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MTU是什么

MTU是网络调理的主要因素，通过调理MTU能够抵达优化网络传输性能的效果。本文主要先容了MTU的看法、MTU的作用、MTU在网络传输中的详细体现，并团结应用场景剖析了MTU设置时需要注重的要点。

宣布时间：2022-11-25
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1 MTU的看法

MTU，全称为Maximum Transmission Unit，即最大传输单位，它是数据链路层的看法，指以太网数据通讯时，链路层上一次性允许通过或转发的数据帧的最大尺寸。MTU通常与通讯接口关联，即统一装备的差别吸收/转发接口的MTU值可能差别。MTU值一样平常以字节为单位，常见结构和字节占好比下图所示。

图1-1 以太网报文结构

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MTU的界说在差别的厂商之间保存一些差别，主要有如下几种界说：

(1) 方法一：MTU = IP Header + 有用数据载荷（IP Payload），例如在97国际网络的部分装备中均接纳此类界说；

(2) 方法二：MTU = IP Header + 有用数据载荷（IP Payload） + 以太网帧头（14byte），例如在Cisco的部分装备中即接纳此类界说；

(3) 方法三：MTU = IP Header + 有用数据载荷（IP Payload） + 以太网帧头（14byte） + CRC校验（4byte），例如在Juniper的部分装备上即接纳了此类界说。

由于MTU限制了链路层一次性转发的数据帧尺寸，当数据包尺寸大于吸收端MTU值时，就需要对数据包举行拆分传输，或者直接扬弃。拆分传输的历程也称为分片，即在网络层将数据包剖析为若干个尺寸小于或即是MTU值的小的数据包，每个分片数据包都会带有一个IP报头，这些被拆分后的小的数据包称为数据碎片。在拆分传输完成后，需要对各数据碎片举行重组，通过各分片IP报头中的标识位、偏移量信息，能够唯一标识特定命据包的特定命据碎片，然后即可顺次完成数据包重组。可是，分片和重组历程会增添特另外资源消耗，加重网络传输的肩负。

2 MTU的作用和详细体现

MTU值决议了网络中一次性传输的数据量巨细，若是MTU设置的过大，意味着所能一次性传输的数据包中的有用数据占比更大，通讯效率更高，但同时也会加大传输延时和蜕化概率，降低传输可靠性，传输蜕化伍重传还会泯灭较大的网络资源。若是MTU设置的过小，关于较大尺寸数据包需要举行分片处置惩罚，增添数据包处置惩罚量，且分片和重组历程还会增添特另外资源消耗，加重网络传输的肩负。因此，关于差别场景，设置合适的MTU值，能够抵达提高网络传输性能的效果。

数据转发时MTU取值差别，数据转发体现也差别，主要有以下三种场景：

(1) MTU值大于所转发数据包巨细

装备能够直接转发数据包，而不需要分片。此时，假设MTU设置为6000，则在不分片情形下，若接纳方法一的MTU界说，则允许转发的IP数据包尺寸最大为60018byte，假设链路带宽为10Mbps，则传送一帧数据最大可能耗时如下（不思量其它时间消耗）：

60018 / （10 * 2^20）≈0.005s

即传输一帧数据需要独吞带宽5ms，在此时代其它历程无法发送数据，影响网络流通性。若是在链路带宽更低情形下，发送一帧数据占用的时间会更大，网络流通性会受到更大影响；若是在链路带宽较高时，这种影响则会相对较小。因此，凭证现真相形合理设置MTU，能够优化网络传输性能。

(2) MTU值小于所转发数据包巨细且允许分片

装备对数据包举行拆分并转发。此时，若MTU为一个较小的值100，接纳方法一的MTU界说。假设传送一个尺寸大于1018byte的IP数据包，需要对数据包举行分片处置惩罚，分片方法如下图所示。

图2-1 IP数据包分片方法示意图

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拆分后的每个数据碎片中都会携带一个IP报文头部（20byte），用于标识数据碎片所属数据包及在数据包中的位置。因此，关于拆分前的数据包来说，在不思量传送多个数据包带来的时间消耗外，关于单个分片来说，其传输效率为：

（100 – 20）/100 = 0.8

多传送的IP报文头部会降低传送效率，MTU设置越小，传输效率越低。因此，通过调解MTU值，可以改善数据传输效率。

(3) MTU值小于所转发数据包巨细，且设置榨取分片。

装备直接扬弃数据包，不转发。此时，若想正常传送数据包，就需要上调MTU值。

别的，MTU的设置还会影响网络中PMTU和TCP MSS的值的大�。�

(1) PMTU

PMTU全称为Path Maximum Transmission Unit，即路径MTU。关于一条IP路径，其MTU值是指在不分片情形下路径上所能传输的最大数据包尺寸，即是该路径上的最小MTU值，以是PMTU的值由路径上所有MTU配合决议。通过MTU间接改变PMTU值，就能够有用阻止分片重组，提高网络带宽的使用率。

