Ethernet este omniprezent, iar zeci de mii de producători fabrică echipamente care îl susțin. Cu toate acestea, aproape toate aceste dispozitive au un număr comun - :
$ 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 MTU (Maximum Transmission Unit) [unitatea maximă de transmitere] definește dimensiunea maximă a unui pachet de date individual. În general, atunci când comunici cu dispozitivele din rețeaua ta locală, MTU va avea o dimensiune de aproximativ 1500 de octeți, iar întreaga internet funcționează în mare parte tot cu dimensiunea de 1500 de B. Cu toate acestea, nu înseamnă că aceste tehnologii de comunicare nu pot transmite pachete de dimensiuni mai mari.
De exemplu, pentru 802.11 (cunoscut și sub numele de WiFi), MTU este de 2304 B, iar dacă rețeaua ta folosește FDDI, atunci MTU-ul tău este de 4352 B. Ethernet are conceptul de „pachete uriașe”, unde MTU poate fi setat la o dimensiune de până la 9000 B (dacă adaptorul de rețea, switch-urile și routerele suportă acest mod).
Cu toate acestea, în internet nu este necesar în mod special. Deoarece principalele magistrale de internet constau în principal din conexiuni Ethernet, dimensiunea maximă a pachetului neoficial stabilită este de 1500 B pentru a evita fragmentarea pachetelor pe alte dispozitive.
Numărul 1500 în sine este ciudat - s-ar fi putut aștepta ca constantele din lumea computerelor să fie bazate pe puterile lui 2, de exemplu. Așadar, de unde provine 1500 B și de ce îl folosim încă?
Numărul magic
Prima mare breșă a Ethernet-ului în lume a avut loc sub forma standardelor (subțire) și (groase), numerele din care vorbesc despre câte sute de metri poate acoperi un segment individual al rețelei.
Întrucât la acea vreme existau multe protocoale concurente, iar hardware-ul avea propriile sale limitări, creatorul formatului recunoaște că cerințele privind memoria buffer-ului pachetelor au jucat un rol în apariția numărului magic 1500:
Privind înapoi, devine clar că o dimensiune maximă mai mare ar fi fost poate o soluție mai bună, dar dacă am fi crescut costul adaptatoarelor de rețea (NIC) în etapele incipiente, acest lucru nu ar fi permis Ethernet-ului să se răspândească atât de mult.
Cu toate acestea, aceasta nu este toată povestea. În „Ethernet: comutarea distribuită a pachetelor în rețelele computerizate locale” din 1980 include una dintre primele analize ale eficienței utilizării pachetelor de mari dimensiuni în rețele. La acea vreme, acest aspect era deosebit de important pentru rețelele Ethernet, deoarece acestea puteau fie să conecteze toate sistemele printr-un singur cablu coaxial, fie să fie compuse din hub-uri capabile să transmită un singur pachet pentru toate nodurile dintr-un segment în același timp.
Trebuia ales un număr care să ofere întârzieri nu prea mari în transmiterea mesajelor în segmente (uneori destul de aglomerate) și, în același timp, să nu crească prea mult numărul de pachete.
Se pare că inginerii de atunci au ales cifra de 1500 B (aproximativ 12000 de biți) ca fiind cea mai „sigură” opțiune.
De atunci, au apărut și au dispărut diverse alte sisteme de transmitere a mesajelor, însă cel mai mic valoare MTU a avut Ethernet cu 1500 B. A depăși valoarea minimă MTU în rețea înseamnă fie să provoace fragmentarea pachetelor, fie să efectueze PMTUD [determinarea dimensiunii maxime a pachetului pentru calea aleasă]. Ambele opțiuni aveau probleme specifice. Chiar și atunci când uneori mari producători de sisteme de operare reduceau valoarea MTU și mai mult.
Factorul eficienței
Acum știm că MTU în internet este limitat la dimensiunea de 1500 B în mare parte din cauza vechilor parametrii de întârziere și a limitărilor hardware. Cât de mult afectează acest lucru eficiența internetului?
Dacă ne uităm la datele de la un mare punct de interschimb al traficului de internet AMS-IX, vom observa că nu mai puțin de 20% din pachetele transmise au dimensiunea maximă. De asemenea, putem analiza traficul total LAN:
Dacă combinăm cele două grafice, obținem ceva de genul următor (estimarea traficului pentru fiecare interval de dimensiuni ale pachetelor):
Sau, dacă ne uităm la traficul tuturor acestor antete și altor informații de serviciu, vom obține același grafic, dar cu altă scară:
O parte destul de mare din lățimea de bandă este cheltuită pe antete pentru pachetele din cea mai mare clasă de dimensiuni. Deoarece la vârful traficului costul celor mai mari cheltuieli a fost de 246 Gb/s, putem presupune că dacă am fi trecut cu toții la „cadrele gigant”, când această opțiune a mai existat, aceste cheltuieli ar fi fost de aproximativ 41 Gb/s.
Însă, cred că astăzi pentru cea mai mare parte a internetului acest tren a plecat deja. Și deși unii furnizori lucrează cu un MTU de 9000, majoritatea nu îl suportă, iar încercările de a schimba ceva la nivel global în internet s-au dovedit de fiecare dată extrem de dificile.
Sursa: habr.com
