Mtu и mac в роутере что это

Время на прочтение
7 мин

Количество просмотров 295K

Maximum transmission unit (MTU) это максимальный объём данных, который может быть передан протоколом за одну итерацию. К примеру, Ethernet MTU равняется 1500, что означает, что максимальный объём данных, переносимый Ethernet фреймом не может превышать 1500 байт (без учёта Ethernet заголовка и FCS — Рис. 1).

Рис. 1

Давайте пробежимся с MTU по уровням OSI:

Layer 2.

Ethernet MTU является частным случаем Hardware MTU. Определение Hardware MTU вытекает из общего определения:
Hardware MTU — это максимальный размер пакета, который может быть передан интерфейсом за одну итерацию (по крайней мере значение указано в спецификациях устройства – по факту некоторые чипсеты поддерживают передачу больших размеров пакетов, чем заявлено). Поэтому если взглянуть на рисунок 1 в отрыве от Ethernet, то получим следующее:

Рис. 2

Замечание: Однако и тут не обойтись без оговорки. Как вы видите, HW MTU (Ethernet MTU в частности) не включает заголовок L2 в себя. Однако это справедливо для IOS и IOS XE, но для IOS XR и JunOS заголовок L2 включен в размер HW MTU – Рис. 3. Эта особенность может привезти к проблемам при установке OSPF neighborship между платформами под управлением IOS(XE) и IOS XR (OSPF требует совпадения MTU в Hello пакетах). Поэтому, при конфигурации MTU для Ethernet интерфейсов, на стороне IOS XR MTU должно быть на 14 байт больше (12 байт src mac+dst mac и 2 байт EtherType). К примеру, MTU в 1500 в Cisco IOS эквивалентно MTU в 1514 для IOS XR.

Рис. 3

Конфигурация и проверка.

Для того что бы изменить MTU на маршрутизаторах под управлением Cisco IOS используется команда интерфейс уровня:

R01(config)#interface gigabitEthernet 5/1 
R01(config-if)#mtu 1532
R01(config-if)#exit

Проверяем:

R01#show interfaces gigabitEthernet 5/1
GigabitEthernet5/1 is up, line protocol is up (connected)
  Hardware is C6k 1000Mb 802.3, address is 0008.e3ff.fde0 (bia 0008.e3ff.fde0)
  Description: -- --
  MTU 1532 bytes, BW 1000000 Kbit, DLY 10 usec, 
     reliability 255/255, txload 82/255, rxload 20/255
  Encapsulation ARPA, loopback not set
  Keepalive set (10 sec)
  Full-duplex, 1000Mb/s, media type is LH
..... OUTPUT OMITTED

И

R01#show run interface gigabitEthernet 5/1
interface GigabitEthernet 5/1
 description -- --
 no switchport
 mtu 1532
 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
end

Layer3.

IP MTU определяет максимальный размер пакета с IP заголовком, который может быть передан на данном интерфейсе не прибегая к фрагментации. Зависимость между IP MTU и HW MTU описывается следующей формулой:
IP MTU ≤ HW MTU
Соответственно, когда на интерфейс попадает пакет, превосходящий установленное IP MTU, пакет либо подвергается фрагментации, либо, в случае установленного флага DF (DO NOT Fragment) в IP заголовке, дискардится, а устройство может сгенерировать ICMP сообщение Fragmentation Needed, используемое в механизме path MTU discovery (о нём позже), и отправить его назад отправителю исходного пакета.

Конфигурация и проверка.

Для изменения IP MTU на маршрутизаторах под управлением Cisco IOS используется команда интерфейс уровня:

R01(config)#interface gigabitEthernet 5/1 
R01(config-if)#ip mtu 1532
R01(config-if)#exit

Проверяем:

show interfaces gigabitEthernet 5/1
  GigabitEthernet 5/1is up, line protocol is up
  Internet address is 192.168.1.1/24
  Broadcast address is 255.255.255.255
  Address determined by non-volatile memory
  MTU is 1532 bytes
  Helper address is not set
  Directed broadcast forwarding is disabled
  Multicast reserved groups joined: 224.0.0.5 224.0.0.2
  Outgoing access list is not set
  Inbound  access list is not set
..... OUTPUT OMITTED

И

R01#show run interface gigabitEthernet 5/1
interface GigabitEthernet 5/1
 description -- --
 no switchport
 mtu 1532
 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
 no ip redirects
 no ip unreachables
 no ip proxy-arp
end

Вот те раз. Команда ip mtu не видна в show run. Да тут есть интересный нюанс – если ip mtu совпадает с hw mtu, то в выводе show run будет отображаться только hw mtu. Если значения разные то отображаются оба.

Layer 4.

TCP Maximum Segment Size (MSS) определяет максимальный размер TCP сегмента (

без TCP заголовка!

), который может быть использован (отправлен/принят) в ходе TCP сессии. Анонс (именно анонс, не хендшейк) размеров TCP MSS происходит во время установки TCP сессии – принимающая сторона анонсирует стороне отправляющей какой размер TCP сегмент она может принять. Соответственно размер TCP MSS может различаться в рамках одной TCP сессии в зависимости от направления.

Рис. 4

Сторона, производящая анонс, высчитывает значение TCP MSS для себя по следующей формуле:
TCM MSS = (IP MTU – [IPHDR + TCPHDR])

Конфигурация.

Тут у нас возможны два сценария – маршрутизатор является транзитным или участником TCP сессии.
1) Транзитное устройство:
Для предотвращения дропа пакетов промежуточным устройством в случае наличия линка с малым MTU, маршрутизатор будет прослушивать TCP SYN пакеты и подменять значения MSS анонсируемые конечным устройством. Что приведет к отправке пакетов меньшей величины конечным устройством и вуаля – проблема с дропами на линке с малым MTU упреждена.

