是传输中的最小可识别单元,再往下就是0101所对应的光信号了,所以我们的一条带宽同时只能发送一个以太网帧。如果同时发送多个,那么对端就无法重组成一个以太网帧了,在100Mbps的带宽中(假设中间没有损耗),我们计算一下发送这一帧需要的时间:
(65553*8)/(100*1024*1024)≈0.005(s)
在100M网络下传输一帧就需要5ms,也就是说这5ms其他进程发送不了任何数据。如果是早先的电话拨号,网速只有2M的情况下:
(65553*8)/(2*1024*1024)≈0.100(s)
100ms,这简直是噩梦。其实这就像红绿灯,时间要设置合理,交替通行,不然同一个方向如果一直是绿灯,那么另一个方向就要堵成翔了。
假设MTU值设置为100,那么单个帧传输的时间,在2Mbps带宽下需要:
(100*8)/(2*1024*1024)*1000≈5(ms)
时间上已经能接受了,问题在于,不管MTU设置为多少,以太网头帧尾大小是固定的,都是14+4,所以在MTU为100的时候,一个以太网帧的传输效率为:
写成公式就是:(T-14-4)/T,当T趋于无穷大的时候,效率接近100%,也就是MTU的值越大,传输效率最高,但是基于上一点传输时间的问题,来个折中的选择吧,既然头加尾是18,那就凑个整来个1500,总大小就是1518,传输效率:
(1518*8)/(100*1024*1024)*1000=0.11(ms)
(1518*8)/(2*1024*1024)*1000=5.79(ms)
这个其实和以太网帧在半双工下的碰撞有关,感兴趣的同学可以自行去搜索。
在我玩游戏的时候,为什么把MTU改成1480就不卡了?
路由器默认值大多都是1500,理论上是没有问题的,那为什么我玩游戏的时候改成1480才能流畅呢?原因在于当时我使用的是ADSL上网的方式,ADSL使用的PPPoE协议。
PPPoE协议介于以太网和IP之间,协议分为两部分,PPP(PointtoPointProtocol)和oE(overEthernet),也就是以太网上的PPP协议
这里总共是48位,也就是6个字节,那么另外2个字节是什么呢?答案是PPP协议的ID号,占用两个字节,所以在PPPoE环境下,最佳MTU值应该是:1500-4-2=1492。
我在路由器进行拨号,然后PC连接路由器进行上网。
问题就出在路由器拨号,如果是PC拨号,那么PC会进行PPPoE的封装,会按照MTU:1492来进行以太网帧的封装,即使通过路由器,路由器这时候也只是转发而已,不会进行拆包。
而当用路由器拨号时,PC并不知道路由器的通信方式,会以网卡的设置,默认1500得MTU来进行以太网帧的封装,到达路由器时,由于路由器需要进行PPPoE协议的封装,加上8字节的头信息,这样一来,就必须进行拆包,路由器把这一帧的内容拆成两帧发送,一帧是1492,一帧是8,然后分别加上PPPoE地头进行发送。
平时玩游戏不卡,是因为数据量路由器还处理得过来,而当进行群怪AOE的时候,由于短时间数据量过大,路由器处理不过来,就会发生丢包卡顿的情况,也就掉线了。
帖子里面提到的1480,猜测可能是尽量设小一点,避免二次拨号带来的又一次PPPoE的封装,因为时间久远,没办法回到当时的场景再去抓包了。
1500这个值是考虑到传输效率以及传输时间而折中选择的一个值,并且由于目前网络链路中的节点太多,其中某个节点的MTU值如果和别的节点不一样,就很容易带来拆包重组的问题,甚至会导致无法发送。
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