توجد شبكة إيثرنت في كل مكان، وتقوم عشرات الآلاف من الشركات المصنعة بإنتاج المعدات التي تدعمها. ومع ذلك، فإن جميع هذه الأجهزة تقريبًا تشترك في شيء واحد - :
$ ip l
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 state UNKNOWN
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: enp5s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 state UP
link/ether xx:xx:xx:xx:xx:xx brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
تحدد MTU (وحدة الإرسال القصوى) الحد الأقصى لحجم حزمة بيانات واحدة. بشكل عام، عند تبادل الرسائل مع الأجهزة الموجودة على شبكة LAN الخاصة بك، ستكون وحدة الإرسال الكبرى في حدود 1500 بايت، وتعمل شبكة الإنترنت بالكامل تقريبًا عند 1500 بايت. ومع ذلك، فإن هذا لا يعني أن تقنيات الاتصالات هذه لا يمكنها نقل أحجام حزم أكبر.
على سبيل المثال، يحتوي 802.11 (المعروف باسم WiFi) على وحدة MTU تبلغ 2304 بايت، وإذا كانت شبكتك تستخدم FDDI، فإن وحدة MTU الخاصة بك تبلغ 4352 بايت. لدى Ethernet نفسها مفهوم "الإطارات العملاقة"، حيث يمكن تخصيص حجم يصل إلى 9000 بايت لوحدة الإرسال الكبرى (مع دعم هذا الوضع بواسطة بطاقات NIC والمحولات وأجهزة التوجيه).
ومع ذلك، على شبكة الإنترنت، هذا ليس ضروريا بشكل خاص. نظرًا لأن العمود الفقري الرئيسي للإنترنت يتكون بشكل أساسي من اتصالات إيثرنت، فقد تم تعيين الحد الأقصى الفعلي غير الرسمي لحجم الحزمة على 1500 بايت لتجنب تجزئة الحزمة على الأجهزة الأخرى.
الرقم 1500 في حد ذاته غريب، إذ يتوقع المرء أن تكون الثوابت في عالم الكمبيوتر مبنية على قوى العدد اثنين، على سبيل المثال. إذن من أين أتى 1500B ولماذا لا نزال نستخدمه؟
الرقم السحري
أول اختراق كبير لشبكة إيثرنت في العالم جاء في شكل معايير. (رقيقة) و (سميكة)، تشير الأرقام إلى عدد مئات الأمتار التي يمكن أن تغطيها شريحة معينة من الشبكة.
نظرًا لوجود العديد من البروتوكولات المتنافسة في ذلك الوقت، وكانت الأجهزة لها حدودها، يعترف منشئ التنسيق بأن متطلبات الذاكرة للمخزن المؤقت للحزمة لعبت دورًا في ظهور الرقم السحري 1500:
بعد فوات الأوان، من الواضح أن الحد الأقصى الأكبر ربما كان حلاً أفضل، ولكن إذا قمنا بزيادة تكلفة بطاقات NIC في وقت مبكر، لكان ذلك قد منع شبكة Ethernet من الانتشار على نطاق واسع.
ومع ذلك، هذه ليست القصة كلها. في "إيثرنت: تبديل الحزم الموزعة في شبكات الكمبيوتر المحلية"، 1980، يقدم أحد التحليلات المبكرة لفعالية استخدام الحزم الكبيرة في الشبكات. في ذلك الوقت، كان هذا مهمًا بشكل خاص لشبكات Ethernet، حيث يمكنها إما توصيل جميع الأنظمة بكابل محوري واحد، أو تتكون من محاور قادرة على إرسال حزمة واحدة إلى جميع العقد الموجودة على نفس المقطع في وقت واحد.
كان من الضروري اختيار رقم لا يؤدي إلى تأخيرات كبيرة جدًا عند إرسال الرسائل في مقاطع (أحيانًا يكون مشغولًا جدًا)، وفي الوقت نفسه لا يزيد عدد الحزم كثيرًا.
على ما يبدو، اختار المهندسون في ذلك الوقت الرقم 1500 ب (حوالي 12000 بت) باعتباره الخيار الأكثر "أمانًا".
منذ ذلك الحين، ظهرت واختفت أنظمة مراسلة أخرى، ولكن من بينها، كان لدى Ethernet أقل قيمة MTU بقيمة 1500 بايت.إن تجاوز الحد الأدنى لقيمة MTU في الشبكة يعني إما التسبب في تجزئة الحزمة أو الانخراط في PMTUD [العثور على الحد الأقصى لحجم الحزمة للمسار المحدد]. كلا الخيارين كان لهما مشاكلهما الخاصة. حتى لو خفضت الشركات المصنعة لأنظمة التشغيل الكبيرة في بعض الأحيان قيمة وحدة الإرسال الكبرى (MTU) إلى مستوى أقل.
عامل الكفاءة
نحن نعلم الآن أن وحدة الإرسال الكبرى للإنترنت محدودة بـ 1500 بايت، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى مقاييس زمن الوصول القديمة وقيود الأجهزة. ما مدى تأثير ذلك على كفاءة الإنترنت؟
إذا نظرنا إلى البيانات من نقطة تبادل إنترنت كبيرة AMS-IX، فإننا نرى أن ما لا يقل عن 20٪ من الحزم المرسلة لها الحد الأقصى للحجم. يمكنك أيضًا الاطلاع على إجمالي حركة مرور الشبكة المحلية:
إذا قمت بدمج كلا الرسمين البيانيين، فستحصل على ما يلي (تقديرات حركة المرور لكل نطاق حجم الحزمة):
أو، إذا نظرنا إلى حركة مرور كل هذه الرؤوس ومعلومات الخدمة الأخرى، فسنحصل على نفس الرسم البياني بمقياس مختلف:
يتم إنفاق جزء كبير جدًا من النطاق الترددي على رؤوس الحزم في فئة الحجم الأكبر. نظرًا لأن أعلى حمل في ذروة حركة المرور هو 246 جيجابايت/ثانية، فيمكن الافتراض أنه إذا تحولنا جميعًا إلى "الإطارات الضخمة" عندما لا يزال هذا الخيار موجودًا، فإن هذا الحمل سيكون حوالي 41 جيجابايت/ثانية فقط.
لكنني أعتقد اليوم أن الجزء الأكبر من الإنترنت قد غادر بالفعل. وعلى الرغم من أن بعض مقدمي الخدمة يعملون مع وحدة MTU تبلغ 9000، إلا أن معظمهم لا يدعمونها، وقد ثبت أن محاولة تغيير شيء ما عالميًا على الإنترنت أمر صعب للغاية مرارًا وتكرارًا.
المصدر: www.habr.com