R01(config)#interface gigabitEthernet 5/1 
R01(config-if)#ip tcp adjust-mss?
<500-1460>  Maximum segment size in bytes

2) Терминирующее устройство:
Здесь всё просто – маршрутизатор является участником TCP сессии и мы можем установить принудительно, размер MSS который он будет анонсировать.

R01(config)#ip tcp mss?
<0-10000>  MSS

Кажется всё? Нет, не всё. Вспоминаем про MPLS. Вспоминаем… Закончили вспоминать, переходим к рассмотрению.

Layer 2,5. MPLS.

Рис. 5

MPLS MTU определяет максимальный размер маркированного (кто знает как лучше переводиться Labeled прошу подсказать в комментах) IP пакета. В случае, если размер маркированного пакета превышает MPLS MTU, то пакет либо фрагментируется, либо, при наличии установленного в IP заголовка флага с DF bit, дропается (пока логика как и при превышении IP MTU), с возможной отправкой ICMP сообщения Fragmentation Needed.

Замечание: Вот тут дела обстоят немного по другому, по сравнению c IP MTU. В MPLS сети промежуточный узел может и не иметь маршрута к отправителю пакета, поэтому вместо того что бы слать ICMP сообщение отправителю напрямую, оно инкапсулируется с тем же стеком меток (label stack), что и исходный пакет, и отправляется по его же пути следования. Достигая Egress LSR (конечного MPLS маршрутизатора для данного LSP – за ним уже IP сеть без меток), который знает ip маршруты к узлу отправителя, ICMP сообщение Fragmentation Needed «разворачивается» им, инкапсулируется необходимыми заголовками и отправляется назад в MPLS сеть к отправителю оригинального пакета. Поведение аналогично с TTL Expired, да и в целом скорее относиться к теме MPLS, а не MTU. Поэтому кто не знаком с процессом — www.google.kg/?gws_rd=ssl#q=mpls+ttl+expired

Что здесь ещё интересного? MPLS MTU может быть больше HW MTU (поэтому на Рис. 3 HW MTU частично обозначено пунктиром). При этом IOS выдаст варнинг, но в большинстве случаев будет работать (зависит от чипсета интерфейса) и успешно пропускать по крайней мере baby-giant фреймы. А в иной раз можно получить дроп пакетов, повреждение данных, и сто лет без урожая.

Конфигурация и проверка.

R01(config)#interface gigabitEthernet 5/1 
R01(config-if)#mpls mtu 1540
R01(config-if)#exit

Проверяем:

R01#show mpls interfaces gigabitEthernet 5/1 detail 
Interface gigabitEthernet 5/1:
        IP labeling enabled (ldp):
          Interface config
        LSP Tunnel labeling not enabled
        BGP labeling not enabled
        MPLS operational
        MTU = 1540

Замечание: MPLS MTU отображается в running конфиге, также как и IP MTU — только в случае, если значение отличается от HW MTU. Но, в отличие от IP MTU, любое изменение HW MTU меняет значение MPLS MTU до значения HW MTU (IP MTU это действие не меняет).

MTU на коммутаторах Cisco.

Коммутаторы не поддерживают выставление MTU на каждом интерфейсе в отдельности (речь о switchport`ах и Vlan интерфейсах, для multilayer коммутаторов с routed портами применимы настройки аналогичные маршрутизаторам).Изменить текущие настройки MTU для портов коммутатора можно 3-мя спосабами, применимыми в зависимости от типа порта:

• SW01(config)#system mtu 1600 — изменение L2 MTU на FastEthernet портах
• SW01(config)#system mtu jumbo 1600 — изменение L2 MTU на GigabitEthernet и Ten GigabitEthernet портах
• SW01(config)#system mtu routing 1600 — изменение L3 MTU на маршрутизируемых интерфейсах

Проверяем:

SW01#show system mtu

System MTU size is 1600 bytes
System Jumbo MTU size is 1600 bytes
Routing MTU size is 1600 bytes

На заметку администратору.

Так как основным методом проверки MTU и по сей день является команда PING, с выставленным df-bit и рамером пакета, приведу в заключение пару полезных триков:

1) Для того, что бы найти минимальный MTU (забавное сочетание) на сети можно использовать расширенную команду ping, причём как c конечных станций/серверов так и с оборудования Cisco. Пропингуем с маршрутизатора R01 маршрутизатор R02 с выставленным df-bit, c начальным размером пакета в 1000 байт, конечным 1500 байт, и шагом 100 байт. Кол-во повторений 2.

R01#ping
Protocol [ip]:
Target IP address: 192.168.12.2
Repeat count [5]: 2
Datagram size [100]:
Timeout in seconds [2]:
Extended commands [n]: y
Source address or interface: 192.168.12.1
Type of service [0]:
Set DF bit in IP header? [no]: y
Validate reply data? [no]:
Data pattern [0xABCD]:
Loose, Strict, Record, Timestamp, Verbose[none]:
Sweep range of sizes [n]: y
Sweep min size [36]: 1000
Sweep max size [18024]: 1500
Sweep interval [1]: 100
Type escape sequence to abort.
Sending 12, [1000..1500]-byte ICMP Echos to 192.168.12.2, timeout is 2 seconds:
Packet sent with a source address of 192.168.12.1
Packet sent with the DF bit set
!!!!..!!!!..
Success rate is 66 percent (8/12), round-trip min/avg/max = 4/24/56 ms

Как видите, проходит только 6 ICMP пакетов размером 1000, 1100, 1200, 1300 байт
Начиная с 1400 байт и выше пакеты не проходят. Следовательно, минимальное MTU между двумя точками — 1300 и 1400, что можно уточнить ещё за несколько циклов, ужимая диапазон и умешьшая шаг.

