اترنت در همه جا وجود دارد و ده ها هزار سازنده تجهیزاتی تولید می کنند که از آن پشتیبانی می کند. با این حال، تقریباً همه این دستگاه ها یک چیز مشترک دارند - :
$ 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
MTU (حداکثر واحد انتقال) حداکثر اندازه یک بسته داده را تعیین می کند. به طور کلی، هنگامی که شما با دستگاه های موجود در شبکه LAN خود پیام رد و بدل می کنید، MTU در حدود 1500 بایت خواهد بود و تقریباً کل اینترنت با 1500 بایت کار می کند.
به عنوان مثال، 802.11 (که معمولاً به عنوان WiFi شناخته می شود) دارای MTU 2304 بایت است و اگر شبکه شما از FDDI استفاده می کند، MTU شما 4352 بایت است. اترنت خود مفهوم «فریم‌های غول‌پیکر» را دارد، که در آن MTU می‌تواند تا 9000 بایت (با پشتیبانی از این حالت توسط کارت‌های شبکه، سوئیچ‌ها و روترها) اختصاص داده شود.
با این حال، در اینترنت این امر به ویژه ضروری نیست. از آنجایی که ستون فقرات اصلی اینترنت در درجه اول از اتصالات اترنت تشکیل شده است، حداکثر اندازه بسته غیر رسمی بالفعل روی 1500B تنظیم شده است تا از تکه تکه شدن بسته ها در دستگاه های دیگر جلوگیری شود.
عدد 1500 به خودی خود عجیب است - برای مثال می توان انتظار داشت که ثابت ها در دنیای کامپیوتر بر اساس توان های دو باشند. بنابراین 1500B از کجا آمده و چرا هنوز از آن استفاده می کنیم؟
عدد جادویی
اولین پیشرفت بزرگ اترنت در جهان در قالب استانداردها رخ داد. (نازک) و (ضخیم)، اعدادی که در آنها نشان می دهد که یک بخش شبکه خاص چند صد متر را می تواند پوشش دهد.
از آنجایی که در آن زمان پروتکل‌های رقیب زیادی وجود داشت و سخت‌افزار محدودیت‌های خود را داشت، خالق فرمت اذعان می‌کند که الزامات حافظه بافر بسته در پیدایش عدد جادویی 1500 نقش داشته است:
در آینده، واضح است که حداکثر بزرگتر ممکن است راه حل بهتری باشد، اما اگر هزینه کارت های شبکه را زودتر افزایش می دادیم، از گسترش اترنت به این اندازه جلوگیری می کرد.
با این حال، این تمام ماجرا نیست. که در "Ethernet: Distributed Packet Switching in Local Computer Networks"، 1980، یکی از اولین تحلیل ها را در مورد اثربخشی استفاده از بسته های بزرگ در شبکه ها ارائه می دهد. در آن زمان، این امر به ویژه برای شبکه‌های اترنت بسیار مهم بود، زیرا آنها می‌توانستند همه سیستم‌ها را با یک کابل کواکسیال به هم متصل کنند، یا متشکل از هاب‌هایی باشند که قادر به ارسال یک بسته به همه گره‌ها در یک بخش در یک زمان هستند.
لازم بود شماره‌ای انتخاب شود که در هنگام ارسال پیام‌ها در بخش‌ها (گاهی اوقات کاملاً شلوغ) تأخیر زیادی ایجاد نکند و در عین حال تعداد بسته‌ها را بیش از حد افزایش ندهد.
ظاهراً مهندسان در آن زمان عدد 1500 B (حدود 12000 بیت) را به عنوان "ایمن ترین" گزینه انتخاب کردند.
از آن زمان، سیستم‌های پیام‌رسان مختلف دیگری آمده و رفته‌اند، اما در میان آنها، اترنت با ۱۵۰۰ بایت کمترین مقدار MTU را داشت. تجاوز از حداقل مقدار MTU در یک شبکه به معنای ایجاد تکه تکه شدن بسته‌ها یا درگیر شدن در PMTUD [پیدا کردن حداکثر اندازه بسته‌ها برای مسیر انتخاب شده]. هر دو گزینه مشکلات خاص خود را داشتند. حتی اگر گاهی اوقات سازندگان بزرگ سیستم عامل، مقدار MTU را حتی کمتر از آن پایین بیاورند.
فاکتور کارایی
اکنون می دانیم که MTU اینترنت به 1500B محدود شده است، که عمدتاً به دلیل معیارهای تاخیر قدیمی و محدودیت های سخت افزاری است. این موضوع چقدر بر کارایی اینترنت تأثیر می گذارد؟
اگر به داده های یک نقطه تبادل اینترنت بزرگ AMS-IX نگاه کنیم، می بینیم که حداقل 20٪ از بسته های ارسالی دارای حداکثر اندازه هستند. همچنین می توانید به کل ترافیک LAN نگاه کنید:
اگر هر دو نمودار را با هم ترکیب کنید، چیزی شبیه به زیر دریافت خواهید کرد (تخمین ترافیک برای هر محدوده اندازه بسته):
یا اگر به ترافیک همه این هدرها و سایر اطلاعات سرویس نگاه کنیم، همان نمودار را با مقیاس متفاوت دریافت می کنیم:
بخش بزرگی از پهنای باند صرف هدرهای بسته هایی در بزرگترین کلاس اندازه می شود. از آنجایی که بالاترین سربار در اوج ترافیک 246 گیگابایت بر ثانیه است، می‌توان فرض کرد که اگر همه ما در زمانی که چنین گزینه‌ای وجود داشت به «فریم‌های جامبو» تغییر می‌کردیم، این سربار فقط حدود 41 گیگابایت بر ثانیه بود.
اما فکر می‌کنم امروز برای بزرگترین بخش اینترنت، آن قطار قبلاً ترک شده است. و اگرچه برخی از ارائه دهندگان با MTU 9000 کار می کنند، اکثر آنها از آن پشتیبانی نمی کنند و تلاش برای تغییر چیزی در سطح جهانی در اینترنت بارها و بارها بسیار دشوار است.
منبع: www.habr.com