Elastic Compute Service:MTU

Classificações de MTU

Os tipos de MTU variam de acordo com a camada de rede e o caso de uso.

• MTU de camada de enlace

  O tamanho máximo do payload de dados na camada de enlace de dados. No Ethernet, o MTU é normalmente 1500 bytes (excluindo o cabeçalho Ethernet). Um quadro Ethernet padrão tem 1518 bytes: MAC de destino (6 bytes) + MAC de origem (6 bytes) + Tipo/Comprimento (2 bytes) + Payload de dados (1500 bytes) + sequência de verificação de quadro (4 bytes).

• MTU IP

  O maior pacote que a camada de rede pode processar, incluindo o cabeçalho IP e o payload de dados, mas excluindo o cabeçalho e o trailer do quadro Ethernet. No Alibaba Cloud, MTU geralmente se refere ao MTU IP.

  Com os tamanhos mínimos de cabeçalho IP e TCP (que podem aumentar com opções), o MTU IP de 1500 bytes se distribui da seguinte forma: cabeçalho IP (20 bytes) + cabeçalho TCP (20 bytes) + Payload de dados (1460 bytes).

• MTU de jumbo frame

  Jumbo frames expandem o quadro Ethernet padrão para 9 KB. Um jumbo frame inclui um cabeçalho Ethernet de camada 2 e um campo CRC, que não fazem parte do MTU IP. Jumbo frames reduzem a quantidade de pacotes e melhoram a eficiência. O Alibaba Cloud suporta jumbo frames de até 8500 bytes. Consulte Jumbo frames.

• Path Maximum Transmission Unit (PMTU)

  O PMTU é o maior tamanho de pacote que pode percorrer todo o caminho entre dois nós sem fragmentação. O caminho inclui todos os dispositivos e enlaces (roteadores, vSwitches, enlaces de comunicação) da origem ao destino.

  O PMTUD descobre dinamicamente o PMTU em um caminho para evitar a fragmentação. Consulte Path MTU Discovery (PMTUD).

Fatores que afetam o tamanho do MTU

Vários fatores determinam o tamanho do MTU.

• Dispositivos de rede: roteadores e vSwitches têm valores máximos de MTU determinados pelo hardware. O menor MTU em um caminho limita toda a comunicação nesse caminho.

• Tipo de rede: diferentes tipos de rede têm diferentes requisitos de MTU. Redes sem fio costumam usar um MTU menor porque a instabilidade do sinal aumenta o risco de perda de pacotes com pacotes grandes.

• Meio de transmissão: cabos de par trançado, fibras ópticas e meios sem fio podem impor diferentes limites de MTU.

• Protocolo de rede: protocolos definem seu próprio MTU. O MTU padrão do Ethernet é 1500 bytes.

• Requisitos da aplicação: aplicações específicas podem exigir um MTU não padrão, o que afeta o MTU geral da rede.

Como o MTU afeta o desempenho da rede

Um MTU incorreto afeta o desempenho das seguintes maneiras:

• Fragmentação e remontagem

  Quando um pacote cruza um limite de rede com um MTU menor, ele se divide em fragmentos menores. Esses fragmentos precisam ser remontados no destino. Isso adiciona latência, reduz a eficiência e aumenta a carga de processamento.

• Eficiência de transmissão reduzida

  A sobrecarga da fragmentação reduz o throughput geral. Um fragmento perdido pode acionar incorretamente a retransmissão TCP, degradando ainda mais o desempenho.

• Congestionamento de rede

  Um MTU muito pequeno cria fragmentos excessivos, aumentando o congestionamento. Um MTU maior reduz a quantidade de pacotes, diminuindo o congestionamento e melhorando o throughput.

Defina um MTU consistente em todos os dispositivos do caminho, o maior possível sem exceder o limite de qualquer enlace. Isso minimiza a fragmentação e melhora a eficiência. Para cenários de alta largura de banda, como videoconferência ou transferência de arquivos grandes, ajustar o MTU melhora a qualidade da transmissão.

Visualizar o MTU de uma interface de rede do ECS

Todas as instâncias do ECS utilizam por padrão um MTU de 1500 bytes. Instâncias com jumbo frames ativados suportam 8500 bytes. Conecte-se à instância e execute os comandos a seguir para verificar o MTU atual da NIC.

Usar o comando ping para sondar o PMTU manualmente

Sonde o PMTU manualmente com o comando ping:

• Método de teste: envie um pacote com o flag Don't Fragment (DF) ativado. Aumente gradualmente o tamanho do pacote até receber um erro ICMP "Fragmentation needed and DF set". O tamanho do pacote imediatamente antes do erro é igual ao PMTU menos o cabeçalho IP (20 bytes) e o cabeçalho ICMP (8 bytes).

• Comando de teste: teste o tamanho do MTU do enlace de rede:

  ping -c 1 -M do -s [packet_size] [destination_address]

  Parâmetros:

  • -c 1: envia um pacote.

  • -M do: define o flag Don't Fragment (DF).

  • -s [packet_size]: o tamanho do PDU ICMP. Comece com um valor comum, como 1472.

    null

    O comando ping utiliza ICMP sobre IP. O cabeçalho ICMP tem 8 bytes e o cabeçalho IP tem 20 bytes. Portanto, -s 1472 produz um pacote IP total de 20 + 8 + 1472 = 1500 bytes.

• Exemplo de teste:

  • Informações de MTU dos hosts em ambas as extremidades:

    ORIGEM: 172.17.0.127. Jumbo frames estão ativados na instância do ECS (MTU = 8500 bytes). Consulte Ativar ou desativar jumbo frames.

    DESTINO: 172.17.0.128. O MTU é 1500.

  • Teste: envie um pacote de 8472 bytes (excluindo os cabeçalhos IP e ICMP):

    ping -c 1 -M do -s 8472 172.17.0.128

  • Resultado: o erro ICMP "Frag needed and DF set(mtu=1500)" é retornado, indicando que o pacote excede o PMTU (1500 bytes). Como o flag DF está ativado, os dispositivos de encaminhamento não podem fragmentar o pacote, então ele é descartado.

    

Alterar manualmente o MTU de uma interface de rede

Alguns serviços de rede, como VPN Gateway e espelhamento de tráfego, exigem pacotes menores das instâncias do ECS. Altere o MTU da NIC do ECS para atender a esses requisitos.

O exemplo a seguir altera o MTU de uma NIC do ECS para 1399 bytes.