2) Частая проблема возникающая при взаимодействии сетевых и системных администраторов — с конечного устройства проходят пакеты одного размера, с ближнего к нему сетевого устройства большего размера. Причина лежит в том, что операционные системы (в частности Windows), когда вы задаёте размер пакета команде ping, воспринимают это значение как чистый paiload — без заголовков ICMP и IP, т.е. при указании ping 192.168.1.2 -l 100 система будет генерировать пакеты величиной 128 байт, а не 100 (8 байт ICMP заголовок и 20 байт IP). При указании же размера ICMP пакета на сетевом оборудовании Cisco указываемый вами размер включает уже оба заголовка. Поэтому на дефолтном Ethernet линке пинги с Windows OS (к примеру) покажут 1472 байт максимальный размер пакета проходящий без фрагментации, а Cisco 1500 байт. JunOS, кстати ведет себя также как и операционные системы (не включает заголовки)

На этом всё. Есть ещё в закромах старый драфт статьи по размерам фреймов и их эволюции, где описаны понятия Jumbo Frame, Baby-Giant Frame, встречающиеся в этой статье. Если посчитаете нужным, могу доработать и выложить и её.

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.

Пример команды «ping -f -l 1472 yandex.ru», здесь:

• 1472 – это количество отправляемых байт данных. Следует учитывать, что помимо данных, будет отправлен еще и заголовок, который составляет 28 байт (IP заголовок 20 + ICMP заголовок 8 = 28). Следовательно, в итоге размер пакета будет составлять 1472+28=1500 (байт), стандартный размер максимального стандартного Ethernet пакета. Есть правда пакеты большего размера, называемые jumbo-кадрами.
• yandex.ru – это доменное имя сервера, на который будем отправлять команды, его можно поменять на IP адрес сервера провайдера. Можно поэкспериментировать с разными IP-адресами.

В итоге, выполнив такую команду, мы определим, требуется ли фрагментация пакета для доставки его к получателю.

Для примера, допустим, что поставщик услуг не пропускает пакеты, размер которых превышает 1024 байта. Тогда настройка выглядела бы следующим образом.

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:

1. Определим текущее значение MTU. В командной строке выполнить команду «netsh interface ipv4 show subinterfaces». В строке ответа напротив Ethernet видим, что текущий параметр MTU, составляет 1500
2. Установим новое значение. В командной строке следует выполнить команду, например,  если необходимо заменить на 1024, то она будет выглядеть следующим образом: «netsh interface ipv4 set subinterface “Ethernet” mtu=1024 store=persistent»
3. Проверяем, что новое значение установилось

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.

При подключении к интернету у новичков часто возникает вопрос, что такое MTU в настройках роутера и как изменить этот параметр. Мы расскажем, как определить оптимальное значение этой характеристики и когда не стоит изменять максимальный размер полезного блока данных в пакете.

Что такое MTU и из чего складывается параметр

В интернете информация передается в виде небольших пакетов данных. Каждый блок содержит служебную информацию – заголовок (header). Он нужен для определения типа пересылаемых данных, количества отправляемых пакетов и т. д. Величина передаваемого блока данных ограничена конкретным количеством байт.

Maximum transmission unit (MTU) – максимальное количество байт, которое сможет передать роутер без фрагментации. Чем больше этот параметр, тем выше скорость интернета. Для интерфейса Ethernet типовое значение этой характеристики – 1500. Реальная величина параметра MTU чуть меньше в пределах 1460-1480 байт.

Пример работы MTU. Роутеру нужно передать файл размером 9000 байт. Величина МТУ – 1470. Устройства фрагментирует передаваемую информацию на 7 частей – 6 фрагментов величиной 1470 байт и 1 фрагмент 180 байт.

Многие модели роутеров определяют МТУ самостоятельно при подключении к ПК и сети, но не всегда автоматически установленная величина совпадает с параметрами интернета.

За счет правильно настроенного значения МТУ можно:

• увеличить канал передачи, чтобы к нему одновременно смогли подключаться разные сетевые службы, приложения;
• сократить количество поврежденных пакетов при передаче данных;
• снизить нагрузку на канал передачи и увеличить скорость интернета.

Внимание! К изменению МТУ приступайте только при наличии проблем с интернетом или какими-то сетевыми службами. Если скорость соединения нормальная и сайты грузятся без проблем, лучше этот параметр не менять.

Современные ОС автоматически вычисляют оптимальное значение максимального размера блока данных или берут его из настроек роутера. Пользователи могут настроить МТУ самостоятельно с помощью командной строки.

Определяем оптимальное значение

Самый простой путь поиска оптимальной величины МТУ – узнать у провайдера. Большинство компаний предоставляют клиентам все настройки сети (VPI, VCI, имя IP-сервера). Если такой информации провайдер не предоставил, определить параметр можно самостоятельно.

Найти оптимальное значение MTU можно при помощи команды ping. Пропинговать можно любой ресурс.

Для этого отройте командную строку и введите команду:

ping -f -l 1300 yandex.ru

Для открытия командной строки нажмите Win+R. В появившемся окне введите cmd, а затем нажмите на Enter. Откроется консоль с черным экраном. Это и есть командная строка.

