【小菜學網絡】MTU

不一樣的以太網接入設備，一幀能傳輸的數據量是有差別的。

普通的以太網卡，一幀最多可以傳輸 1500 字節的數據；而某些虛擬設備，傳輸能力要打些折扣。此外，鏈路層除了以太網還有其餘協議，這些協議中數據幀傳輸能力也有差別。

最大傳輸單元

若是待發送的數據超過幀的最大承載能力，就須要先對數據進行分片，而後再經過若干個幀進行傳輸。

下面是一個典型例子，待發送的數據總共 4000 字節，假設以太網設備一幀最多隻能承載 1500 字節。很明顯，數據須要劃分紅 3 片，再經過 3 個幀進行發送：

換句話講，咱們須要知道接入設備一幀最多能發送多少數據。這個參數在網絡領域被稱爲 最大傳輸單元 ( maximum transmission unit )，簡稱 MTU 。 MTU 描述鏈路層可以傳輸的最大數據單元。

查看、設置MTU

咱們知道，在 Linux 系統能夠用 ifconfig 或者 ip 這兩個命令來查看網卡信息，其中包括 MTU 。

接下來，咱們打開 docker 進入 netbox 環境進行演示：

docker run --name netbox --rm -it --privileged --cap-add=NET_ADMIN --cap-add=SYS_ADMIN -v /data -h netbox fasionchan/netbox:0.5 bash /script/netbox.sh

先以 ifconfig 命令爲例：

root@netbox [ ~ ]  ➜ ifconfig
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.1.2  netmask 255.255.255.0  broadcast 0.0.0.0
        ether 5a:ff:7e:28:81:bc  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 24  bytes 2165 (2.1 KB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 27  bytes 2164 (2.1 KB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ip 命令也能夠，咱們更推薦使用這個：

root@netbox [ ~ ]  ➜ ip link
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: tunl0@NONE: <NOARP> mtu 1480 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ipip 0.0.0.0 brd 0.0.0.0
3: ip6tnl0@NONE: <NOARP> mtu 1452 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/tunnel6 :: brd ::
6: eth0@if5: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 5a:ff:7e:28:81:bc brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0

咱們能夠用 ip 命令，來修改 eth0 的 MTU ， 以修改 eth0 網卡 MTU 爲例：

root@netbox [ ~ ]  ➜ ip link set eth0 mtu 68

不一樣的接入設備，支持的 MTU 範圍不同。若是咱們將 MTU 設置得過小，設備將報錯：

root@netbox [ ~ ]  ➜ ip link set eth0 mtu 40
Error: mtu less than device minimum.

MTU 對發送環節的影響

咱們以兩臺用網線直接相連的主機做爲實驗環境，來觀察網卡 MTU 對發送、接收以太網幀的影響：

實驗環境一樣經過 docker 來啓動：

docker run --name mtu-lab --rm -it --privileged --cap-add=NET_ADMIN --cap-add=SYS_ADMIN -v /data -h mtu-lab fasionchan/netbox:0.5 bash /script/cable-lab.sh

咱們將 ant 主機 eth0 網卡的 MTU 設置成 68 ，發現數據大於 68 字節的以太網幀將沒法發送：

root@ant [ ~ ]  ➜ ip link set eth0 mtu 68
root@ant [ ~ ]  ➜ sendether -i eth0 -t 32:65:21:d3:01:2f -d 'hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!'
Fail to send ethernet frame: : Message too long

將 MTU 恢復爲默認值 1500 之後，能夠成功發送：

root@ant [ ~ ]  ➜ ip link set eth0 mtu 1500
root@ant [ ~ ]  ➜ sendether -i eth0 -t 32:65:21:d3:01:2f -d 'hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!'

這就是 MTU 對發送環節的影響：若是數據量大於 MTU ，則沒法經過單個以太網幀發送出去，只能以 MTU 爲單位對數據進行分片，再封裝成若干個幀進行發送。

MTU 對接收環節的影響

那麼，_MTU_ 對接收環節有什麼影響呢？

咱們將 bee 主機 eth0 網卡的 MTU 設置成 68 ，並啓動 tcpdump 進行抓包：

root@ant [ ~ ]  ➜ ip link set eth0 mtu 68
root@ant [ ~ ]  ➜ tcpdump -ni eth0

接着，咱們在主機 ant 上，向主機 bee 發送一個數據大於 68 字節的以太網幀：

root@ant [ ~ ]  ➜ sendether -i eth0 -t 32:65:21:d3:01:2f -d 'hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!hello, world!'

然而，主機 ant 上的 tcpdump 程序告訴咱們，_eth0_ 網卡並無收到這個幀！因而可知，以太網幀數據長度一旦大於接收設備 MTU ，將被丟棄。

結論

• 待發送以太網幀數據長度大於發送設備 MTU ，則沒法發送；
• 待接收以太網幀數據長度大於接收設備 MTU ，則沒法接收；

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