MTU

Die MTU bedeutet Maximum Transmission Unit und bezieht sich auf die maximale Anzahl von Bytes in einem einzelnen Paket in einem Netzwerk. Sie gibt die maximale Datenmenge an, die der Sender in ein Paket aufnehmen kann. Wenn die MTU den unterstützten Bereich des Empfängers oder Transitknotens überschreitet, kann das Paket aufgeteilt werden oder verloren gehen, wodurch die Belastung des Netzwerks steigt. Ist die MTU hingegen zu klein eingestellt, wird die Effizienz der Datenübertragung beeinträchtigt.

Bedeutung der MTU

Im Netzwerk werden Informationen in Form von Paketen gesendet, und eine geeignete Paketgröße kann dazu beitragen, die Übertragungseffizienz zu verbessern. Größere Pakete können mehr gültige Daten transportieren, was die Kommunikation effizienter macht. Übergroße Pakete führen jedoch auch zu höheren Übertragungsverzögerungen und Fehlerwahrscheinlichkeiten sowie zu erhöhten Kosten für erneute Übertragungen. Kleinere Pakete reduzieren die Menge der pro Paket übertragenen Daten, aber es müssen mehr Pakete verarbeitet werden, was eine höhere Verarbeitungsleistung des Geräts erfordert. Daher kann durch Anpassen der MTU die Paketgröße des Netzwerks optimiert und die Weiterleitungseffizienz verbessert werden.

Warum ist die Ethernet-MTU normalerweise auf 1500 Bytes eingestellt?

Gemäß RFC beträgt die standardmäßige MTU von Ethernet 1500 Byte. Frühes Ethernet arbeitete im Shared-Link-Modus, und die Frame-Längen mussten zwischen 64 Byte und 1518 Byte liegen, um Carrier-Sniffing-Mehrfachzugriff und Konflikterkennungsmechanismen zu unterstützen. Das Minimum von 64 Byte stellte sicher, dass die extremsten Konflikte erkannt wurden, während das Maximum von 1518 Byte verhinderte, dass lange Frames andere Dienste blockierten. Daher werden Ethernet-Frames innerhalb dieses Bereichs gehalten.

Die Byte-Anzahl der maximalen Größe eines Ethernet-Frames beträgt 1518; diese umfasst einen 14-Byte-Header, einen 4-Byte-Trailer und ein 1500-Byte-IP-Paket der oberen Schicht. Diese Größe von 1500 Byte entspricht dem standardmäßigen MTU-Wert. Das Netzwerkschichtprotokoll bestimmt anhand der MTU, ob Pakete segmentiert werden, und wenn ein einzelnes IP-Paket die MTU überschreitet, wird es vor der Übertragung segmentiert, um die Kompatibilität sicherzustellen.

Einstellung der korrekten MTU

Bei der Netzwerkeinrichtung können verschiedene Anbieter oder verschiedene Modelle desselben Anbieters unterschiedliche MTU-Definitionen und Segmentierungsmechanismen haben, und solche Unterschiede führen häufig zu Problemen wie fehlgeschlagener Schnittstellenkommunikation zwischen Protokollen, fehlgeschlagenem Zugriff auf Websites oder Links und Spielverzögerungen. Daher ist es besonders wichtig, die MTU sinnvoll festzulegen.

Das Grundprinzip besteht darin, dass die Ethernet-Schnittstellen auf miteinander verbundenen Layer-3-Geräten dieselbe MTU beibehalten sollten. Darüber hinaus muss die Auswirkung der Kapselung auf die Paketgröße in verschiedenen Fällen berücksichtigt werden. Beispielsweise fügt beim Einkapseln von MPLS-Labels jedes Label 4 Byte Overhead hinzu, was dazu führen kann, dass Paketlängen die maximalen Grenzwerte der Verbindungsschicht überschreiten, was Weiterleitungsprobleme verursachen kann.

MTU-Konfigurationsempfehlungen für Backbone-, Metro- und Zugangsnetze

Um den ordnungsgemäßen Betrieb von Backbone-, Metropolitan Area Network (MAN)- und Zugangsnetzen sicherzustellen, sollte der MTU-Wert deutlich höher sein als der Standardwert von 1500 Byte. Viele High-End-Router und -Switches unterstützen Pakete mit mehr als 9000 Byte. Viele Geräte verschiedener Anbieter setzen die MTU jedoch weiterhin auf 1500 Byte. Aufgrund des potenziellen Einsatzes von Routing-Protokollen, die eine MTU-Aushandlung erfordern (wie OSPF und IS-IS), müssen zusammengeschaltete Geräte verschiedener Anbieter übereinstimmende MTUs beibehalten. Daher wird empfohlen, die MTU auf einen größeren Wert einzustellen, der Netzwerk- und Carrier-Standards erfüllt, um die Kompatibilität zwischen Geräten sicherzustellen.

MTU-Konfigurationsempfehlungen für LANs einschließlich Rechenzentren

MTU-Einstellungen sind in großen Rechenzentrumsnetzwerken nicht einheitlich. Mit der Anwendung neuer Technologien werden MTU-Probleme offensichtlich. Beispielsweise werden verschiedene Tunneling-Technologien (z. B. VPLS, VXLAN usw.) häufig für die Layer-2-Erweiterung verwendet, und diese Technologien erzeugen nach der Kapselung übergroße Pakete. Das Fehlen einer einheitlichen MTU-Planung kann zu einem Rückgang der Übertragungseffizienz führen und sogar den Geschäftsbetrieb beeinträchtigen. Daher wird empfohlen, beim Aufbau eines Rechenzentrumsnetzwerks die MTU auf einen größeren Wert einzustellen, der von den Geräten jedes Anbieters unterstützt werden kann.