В введенной команде 1300 – размер пакета в байтах. Далее увеличивайте его, пока в командной строке не появится ошибка «Требуется фрагментация пакета, но установлен запрещающий флаг». Значение пакета, предшествующее появлению сообщения, равно максимальному количеству передаваемой информации.

Для нашего соединения этот параметр составляет 1432 байта. Если установить значение 1433, то появится ошибка. 1432 – это максимальна величина данных, передаваемая без заголовков (maximum segment size или MSS).

Для того, чтобы узнать размер MTU в байтах, прибавьте 28 к максимальному размеру пакета. В нашем случае это 1460 (1432+28). Это значение и нужно выставить в МТУ роутера.

Установка MTU в роутере

Сменить стандартное значение MTU можно в настройках роутерах. Для этого введите DNS или IP адрес устройства в адресную строку браузера. Он обычно указан на нижней части корпуса.

Самые популярные адреса:

• 192.168.0.1;
• 192.168.1.1.

Еще один способ определения адреса – ввести в командную строку ipconfig.

IP роутера 192.168.1.1. После того как узнали адрес для входа, вводим его в адресной строке браузера. Следующим шагом нужно будет ввести логин и пароль администратора. По умолчанию это «admin» в оба поля.

Далее процесс настройки зависит от модели используемого устройства.

ASUS

Откройте вкладку «Дополнительные настройки» и найдите там раздел «Интернет» или «Wan».

TP-Link

В старой прошивке роутеров откройте раздел «Сеть». В нижней части страницы вкладки WAN будет указан размер МТУ. Для замены просто введите новое значение и нажмите на кнопку «Сохранить».

В новых роутерах нужно перейти в раздел «Дополнительные настройки», открыть вкладку «Сеть» и открыть пункт «Интернет». В блоке «Дополнительные настройки» будет указан параметр MTU в роутере. После изменения параметров нажмите на кнопку «Сохранить». Новые настройки вступят в силу после перезагрузки роутера.

D-Link

Для настройки максимального размера блока данных откройте раздел «Сеть» подпункт «WAN». Выберите используемое подключение к интернету.

В появившемся списке настроек найдите пункт «MTU».

Zyxel

1. Откройте раздел «Интернет» и откройте вкладку «Подключения». Выберите активное подключение или создайте новое.
2. Найдите параметр «Размер MTU». Введите свое значение.
3. Нажмите на кнопку «Применить» для сохранения параметров.

Keenetic

Чтобы изменить параметр MTU:

1. В разделе «Интернет» откройте вкладку «Проводной».
2. Найдите блок «Аутентификация у провайдера (PPPoE / PPTP / L2TP)» или «Параметры IP и DNS».
3. Откройте дополнительные настройки. Найдите пункт «Размер MTU».

Netis

Нажмите на кнопку Advanced.

Откройте меню «Сеть». Выберите подпункт «Wan».

Чтобы поставить значение MTU в роутере Netis, откройте расширенные настройки WAN-соединения.

Tenda

Откройте раздел «Системные настройки». Найдите там пункт «Настройки WAN».

В открывшемся окне на первой строчке находится «Максимальный размер передаваемых пакетов». Его нужно уменьшить или увеличить.

В роутерах Tenda с обновленной прошивкой нужные настройки расположены в разделе «Administration».

Upvel

Откройте раздел «Настройки», выберите там «Интерфейс WAN».

Mercusys

Откройте меню «Расширенные настройки», перейдите в пункт «Настройки WAN».

Настройка на компьютере

Поменять MTU в Windows 7, 10 можно за несколько минут.

Пошагово процесс выглядит так:

1. Определите текущую величину МТУ. Запустите командную строку. Введите команду «netsh interface ipv4 show subinterfaces». На экране появится таблица, в которой видно, что значение параметра 1500.
2. Установите новое значение максимального размера передаваемых пакетов. Для этого введите команду «netsh interface ipv4 set subinterface “Ethernet” mtu=1300 store=persistent», где 1300 – новая величина передаваемого блока данных.
3. Проверить ввод новых настроек. Необходимо снова ввести команду «netsh interface ipv4 show subinterfaces». Проверка считается успешной, если значение изменилось на 1300. Если значение осталось прежним, то снова введите команду из пункта 2.

После сохранения этих настроек с компьютера будут отправляться пакеты, максимальный размер которых ограничен на IP-уровне 1300 байтами. Но на MAC-уровне их величина будет равна 1314 байт. Отправка пакетов данных большего размера осуществляться не будет.

В ОС семейства Linux тоже можно изменить МТУ. Для этого запустите консоль комбинацией Ctrl+Alt+F1.

Дальнейший порядок действий:

1. Определите величину МТУ с помощью команды ip link.
2. Установите новое значение максимального передаваемого блока данных с помощью команды «ip link set dev eth0 mtu 1200», где 1200 – нужный размер МТУ.

С помощью команды происходит временная замена значения максимальной величины передаваемых пакетов на 1200. После перезагрузки восстановится значение по умолчанию. Для того, чтобы сделать новую величину постоянной, отредактируйте файл /etc/network/interfaces. К описанию нужного интерфейса (eth0) добавьте отдельной строкой mtu 1200.

После сохранения настроек выполните команду ifdown $eth0 && ifup $eth0, где eth0 – наименование интерфейса.

Что будет, если установить некорректное значение

Если на маршрутизаторе поменять значение МТУ на некорректное, возникнут проблемы с интернетом. При маленьком размере пакетов во время загрузки некоторых сайтов будут появляться ошибки, увеличится пинг. Установить значение МТУ больше стандартного не позволит прошивка роутера. Ограничение на максимальный размер пакета данных есть во всех современных модемах и маршрутизаторах.

