L'Ethernet est partout, et des dizaines de milliers de fabricants produisent du matériel compatible. Cependant, presque tous ces appareils partagent un nombre commun - :
$ ip l
1: lo: mtu 65536 state UNKNOWN
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: enp5s0: mtu 1500 state UP
link/ether xx:xx:xx:xx:xx:xx brd ff:ff:ff:ff:ff:ff La MTU (Maximum Transmission Unit) [unité de transmission maximale] définit la taille maximale d'un paquet de données individuel. En général, lorsque vous échangez des messages avec les appareils de votre réseau local, la MTU sera d'environ 1500 octets, et presque tout l'internet fonctionne également avec une taille de 1500 octets. Cependant, cela ne signifie pas que ces technologies de communication ne peuvent pas transmettre des paquets de plus grande taille.
Par exemple, pour 802.11 (plus connu sous le nom de WiFi), la MTU est de 2304 octets, et si votre réseau utilise FDDI, alors votre MTU est de 4352 octets. L'Ethernet lui-même a un concept de « jumbo frames », où la MTU peut être définie jusqu'à 9000 octets (si le NIC, les commutateurs et les routeurs prennent en charge ce mode).
Cependant, sur Internet, cela n'est pas vraiment nécessaire. Étant donné que les principales artères de l'internet sont principalement composées de connexions Ethernet, la taille maximale de paquet non officielle est de 1500 octets afin d'éviter la fragmentation des paquets sur d'autres appareils.
Le nombre 1500 en soi est étrange - on pourrait s'attendre à ce que les constantes dans le monde des ordinateurs soient basées sur des puissances de deux, par exemple. Alors d'où vient 1500 octets et pourquoi les utilisons-nous encore aujourd'hui ?
Nombre magique
La première grande percée de l'Ethernet dans le monde est survenue sous la forme de normes (fin) et (épais), les numéros indiquant combien de centaines de mètres un segment de réseau peut couvrir.
À l'époque, étant donné qu'il y avait de nombreux protocoles concurrents et que le matériel avait ses limitations, le créateur du format reconnaît que les exigences en matière de mémoire tampon des paquets ont joué un rôle dans l'apparition du chiffre magique 1500 :
En regardant en arrière, il est clair qu'un maximum plus grand aurait peut-être été une meilleure solution, mais si nous avions augmenté le coût des NIC (contrôleurs réseau) aux premières étapes, cela aurait freiné la diffusion de l'Ethernet.
Cependant, ce n'est pas toute l'histoire. Dans «Ethernet : commutation de paquets distribuée dans les réseaux informatiques locaux» d'une analyse de 1980 évoque l'une des premières évaluations de l'efficacité de l'utilisation de paquets de grande taille dans les réseaux. À l'époque, cela était particulièrement important pour les réseaux Ethernet, car ils pouvaient soit connecter tous les systèmes avec un câble coaxial unique, soit être constitués de hubs capables d'envoyer un paquet à un moment donné pour tous les nœuds d'un même segment.
Il fallait choisir un nombre qui offrirait des délais de transmission raisonnables dans les segments (parfois très chargés), tout en évitant d'augmenter excessivement le nombre de paquets.
Apparemment, les ingénieurs de l'époque ont choisi le nombre 1500 octets (environ 12000 bits) comme l'option « la plus sûre ».
Depuis, divers autres systèmes de transmission de messages ont vu le jour et disparus, mais le MTU le plus bas parmi eux était celui d'Ethernet avec ses 1500 octets. Dépasser la valeur minimale du MTU dans un réseau signifie soit entraîner la fragmentation des paquets, soit recourir à la recherche du maximum de taille de paquet pour le chemin choisi (PMTUD). Chacune de ces options présente ses propres problèmes. Même si parfois de grands fabricants de systèmes d'exploitation abaissaient encore la valeur du MTU.
Facteur d'efficacité
Nous savons maintenant que le MTU sur Internet est limité à 1500 octets principalement en raison des anciens indicateurs de latence et des limitations matérielles. Quel impact cela a-t-il sur l'efficacité d'Internet ?
En examinant les données d'un grand point d'échange de trafic Internet, AMS-IX, nous constatons qu'au moins 20 % des paquets transmis ont une taille maximale. On peut également observer le trafic global du réseau local :
Si nous combinons les deux graphiques, nous obtenons quelque chose comme ce qui suit (estimation du trafic pour chaque plage de tailles de paquets) :
Ou, en regardant le trafic de tous ces en-têtes et autres informations de contrôle, nous obtenirions le même graphique avec une autre échelle :
Une proportion significative de la bande passante est consacrée aux en-têtes des paquets de la plus grande classe de tailles. Étant donné qu'au pic de trafic, les coûts supplémentaires s'élevaient à 246 Gb/s, on peut supposer que si nous étions tous passés aux « trames géantes » lorsque cela était encore possible, ces surcoûts auraient seulement été d'environ 41 Gb/s.
Cependant, je pense que pour la majorité d'Internet aujourd'hui, le train est déjà parti. Bien que certains fournisseurs travaillent avec un MTU de 9000, la plupart ne le prennent pas en charge, et les tentatives d'apporter des changements globaux sur Internet se sont révélées extrêmement difficiles à chaque fois.
Source : habr.com