(2) TCP MSS

MSS全称为Maximum Segment Size，即最大报文段长度，是指一个TCP报文的数据载荷的最大长度。为了抵达最佳的传输性能，对接双方会在TCP建设毗连时举行MSS协商，而TCP MSS的值则依赖于MTU盘算获得，盘算方法如下：

TCP MSS = 对端接口的IP MTU – IP报文头（20byte） – TCP报文头（20byte）

图2-2 以太网报文中TCP MSS界说示意图

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差别厂商对装备上现实生效的TCP MSS值的设置保存差别。例如，在97国际网络的装备中允许用户手动设置TCP MSS值，同时，为了降低人为设置的危害，设置现实生效的TCP MSS是从凭证MTU盘算获得的MSS和用户设置的TCP MSS中取较小值。

3 MTU设置

MTU设置时，首先需要确认装备是否允许分片。若装备不允许分片，则需要确保MTU值大于所需传送的数据包尺寸，不然数据包会被扬弃。若装备支持分片，为了只管阻止因分片带来的资源消耗，MTU设置的基来源则为：对接两台装备的MTU值应坚持同步，同时凭证网络带宽举行设置，即网络带宽高，则可增大MTU值，若网络带宽较低，为包管数据传输流通性，MTU设置值不宜太高。别的，还需要思量其它因素或场景的影响。

(1) 关于MTU值，一样平常装备的默认值往往是较量合适的设置。差别链路介质类型的网络有差别的默认MTU值，下表中为一些常见网络的默认MTU值。

表3-1 种种网络默认MTU值

网络类型	MTU（byte）
以太网	1500
IEEE 802.4	8166
IEEE 802.3	1492
FDDI	4352
Token Ring（16Mbps）	17914
Token Ring（4Mbps）	4464
X2.5	576
PPP	296

(2) 对接装备间MTU界说方法差别或报文携带标签

●对接双方厂商差别时，MTU界说方法可能保存差别，因此，需要包管双方MTU界说重合部分坚持一致。例如，97国际网络的装备（接纳方法一界说）与Cisco装备（接纳方法二界说）对接时，若97国际网络的装备MTU设置为1450，则对接的Cisco装备MTU值应设置为1464。

●数据帧中携带Tag的情形，例如在MPLS网络中，数据包会增添MPLS Tag，且Tag所占字节也计入MTU中，以是在设置MTU时还需要思量Tag所占的字节巨细。

(3) 交流、路由等网络装备的MTU设置

关于通俗的交流、路由装备，默认MTU值通常是较量合适的值，一样平常为1500byte。关于主干网、城域网、接入网等网络中的大型网络装备，其数据吞吐量较大，数据转发要求也较高，一样平常能够支持9000byte以上的最大传输量，因此，在对接双方硬件支持条件下，MTU应设置只管大。

(4) 多种营业混淆使用场景下装备MTU设置

多种营业混淆使用时，MTU设置需要综合思量营业应用和带宽巨细。若是其中一种营业的实时性要求较高且数据长度较小，如语音传输，而另一种营业的数据对实时性要求不高，但数据长度较大占用较量大的带宽资源，如FTP数据传输。此时，将MTU设置得较量小，将有利于差别营业数据关于带宽的平均分派。

(5) 装备厂商关于MTU设置的限制

关于一些装备，厂商可能会对MTU的设置提供一些特殊限制或设置，需要参考厂商提供的产品配套资料中的提醒举行设置。例如，在97国际网络的交流机上，需要注重以下几点：

●装备允许设置系统MTU和接口MTU。设置系统MTU时，装备会自动更新所有以太网口的MTU值，但不笼罩已经设置接口MTU的设置；设置接口MTU值时，MTU值需要小于或即是着实际物理接口设置的MTU值，不然会导致长度凌驾物理接口MTU的数据包被扬弃。

●在统一物理网段上的装备，其互毗连口的IP MTU必需坚持一致，不然可能泛起数据无法传输的问题。

●在举行大吞吐量数据交流时，装备还支持调高MTU以处置惩罚大于以太网标准帧长（1500 byte）的数据帧，即Jumbo帧，在提高网络吞吐率，降低装备CPU肩负的同时，也能包管数据的正常吸收和处置惩罚。

4 总结

关于MTU值，一样平常默认值是较量合理的设置，但在一些如游戏卡机、网页部分打不开、大文档发送不了等由MTU设置问题导致网络性能变差或有特殊数据传输需求的场景下，默认MTU值可能无法知足需求，此时可以通过修改MTU值来改善网络传输性能。在设置MTU时，除了要思量对接的工具及自身装备所允许的MTU设置规模，还需要综合思量网络带宽、厂商特殊设定、应用场景等因素，阻止因联动关系导致泛起新的网络问题。

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