Если пользователь все-таки сможет установить большой размер параметра, интернет работать не будет.

Уровень канала передачи данных: решение заключается в отправке данных с хоста A на B в локальной сети.

Данные называются сегментом данных на транспортном уровне, дейтаграммой на сетевом уровне и кадром данных на уровне канала данных.

Ethernet

Формат кадра Ethernet

Формат кадра Ethernet следующий:

1. MAC-адрес обычно занимает 48 бит на 6 байтов. MAC-адрес — это адрес, который может идентифицировать только один хост, потому что MAC-адрес основан на серийном номере сетевой карты, который определяется однозначно (сетевая карта фиксируется, когда она покидает завод).

2. Как разделить MAC-адрес (заголовок и полезная нагрузка)?

Посредством кадра MAC мы можем узнать фиксированную длину заголовка MAC и полезной нагрузки.

3. Как кадр MAC определяет, какой протокол доставить полезную нагрузку на верхний уровень?

Определяется в соответствии с типом в заголовке MAC.

Данные, которые фактически работают в сети, — это все кадры MAC.

4. Кадр MAC решает проблему двухточечного соединения.

5. Ключевые слова принципа связи в локальной сети: MAC-адрес, конфликтный домен и IP-адрес назначения не меняются. Все устройства в одной локальной сети могут получать данные, отправленные отправителем. После сравнения MAC-адреса просто отбросьте их.

6. Тип:

0800 означает IP-пакет;

0806 представляет собой ARP, Кадр MAC может отправлять до 1500 байт за раз, и кадр MAC также имеет минимальный стандарт отправки.Если сообщение меньше минимального количества отправляемого кадра MAC, оно используетсяPAD заполнение, но заполнение бессмысленно, оно просто занимает место, чтобы отправить его в обычном режиме, а затем обратить внимание на заголовок или полезную нагрузку при отмене отчетов и цитировании позже.

0835 означает, что внутри установлен RARP.

7. В конце кадра находится контрольный код CRC.

8. Адрес источника и адрес назначения относятся к аппаратному адресу (также называемому MAC-адресом) сетевой карты.Длина составляет 48 бит и фиксируется при выпуске сетевой карты с завода.

Процесс инкапсуляции и совместного использования одних и тех же данных LAN от хоста A к хосту B:

При передаче данных от хоста A к хосту B в той же локальной сети, хост A инкапсулирует данные с прикладного уровня на канальный уровень и помещает их в сеть.Уровень канала передачи данных всех хостов в одной локальной сети получил данные. В это время все хосты сравнивают адрес назначения в MAC-сообщении со своим собственным IP-адресом, и, если они разные, они могут отклонить сообщение. Если они совпадают (некоторые Один) разделяется на канальном уровне фиксированной длиной полезной нагрузки заголовка, а затем передается на верхний уровень в соответствии с типом; предполагая, что протокол IP передается на сетевой уровень, заголовок и полезная нагрузка разделяются в соответствии с общей длиной, а затем в соответствии с заголовком 8-битный протокол передает данные на верхний уровень; предполагая, что протокол TCP передается на транспортный уровень, длина заголовка TCP может быть известна в соответствии с длиной заголовка TCP / основной единицы заголовка, заголовок может быть отделен от полезной нагрузки, а данные выгружаются в соответствии с номером порта назначения На верхний уровень; предполагая, что протокол HTTP передается на уровень приложения, протокол HTTP отделяет заголовок от полезной нагрузки в соответствии с пустой строкой и получает длину полезной нагрузки в соответствии с длиной содержимого в заголовке.

Процесс передачи данных с хоста A на хост B в WAN:

Хост A считает, что IP-адрес назначения не находится в локальной сети, поэтому данные должны быть сначала отправлены на ближайший маршрутизатор. Во-первых, хост A инкапсулирует данные с уровня приложения на уровень канала данных и помещает их в сеть, а другие хосты отбрасывают пакет;Маршрутизатор сравнивает MAC-адрес в MAC-кадре, а затем декодирует отчет и использует его, а когда отчет отправляется на сетевой уровень, он проверяет IP-адрес назначения и маску подсети в атрибуте заголовка, чтобы выполнить побитовое сравнение таблиц маршрутизации и затем инкапсулировать сообщение (добавить новый MAC-кадр) Затем передайте данные следующему маршрутизатору (реализуя технологию NAT, в это время изменяются MAC-адрес источника и MAC-адрес назначения, IP-адрес назначения не меняется), пока маршрутизатор не обнаружит, что хост назначения находится в той же локальной сети, что и он сам, сравнив таблицу маршрутизации, В настоящее время, поскольку известен только IP-адрес хоста назначения, но его MAC-адрес неизвестен (поскольку MAC-адрес постоянно меняется, и поскольку все, что работает в сети, является MAC-кадром, он должен достичь MAC-адреса хоста назначения), в это время через протокол ARP IP-адрес хоста назначения может использоваться для достижения MAC-адреса хоста. Узнав MAC-адрес, маршрутизатор инкапсулирует MAC-фрейм и передает его хосту B, а затем отменяет отчеты и распространяет его.

MAC-адрес

1. MAC-адрес используется для идентификации подключенных узлов на канальном уровне;

2. Длина 48 бит и 6 байт. Обычно он представлен шестнадцатеричным числом и двоеточием (например: 08: 00: 27: 03: fb: 19)

3. Определено, что сетевая карта не может быть изменена, когда она покидает завод, и MAC-адрес обычно уникален (MAC-адрес в виртуальной машине не является настоящим MAC-адресом, он моделируется, но есть также сетевые карты, которые поддерживают пользователей для настройки MAC-адреса)

IP-адрес VSMAC-адрес

IP-адрес описывает начало и конец дороги в целом; MAC-адрес описывает начало и конец каждого участка дороги.

