🥇कैसे 1500 बाइट्स इंटरनेट पर सूचना हस्तांतरण की अधिकतम इकाई बन गई

ईथरनेट हर जगह है, और हजारों निर्माता इसका समर्थन करने वाले उपकरण बनाते हैं। हालाँकि, इनमें से लगभग सभी उपकरणों में एक संख्या समान है - एमटीयू:

$ 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

एमटीयू (अधिकतम ट्रांसमिशन यूनिट) एक व्यक्तिगत डेटा पैकेट का अधिकतम आकार परिभाषित करता है। सामान्यतः, जब आप अपने LAN पर उपकरणों के साथ संदेशों का आदान-प्रदान कर रहे होते हैं, तो MTU लगभग 1500 बाइट्स होगा, और संपूर्ण इंटरनेट लगभग पूरी तरह से 1500 बाइट्स पर संचालित होता है। हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि ये संचार प्रौद्योगिकियां बड़े पैकेटों को प्रेषित नहीं कर सकती हैं।

उदाहरण के लिए, 802.11 (जिसे सामान्यतः WiFi के नाम से जाना जाता है) का MTU 2304 बाइट्स है, और यदि आपका नेटवर्क FDDI का उपयोग करता है, तो आपका MTU 4352 बाइट्स है। ईथरनेट में स्वयं "जंबो फ्रेम" की अवधारणा है, जहां MTU को 9000 बाइट्स तक के आकार पर सेट किया जा सकता है (यदि NICs, स्विच और राउटर द्वारा समर्थित हो)।

हालाँकि, इंटरनेट पर यह विशेष रूप से आवश्यक नहीं है। चूंकि इंटरनेट की रीढ़ अधिकांशतः ईथरनेट कनेक्शनों से बनी है, इसलिए अन्य उपकरणों पर पैकेट विखंडन से बचने के लिए वास्तविक अनौपचारिक अधिकतम पैकेट आकार 1500B निर्धारित किया गया है।

संख्या 1500 अपने आप में अजीब है - उदाहरण के लिए, कंप्यूटर की दुनिया में स्थिरांकों के दो की घातों पर आधारित होने की अपेक्षा की जा सकती है। तो फिर 1500 बी कहां से आया और हम अभी भी उनका उपयोग क्यों करते हैं?

जादुई संख्या

दुनिया में ईथरनेट की पहली बड़ी सफलता मानकों के रूप में आई 10बेस-2 (पतला) और 10बेस-5 (मोटा), जिसमें संख्याएं यह दर्शाती हैं कि एक विशेष नेटवर्क खंड कितने सैकड़ों मीटर को कवर कर सकता है।

चूंकि उस समय कई प्रतिस्पर्धी प्रोटोकॉल थे और हार्डवेयर की अपनी सीमाएं थीं, इसलिए प्रारूप के निर्माता ने स्वीकार किया कि पैकेट बफर की मेमोरी आवश्यकताओं ने जादुई संख्या 1500 के उद्भव में एक भूमिका निभाई:

पीछे मुड़कर देखने पर, यह स्पष्ट है कि अधिक से अधिक सीमा एक बेहतर समाधान हो सकता था, लेकिन यदि हमने शुरू में ही एनआईसी (नेटवर्क नियंत्रक) की लागत बढ़ा दी होती, तो इससे ईथरनेट को इतना व्यापक होने का मौका नहीं मिलता।

हालाँकि, यह पूरी कहानी नहीं है। में काम 1980 का "ईथरनेट: डिस्ट्रिब्यूटेड पैकेट स्विचिंग इन लोकल कंप्यूटर नेटवर्क्स" नेटवर्कों में बड़े पैकेटों के उपयोग की दक्षता का सबसे प्रारंभिक विश्लेषण प्रदान करता है। उस समय, यह ईथरनेट नेटवर्क के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण था, क्योंकि वे या तो सभी प्रणालियों को एक एकल समाक्षीय केबल से जोड़ सकते थे, या हब से मिलकर बने होते थे जो एक ही समय में एक सेगमेंट के सभी नोड्स को एक पैकेट भेज सकते थे।

ऐसी संख्या चुनना आवश्यक था जिससे खंडों में संदेश प्रेषित करने में बहुत अधिक विलम्ब न हो (कभी-कभी काफी व्यस्त), और साथ ही पैकेटों की संख्या में भी बहुत अधिक वृद्धि न हो।

जाहिर है, उस समय इंजीनियरों ने 1500 बी (लगभग 12000 बिट्स) संख्या को सबसे "सुरक्षित" विकल्प के रूप में चुना था।

तब से, विभिन्न अन्य संदेश प्रणालियां आईं और चली गईं, लेकिन उनमें से सबसे कम एमटीयू 1500 बी के साथ ईथरनेट था। नेटवर्क पर न्यूनतम एमटीयू से अधिक होने का मतलब या तो पैकेट विखंडन या पीएमटीयूडी [पथ अधिकतम आकार का पता लगाना] है। दोनों विकल्पों की अपनी-अपनी विशेष समस्याएं थीं। भले ही कभी-कभी प्रमुख OS विक्रेता MTU मान को और भी कम कर देते हैं।

दक्षता कारक

अब हम जानते हैं कि इंटरनेट पर MTU 1500B तक सीमित है, जिसका मुख्य कारण विरासती विलंबता और हार्डवेयर सीमाएं हैं। इससे इंटरनेट की कार्यक्षमता पर कितना प्रभाव पड़ता है?

यदि हम बड़े इंटरनेट एक्सचेंज प्वाइंट AMS-IX के आंकड़ों को देखें, तो हम देखेंगे कि प्रेषित पैकेटों में से कम से कम 20% अधिकतम आकार के हैं। आप समग्र LAN ट्रैफ़िक को भी देख सकते हैं:

यदि आप दोनों ग्राफों को संयोजित करते हैं, तो आपको निम्नलिखित जैसा कुछ प्राप्त होगा (प्रत्येक पैकेट आकार सीमा के लिए ट्रैफ़िक अनुमान):

या, यदि हम इन सभी हेडरों और अन्य सेवा सूचनाओं के ट्रैफ़िक को देखें, तो हमें एक अलग पैमाने के साथ एक ही ग्राफ़ मिलता है:

बैंडविड्थ का काफी बड़ा हिस्सा सबसे बड़े आकार वर्ग के पैकेटों के हेडर पर खर्च किया जाता है। चूंकि अधिकतम यातायात के समय उच्चतम ओवरहेड 246 Gbps है, इसलिए यह मान लेना उचित है कि यदि हम सभी ने "जंबो फ्रेम" पर तब स्विच कर लिया होता, जब यह विकल्प अभी भी मौजूद था, तो यह ओवरहेड केवल 41 Gbps के आसपास होता।

लेकिन मुझे लगता है कि आज इंटरनेट के सबसे बड़े हिस्से के लिए यह रेलगाड़ी पहले ही रवाना हो चुकी है। जबकि कुछ आईएसपी 9000 एमटीयू के साथ काम करते हैं, अधिकांश इसका समर्थन नहीं करते हैं, और इंटरनेट पर वैश्विक स्तर पर कुछ परिवर्तन करने के प्रयास समय-समय पर अत्यंत कठिन साबित हुए हैं।

स्रोत: www.habr.com

इंटरनेट पर सूचना स्थानांतरण की अधिकतम इकाई 1500 बाइट्स कैसे हो गयी?

जादुई संख्या

दक्षता कारक

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