MTU 和 MSS 的学习与梳理

一时失言乱红尘 2022-01-30 15:19 434阅读 0赞

# MTU 和 MSS 的学习与梳理 #

## 后补内容 ##

MTU = MSS + ip头 + tcp头  
Max Segment Size，一般会是1460 + 20 + 20 = 1500

发包大小是由MTU较小的一方决定的，

在网络拓扑中，还会有vlan、vxlan等协议的报文头部，届时需要根据实际情况再分析确认。

## 1、MTU： ##

最大传输单元（英语：Maximum Transmission Unit，缩写MTU）是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小（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包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。

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，源地址将设置数据报的 DF（Don’t Fragment，不要分片）标记位，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“获取”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 1,500 字节。但是像 PPPoE 这样的系统会减小这个数值，通常是1492（= 1500 - 2（PPP）- 6（PPPoE）），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。

**当源端发送报文时，设置数据包的DF标记位，DF=1表示 接受主机不能对分组进行分片。如果分组的长度超过 MTU，又不可以分片，那么这个分组只能丢弃。DF=0，表示可以分片。**

可以使用ping 命令来进行模拟实现，ping 命令 -s 选项可以指定发送ping包大小， -M 选项可以指定DF 标记位。

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![20190519222026367.png][]  
可以看到，由于本机MTU是1500，当不允许分片时，面对超过mtu的大包，网卡无法处理，就会将包丢弃。可以分片的情况下，就可以正常分片传输。

抓取了分片的报文，使用wireshark打开查看：  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xMODQ1ODc2NDI1_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

如果是不允许分片的情况则是：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xMODQ1ODc2NDI1_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

## 2.MSS ##

最大分段大小（Maximum Segment Size）是传输控制协议的一个参数，以字节数定义一个计算机或通信设备所能接受的分段的最大数据量。 它并不会计算 TCP 或 IP 协议头的大小。含有 TCP 分段的 IP 资料包可以在一个数据包内自我包含，也可以从多个IP分片中重建。无论如何，MSS 限制都对最终重建的分段起效。

默认的 TCP 最大分段大小是 536。当一个主机想要把 MSS 设置到一个非默认的值时，MSS 大小会以一个 TCP 可选项的方式在握手时的 SYN 包中定义。由于最大分段大小被一个 TCP 参数控制，主机可以在接下来的任意分段中改变它。

每个数据流的方向都可以使用不同的 MSS。

为了避免IP分片，主机应该将最大分段大小定义为最大 IP 资料包大小减去 IP 和 TCP 协议头的大小。 于是 IPv4 主机被要求能够承担 536(=576-20-20) 字节的分段大小，IPv6 主机则须能承担 1220(= 1280\[5\] - 40 - 20) 字节的分段。

较低的最大分段大小能够减少或消除IP分片，然而会造成协议开销增大。

对于大部分操作系统来说，最大分段大小的值由操作系统指定。

在实际的报文通信中，会在tcp握手阶段会首先声明：

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