MTU: можно изменить, но обычно используйте значение по умолчанию

MTU эквивалентно ограничению размера пакета при экспресс-отправке. Это ограничениеФизический уровень, соответствующий различным каналам передачи данных, создает ограничения.

1. Регулировка длины данных в кадре Ethernet.Минимум 46 байтов, максимум 1500 байтов; Если длина пакета ARP меньше 46 байтов, бит заполнения (PAD) должен быть добавлен в конце.

2. Максимальное значение 1500 называется максимальной единицей передачи (MTU) Ethernet, и разные типы сетей имеют разные MTU;

3. Если пакет данных направляется из Ethernet в коммутируемое соединение, а длина пакета данных больше, чем MTU коммутируемого соединения, пакет данных должен быть фрагментирован (IP-фрагментация);

4. MTU различных стандартов канального уровня различается.

Связь между MTU и MSS: заголовок MTU-IP-заголовок TCP = MSS

Особый случай: фрагментация не обязательно выполняется на транспортном уровне.Также возможно, что MTU маршрутизатора невелик для фрагментации пакетов или фрагментация, наконец, собирается повторно в течение всего пути передачи. Однако обычно не рекомендуется фрагментировать, чтобы увеличить скорость потери пакетов.

Влияние MTU на протокол IP

MTU ограничивает размер каждого отправляемого сообщения.Если размер сообщения больше, чем MTU, IP будет фрагментироваться, но это увеличит скорость потери пакетов. Когда фрагмент потерян, TCP может выполнить повторную передачу. В нормальных условиях фрагментация не рекомендуется, она определяется транспортным уровнем.

Влияние MTU на протокол UDP

Чтобы увеличить коэффициент потери пакетов для всего пакета, рекомендуется не фрагментировать. Но если пакет потерян, его можно обнаружить по 16-битной контрольной сумме в заголовке UDP.

Влияние MTU на протокол TCP

** Чтобы уменьшить фрагментацию, в процессе установления TCP-соединения стороны связи будут проводить согласование MSS. ** В идеале значение MSS — это точно максимальная длина, при которой IP не будет фрагментирован (эта длина по-прежнему зависит от MTU уровня канала данных) ** обе стороны отправят SYN в заголовке TCP Запишите значение MSS, которое вы можете поддерживать, а затем обе стороны узнают значение MSS другой стороны и выберите меньшее значение в качестве окончательного MSS. Значение ** MSS находится в 40-байтовой опции переменной длины заголовка TCP (kind = 2)

Протокол ARP: функция заключается в преобразовании IP-адреса в MAC-адрес (поскольку MAC-адрес целевого хоста должен быть известен при обмене данными в локальной сети)

Процесс протокола ARP: когда маршрутизатор знает IP-адрес только определенного хоста в локальной сети, он сначала транслирует MAC-адрес, IP-адрес и IP-адрес целевого хоста маршрутизатора в локальной сети. Все хосты сравнивают IP-адрес целевого хоста со своим собственным IP-адресом. Если они разные, отбросьте их напрямую; если они одинаковы, отправьте MAC-адрес целевого хоста отправителю отдельно. После этого маршрутизатор отправляет данные на хост назначения.**

Протокол ARP теоретически относится к канальному уровню (потому что он находится в локальной сети)

Формат дейтаграммы ARP

ARP не передает данные и отправляется внутри самой операционной системы.

1. Из формата отчета ARP видно, что длина полезной нагрузки составляет 28 байтов, что меньше минимального количества отправляемых кадров MAC, поэтому требуется заполнение.

2. Как отделить заголовок кадра MAC от полезной нагрузки? Фиксированная длина

3. Как доставить на верхний уровень? В соответствии с типом (0806) заголовок кадра MAC удаляется, а полезная нагрузка (28+ байтов) передается на уровень ARP (часть кадра MAC, уровень канала данных).

4. Как MAC различает полезную нагрузку и часть заполнения? Фиксированная длина полезной нагрузки

Конкретные примеры заполнения ARP запросов

Особый процесс реализации ARP： После заполнения ARP добавьте CRC для широковещательной передачи в LAN. Все хосты принимают его, и сначала отмените отчет и разделите тип кадра, чтобы проверить тип кадра, а затем каждый хост отправляет кадр MAC в ARP и оценивает MAC в соответствии с op Независимо от того, является ли кадр запросом или ответом, затем сравните IP-адрес назначения с локальным IP-адресом, если они разные, отбросьте их напрямую (в ARP), если они одинаковы, отправьте ответ ARP. Когда маршрутизатор получает ответ, он извлекает местоположение отправителя в сети Ethernet, а затем инкапсулирует MAC-кадр (снова заполняет запрос ARP) для отправки IP-сообщения, и, наконец, узел назначения отменяет отчеты и использует его.

Конкретные примеры заполнения ARP-ответов

Кэш ARP: временно поддерживать ARP, полученный маршрутизатором и хостом назначения, но это не займет много времени.

В Linux вы можете получить IP-адрес и MAC-адрес других хостов в той же локальной сети, что и ваш хост, с помощью командной строки #arp -a, но если есть хост в той же локальной сети, что и ваш хост, но вы не можете получить его через #arp -a Адрес можно просмотреть, выполнив #ping + IP-адрес хоста (эквивалент отправки сообщения хосту), а затем используя командную строку #arp -a.

