MTU(最大传输单元)

mtu 

 

 mtu-简介 最大传输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据报大小（以字节为单位）。最大传输单元这个参数通常与通信接口有关（网络接口卡、串口等）。 因特网协议允许IP分片，这样就可以将数据报分成足够小的片段以通过那些最大传输单元小于该数据报原始大小的链路了。这一分片过程发生在IP层（OSI模型的第三层，即网络层），它使用的是将分组发送到链路上的网络接口的最大传输单元的值。原始分组的分片都被加上了标记，这样目的主机的IP层就能将分组重组成原始的数据报了。

mtu-详细信息 在因特网协议中，一条因特网传输路径的“路径最大传输单元”被定义为从源地址到目的地址所经过“路径”上的所有IP跳的最大传输单元的最小值。或者从另外一个角度来看，就是无需进一步分片就能穿过这条“路径”的最大传输单元的最大值。 RFC 1191描述了“路径最大传输单元发现方法”，这是一种确定两个IP主机之间路径最大传输单元的技术，其目的是为了避免IP分片。在这项技术中，源地址将数据报的DF（Don't Fragment，不要分片）位置位，再逐渐增大发送的数据报的大小——路径上任何需要将分组进行分片的设备都会将这种数据报丢弃并返回一个“数据报过大”的ICMP响应到源地址——这样，源主机就“学习”到了不用进行分片就能通过这条路径的最大的最大传输单元了。 不幸的是，越来越多的网络封杀了ICMP的传输（譬如说为了防范DOS攻击）——这使得路径最大传输单元发现方法不能正常工作，其常见表现就是一个连接在低数据流量的情况下可以正常工作，但一旦有大量数据同时发送，就会立即挂起（例如在使用IRC的时候，客户会发现在发送了一个禁止IP欺骗的ping之后就得不到任何响应了，这是因为该连接被大量的欢迎消息堵塞了）。而且，在一个使用因特网协议的网络中，从源地址到目的地址的“路径”常常会为了响应各种各样的事件（负载均衡、拥塞、断电等等）而被动态地修改——这可能导致路径最大传输单元在传输过程中发生改变——有时甚至是反复的改变。其结果是，在主机寻找新的可以安全工作的最大传输单元的同时，更多的分组被丢失掉了。 对于时下大多数使用以太网的局域网来说，最大传输单元的值是1500字节。但是像PPPoE这样的系统会减小这个数值，这就使得在使用最大传输单元发现方法时可能会产生这样的结果：一些处于配置不当的防火墙之后的站点变得不可达了。对于这种情况，还是可能找到变通的方法的，但这取决于你控制的是网络的哪一部分。这些方法包括改变用来在防火墙一端建立TCP连接的第一个分组的MSS（Maximum Segment Size，最大分段大小）。 对于一些支持老版本以太网协议的IBM系统（例如XSeries），可能只有在把最大传输单元设为1492之后才能在当下常见的局域网上进行运作。

 

 

Ping程序由Mike Muuss编写，目的是为了测试另一台主机是否可达。该程序发送一份ICMP回显请求报文给主机，并等待返回ICMP回显应答。

Ping程序

    我们称发送回显请求的Ping程序为客户，而称被Ping的主机为服务器。大多数的TCP/IP

实现都在内核中直接支持Ping服务器，这种服务器不是一个用户进程。

    ICMP回显请求和回显应答报文如图1所示。

图1：ICMP回显请求和回显应答报文格式

Unix系统在实现ping程序时是把ICMP报文中的标识符字段置成发送进程的ID号。这样即使在同一台主机上同时运行了多个ping程序实例， ping程序也可以识别出返回的信息。

序列号从0开始，每发送一次新的回显请求就加1。ping程序打印出返回的每个分组的序

列号，允许我们查看是否有分组丢失、失序或重复。IP是一种最好的数据报传递服务，因此这三个条件都有可能发生。

 

IP记录路由选项

ping程序为我们提供了查看IP记录路由（RR）选项的机会。大多数不同版本的ping程序都提供-R选项，以提供记录路由的功能。它使得ping程序在发送出去的IP数据报中设置IP

RR选项（该IP数据报包含ICMP回显请求报文）。这样，每个处理该数据报的路由器都把它的

IP地址放入选项字段中。当数据报到达目的端时， IP地址清单应该复制到ICMP回显应答中，

这样返回途中所经过的路由器地址也被加入清单中。当ping程序收到回显应答时，它就打印

出这份IP地址清单。

最大的问题是IP首部中只有有限的空间来存放IP地址。IP首部中的首部长度字段只有4bit，因此整个IP首部最长只能包括15（4bit全为1，8+4+2+1=15）个32bit长的字（即60个字节）。由于IP首部固定长度为20字节(参加第三章的IP首部格式)， RR选项用去3个字节，这样只剩下37个字节（60-20-3）来存放IP地址清单，也就是说只能存放9（4×9）个IP地址。

IP数据报中的RR选项的一般格式如图2所示。

图2：IP首部中的记录路由选项的一般格式

code是一个字节，指明IP选项的类型。对于RR选项来说，它的值为7。len是RR选项总字

节长度，在这种情况下为39（尽管可以为RR选项设置比最大长度小的长度，但是ping程序

总是提供39字节的选项字段，最多可以记录9个IP地址。由于IP首部中留给选项的空间有限，

它一般情况都设置成最大长度）。

ptr称作指针字段。它是一个基于1的指针，指向存放下一个IP地址的位置。它的最小值为4，指向存放第一个IP地址的位置。随着每个IP地址存入清单， ptr的值分别为8，1 2，1 6，最大到36。当记录下9个IP地址后，ptr的值为40，表示清单已满。

 

IP时间戳选项

    IP时间戳选项与记录路由选项类似。IP时间戳选项的格式如图3所示。

图3：IP首部中时间戳选项的一般格式

时间戳选项的代码为0x44。其他两个字段len和ptr与记录路由选项相同：选项的总长度

（一般为36或40）和指向下一个可用空间的指针（ 5，9，13等）。接下来的两个字段是4 bit的值：OF表示溢出字段，FL表示标志字段。