Ethernet je všade, a desaťtisíce výrobcov vyrábajú zariadenia s jeho podporou. Avšak takmer všetky tieto zariadenia majú jedno spoločné číslo – :
$ 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) [maximálna jednotka prenosu] určuje maximálnu veľkosť samostatného paketu údajov. Všeobecne, keď si vymieňate správy s zariadeniami vo vašej LAN, MTU bude mať veľkosť okolo 1500 bajtov, a celý internet v podstate takmer celá tiež funguje s veľkosťou 1500 B. Avšak to neznamená, že tieto komunikačné technológie nemôžu posielať pakety väčšej veľkosti.
Napríklad, u 802.11 (známejšieho ako WiFi) je MTU 2304 bajty, a ak vaša sieť používa FDDI, potom je váš MTU 4352 bajty. Samotný Ethernet má koncept "obrovských rámcov", kde MTU môže mať veľkosť až 9000 bajtov (pokud to podporujú režim NIC, prepínače a routre).
Avšak v internete to nie je obzvlášť potrebné. Keďže hlavné diaľnice internetu sú väčšinou zložené z pripojení Ethernet, de facto neoficiálna maximálna veľkosť paketu je nastavená na 1500 B, aby sa predišlo fragmentácii paketov na iných zariadeniach.
Samotné číslo 1500 je zvláštne – mohli by ste očakávať, že konštanty vo svete počítačov budú založené na mocninách dvoch, napríklad. Tak kde sa vzalo 1500 B a prečo ho používame doteraz?
Čarovné číslo
Prvý veľký prelom Ethernetu do sveta sa uskutočnil vo forme štandardov (tenký) a (hrubý), čísla, ktoré hovoria o tom, koľko sto metrov môže pokrývať jednotlivý segment siete.
Keďže v tom čase bolo mnoho konkurenčných protokolov a hardvér mal svoje obmedzenia, tvorca formátu priznává, že požiadavky na pamäť bufferu paketov zohrali svoju úlohu pri vzniku čarovného čísla 1500:
Pri pohľade späť je jasné, že maximálna väčšia veľkosť by pravdepodobne bola lepším riešením, avšak ak by sme zvýšili cenu NIC (sieťových kontrolérov) v ranných štádiách, to by nezaručilo, že Ethernet by sa tak široko rozšíril.
Avšak to nie je celá história. V „Ethernet: distribuované prepínanie paketov v lokálnych počítačových sieťach“ z roku 1980 obsahuje jednu z prvých analýz efektivity využívania veľkých paketov v sieťach. V tom čase to bolo obzvlášť dôležité pre siete Ethernet, ktoré mohli buď spájať všetky systémy jedným koaxiálnym káblom, alebo sa skladať z hubov, schopných súčasne poslať jeden paket pre všetky uzly v jednom segmente.
Bolo potrebné vybrať číslo, ktoré by prinášalo nie príliš vysoké oneskorenia pri prenose správ v segmentoch (niekedy dosť preťažených) a zároveň by príliš nezvyšovalo počet paketov.
Zdá sa, že inžinieri v tom čase zvolili číslo 1500 B (približne 12000 bitov) ako najbezpečnejšiu voľbu.
Odvtedy sa objavili a zmizli rôzne iné systémy prenosu správ, avšak medzi nimi malo Ethernet so svojou hodnotou 1500 B najnižšiu hodnotu MTU. Prekročenie minimálnej hodnoty MTU v sieti znamená spôsobovanie fragmentácie paketov alebo vykonávanie PMTUD [hľadanie maximálnej veľkosti paketu pre zvolenú cestu]. Obe možnosti mali svoje špecifické problémy. Aj keď niekedy veľkí výrobcovia OS znižovali hodnotu MTU ešte nižšie.
Faktor efektivity
Teraz vieme, že MTU na internete je obmedzené na veľkosť 1500 B väčšinou kvôli starým ukazovateľom oneskorenia a obmedzeniam hardvéru. Aký silný vplyv to má na efektivitu internetu?
Ak sa pozrieme na údaje z veľkej internetovej výmeny trafiku AMS-IX, uvidíme, že najmenej 20% prenášaných paketov má maximálnu veľkosť. Môžeme sa tiež pozrieť na celkový trafiku LAN:
Ak skombinujeme oba grafy, dostaneme niečo ako nasledujúce (odhad trafiku pre každú veľkostnú kategóriu paketov):
Alebo, ak sa pozrieme na trať všetkých týchto hlavičiek a iných prevádzkových informácií, dostaneme ten istý graf s iným rozmerom:
Pomerná časť priepustnosti je spotrebovaná na hlavičky pre pakety z najväčšej veľkostnej kategórie. Keďže v období výrazného trafiku sú najväčšie náklady 246 Gb/s, môžeme predpokladať, že keby sme všetci prešli na „obrovské rámce“, keď bola táto možnosť ešte dostupná, tieto náklady by predstavovali iba približne 41 Gb/s.
Ale myslím, že pre väčšinu internetu už tento vlak odišiel. A hoci niektorí poskytovatelia pracujú s MTU 9000, väčšina to nepodporuje, a snahy o globálne zmeny na internete sa zakaždým ukazovali ako mimoriadne zložitá úloha.
Zdroj: habr.com