Давно прошли времена, когда интернет подключался к компьютеру напрямую. Сегодня проводных потребителей в доме может быть несколько, а беспроводных – гарантированно много, поэтому представить себе домашнюю сеть без роутера невозможно.

Увы, но скорость их работы удовлетворительной бывает не всегда. Чаще всего в подобных случаях бросаются покупать другой, более мощный роутер. А иногда решаются на кардинальный шаг – смену провайдера. Но зачастую исправить ситуацию можно менее затратными способами, изменив настройку роутера, именуемую MTU. Наш разговор сегодня будет именно о нём.

MTU в роутере – что это за параметр

Любая информация в любой сети передаётся пакетами, будь то небольшой текстовый файл или видео в формате FullHD. Схематично работу интернет можно описать следующим образом:

• данные с сайта-отправителя, попадая на маршрутизатор, разбиваются на пакеты в соответствии с правилами данного маршрутизатора или используемого протокола обмена данными;
• по пути следования эти пакеты, попадая на маршрутизаторы с меньшей длиной пакетов, будет фрагментироваться ещё раз;
• достигая последнего, целевого маршрутизатора, пакеты собираются в единый файл.

В качестве такого маршрутизатора выступают и домашние роутеры. За размер трансмиттируемых пакетов в этих устройствах отвечает параметр MTU (это аббревиатура выражения Maximum Transmission Unit). Что такое MTU в настройках роутера/маршрутизатора? Это число, измеряемое в байтах, указывающее на максимальный размер отправляемых/принимаемых пакетов. Каждый пакет состоит из заголовка и собственно данных. Из этого можно сделать вывод, что если объём данных будет сопоставим по размерам с заголовком, потери скорости будут значительными. И наоборот, чем больше размер части пакета с информационной составляющей, тем большей должна быть скорость передачи данных.

Но, оказывается, не всё здесь так просто. Формирование большого пакета для передачи небольшого объёма информации тоже невыгодно – трафик расходуется впустую. Поэтому были приняты стандарты, лимитирующие MTU таким образом, чтобы добиться оптимальных показателей скорости обмена данными. Сложности заключаются ещё и в том, что различное сетевое оборудование может работать по разным протоколам, зачастую плохо совместимым друг с другом, и это тоже нужно учитывать при определении оптимального размера пакета.

Какое значение MTU выставить на роутере

Как вы уже поняли, размер пакета выставляется на разных участках сети с учётом используемой топологии сети. Так, для протокола PPPoE стандарт длины пакета – 1480 Б. Для Ethernet это 1500 Б, для ADSL – 1492 байта. Для сравнения: у протокола FDDI размер пакета существенно выше, 4352 Б, а скоростные сети Token Ring обмениваются пакетами размером 4464-17914 Б.

На что ориентироваться конечному пользователю интернет? На провайдерское сетевое оборудование. Вы можете просто позвонить в службу поддержки, и вам подскажут оптимальное значение размера MTU для вашего роутера. Но считать это значение абсолютным не следует – сам провайдер может со временем переконфигурировать свои маршрутизаторы, и тогда вы столкнётесь с проблемами при работе в сети (сбоями, медленной загрузкой некоторых сайтов и т.д.).

Поэтому более правильным можно назвать способ самостоятельного определения оптимального параметры MTU роутера, используя команду ping. При этом в параметрах пингования должно быть указано, что отправляемые пакеты фрагментации не подлежат. В качестве целевого IP следует указывать любой удалённый ресурс, желательно – со стабильным и быстрым каналом. Таковыми являются игровые сервера, айпишники поисковиков, сайты, предоставляющие услуги просмотра видеоконтента.

Пример команды с «правильными» параметрами:

ping -f -l 1472 google.ru

Число 1472 – это и есть размер пакета в байтах, вернее, его информационной части. На заголовок пакета отводится 28 Б, их которых 20 байт занимает заголовок IP, и 8 байт – ICMP. Таким образом, полный размер пакета составит 1500 Б, это стандарт для максимально допустимого размера Ethernet пакета. Параметр –f указывает, что пакет фрагментации не подлежит (он будет указан в заголовке и правильно интерпретирован другими маршрутизаторами), параметр –l указывает, что после него будет проставлено значение длины пакета. Последний параметр (google.ru), который может быть указан и IP-адресом – это сетевой ресурс, с которым будет осуществляться обмен данными.

После нажатия Enter начнётся обмен пакетами с указанным ресурсом, и на мониторе будут отображены его результаты. Если ответ будет состоять из строк, начинающихся с фразы «Ответ от…», то это означает, что пакеты доходят на целевой сервер и возвращаются к нам, тратя на это определенное время.

Но если мы получим строчки типа «Packet needs to be fragmented», то это означает, что значение 1472 следует уменьшить, ибо на стороне сервера или по пути следования пакета установлено ограничение меньшей длины.

По этому итерационному алгоритму мы можем определить, какое MTU выставить на роутере, чтобы пакеты проходили без фрагментации.

В настройках роутеров вы можете увидеть и родственный параметр MRU, отвечающий за максимальный размер пакетов, принимаемых вашим маршрутизатором. Он также может быть скорректирован по аналогии с MTU.

ВНИМАНИЕ. Изменение параметра MTU необходимо только при возникновении проблем с работой в сети. Если таковых не наблюдается, лучше его не менять, в противном случае не гарантируется, что ваши действия не приведут к ухудшению качества связи с внешним миром.

Как поменять MTU

А теперь перейдём к рассмотрению вопроса, как самостоятельно поменять значение параметра, если в этом возникнет необходимость. Заметим, что в этом нет ничего сложного, алгоритм примерно одинаков для роутеров от разных производителей, но некоторые нюансы всё же имеются.

D-Link

Сетевое оборудование этого бренда считается самым надёжным. Неудивительно, что его популярность в нашей стране необычайно высока. Чтобы поменять значение максимального размера передаваемых пакетов, необходимо в главном меню выбрать пункт «Сеть», а когда высветится подменю, кликнуть по строчке WAN. На роутерах с новой прошивкой можно увидеть отдельную вкладку с этими пунктами, то есть вместо двух кликов сделать один.

Раздел WAN ответственен за параметры канала обмена пакетами между роутером и оборудованием провайдера. Здесь будут отображены все установленные соединения. Нас интересуют только те из них, у которых статус имеет значение «соединено». Лучше выбрать строчку, у которой стоит флажок в разделе «шлюз по умолчанию».

После выбора жмём кнопку «Изменить» (может встретиться версия прошивки с кнопкой «Добавить»), откроется новое окно, в котором должна присутствовать строка с параметром MTU. Останется только нажать на пиктограмме карандаша возле числового значения параметра, и ввести новое значение, сохранить внесённые изменения, после чего перезагрузить роутер, если он не сделает это автоматически.

Изменение MTU на роутерах «Ростелеком» выполняется по такой же схеме, учитывая, что этот оператор не производит собственных роутеров, и использует устройства от известных и популярных брендов. Абсолютно то же можно сказать о сетевых маршрутизаторах, предлагаемых мобильным оператором «Билайн».

Zyxel Keenetic

На роутерах со старой прошивкой в главном меню выбираем вкладку «Интернет». Откроется окно с новым меню, кликаем на пункте «Подключение». Среди доступных подключений выбираем активное, которое используется для доступа к интернету. Откроется окно настроек, где почти в самом низу имеется искомый параметр MTU. Изменяем значение максимального размера пакета на нужное, сохраняем настройки и перезагружаем роутер.

Чтобы поменять размер MTU на роутере с новой прошивкой, кликаем на вкладке «Проводной», выбираем пункт «Параметры IP и DNS» и попадаем в окно настроек, среди которых имеется строка «Размер MTU». Изменяем значение поля и выполняем те же действия – сохраняем результат, перезагружаем маршрутизатор.

TP-Link

На роутерах со старой прошивкой (с зеленым футером) вход в настройки стандартный, через пункты меню «Сеть» – «WAN». В роутерах последних поколений управляющая программа имеет голубой футер, а доступ к параметру MTU осуществляется через вкладку «Дополнительные настройки», пункт «Сеть», подпункт «Интернет», в котором опять же выбираем раздел «Дополнительные настройки».

Изменив значение максимального размера пакета, сохраняем настройки, после чего перезагружаем устройство.

Изменение настроек MTU в роутерах Asus

На главном экране управляющей утилиты старого образца выбираем вкладку «Дополнительные настройки», а затем – пункт WAN («Интернет»). Но доступ к параметру MTU предоставляется не для всех типов сетевых подключений.

Если вы не нашли это поле, следует необходимое значение записать в поле с именем «Дополнительные параметры pppd», а сам параметр должен имеет буквенно-цифровой вид «MTU 1472 MRU 1472» (вместо этих цифр нужно указывать своё значение, вычисленное экспериментальным путём).

В роутерах последних поколений идём по пути «Интернет» – «Настройка учётной записи».

LinkSys

На главной странице жмём вкладку «Setup», в появившемся ниже подменю выбираем «Basic Setup».

Ищем параметр MTU, изменяем его режим со значения «Auto», которое установлено по умолчанию, на «Manual» (ручной) и в соответствующем поле вводим нужное значение.

Netis

В бюджетных роутерах Netis путь стандартный «Сеть» – «WAN».

Выбираем свой тип подключения и жмём кнопку «Расширенные». Сохраняем настройки, перезагружаемся, чтобы изменения вступили в силу.

Tenda

В другом роутере, принадлежащем к бюджетному классу, доступ к параметрам MTU зависит от линейки.

Для V1-3 нужно нажать вкладку «Системные настройки» в левой панели, а затем кликнуть по пиктограмме «Настройки WAN». Для линейки V4 доступ к нужному параметру ещё проще, через вкладку «Administration» главного меню.

Как настроить MTU через компьютер

Если запустить фирменное ПО не удаётся (забыли пароль или IP адрес домашней сети), изменение настройки MTU для увеличения скорости обмена данными возможно средствами операционной системы.

Для начала необходимо определить, каково текущее значение параметра. Для этого запускаем консоль командной строки, а в окне терминала набираем «netsh interface ipv4 show subinterfaces». Обычно для сетей на основе протокола Ethernet это значение равно 1500 байтам.

Если нам нужно, чтобы размер пакета ограничился значением 1096 байт, здесь же, в окне терминала, набираем:

netsh interface ipv4 set subinterface "Ethernet" mtu=1096 store=persistent

Проверяем, вступили ли в силу изменения, первой командой.

ВНИМАНИЕ. Нужно учесть следующую техническую деталь: размер пакета в 1096 байт будет установлен на уровне IP, для MAC уровня к этому значению нужно прибавить 14 байт (размер MAC заголовка), и получим 1110 байт.

Нужно также следить, чтобы настройки MTU для компьютера совпадали с соответствующим параметром на роутере.

Если у вас возникли сложности с изменением параметра MTU, опишите вашу проблему в комментариях, не забыв указать марку и модель роутера.