최대 전송 단위

Maximum transmission unit

컴퓨터 네트워킹에서 Maximum Transmission Unit(MTU; 최대 전송 유닛)은 단일 네트워크 계층 [1]트랜잭션으로 통신할 수 있는 가장 큰 Protocol Data Unit(PDU; 프로토콜 데이터 유닛) 크기입니다.MTU는 데이터 링크층에서 전송할 수 있는 최대 프레임사이즈(예:이더넷 프레임

MTU가 클수록 오버헤드가 줄어듭니다.MTU 값이 작을수록 네트워크 지연을 줄일 수 있습니다.대부분의 경우 MTU는 기본 네트워크 기능에 의존하며 이러한 기능을 초과하지 않도록 수동 또는 자동으로 조정해야 합니다.MTU 파라미터는 통신 인터페이스 또는 표준과 관련지어 표시될 수 있습니다.시스템에 따라서는 패스 MTU 디스커버리를 사용하는 등 접속 시에 MTU를 결정할 수 있습니다.

적용 가능성

MTU는 통신 프로토콜 및 네트워크 계층에 적용됩니다.MTU는 레이어가 계속 전달할 수 있는 최대 PDU의 바이트 또는 옥텟 단위로 지정합니다.MTU 파라미터는 통상 통신 인터페이스(NIC, 시리얼 포트 등)와 관련지어 표시됩니다.표준(이더넷 등)에 의해 MTU 사이즈가 고정되거나 시스템(포인트 투 포인트시리얼 링크 등)에 의해 접속시에 MTU가 결정되는 경우가 있습니다.

기본 데이터 링크와 물리 레이어는 일반적으로 전송되는 네트워크 레이어 데이터에 오버헤드를 추가합니다.따라서 미디어의 최대 프레임사이즈를 계산하려면 오버헤드를 감산해야 합니다.예를 들어 이더넷에서는 최대 프레임사이즈는 1518바이트로 오버헤드(헤더 및 프레임)가 18바이트입니다.k 시퀀스)의 결과 MTU는 1500바이트가 됩니다.

트레이드오프

MTU가 클수록 각 네트워크 패킷이 더 많은 사용자 데이터를 전송하고 헤더나 기본 패킷별 지연과 같은 프로토콜 오버헤드는 고정된 상태로 유지되므로 효율성이 높아집니다. 따라서 벌크 프로토콜 스루풋이 향상됩니다.또한 MTU가 클수록 같은 양의 데이터에 대해 더 적은 수의 패킷을 처리해야 합니다.시스템에 따라서는 패킷 단위의 처리가 퍼포먼스에 중대한 제약이 될 수 있습니다.

그러나 이 상승에 단점이 없는 것은 아니다.큰 패킷은 작은 패킷보다 더 오랜 시간 저속 링크를 차지하기 때문에 후속 패킷의 지연이 커지고 네트워크 지연 및 지연 변동도 증가합니다.예를 들어 네트워크층에서 이더넷에 의해 허용되는 최대 크기인 1500바이트 패킷은 14.4k 모뎀을 약 1초간 묶습니다.

통신 에러가 발생했을 경우, 큰 패킷도 문제가 됩니다.전송 에러 수정을 사용하지 않는 경우, 패킷내의 1비트가 파손되면, 패킷 전체를 재발송신 할 필요가 있어, 코스트가 드는 일이 있습니다.특정 비트 오류율에서는 패킷이 클수록 파손되기 쉽습니다.payload가 커지면, 큰 패킷의 재발송신 시간이 길어집니다.재발송신 기간에 대한 부정적인 영향에도 불구하고, 큰 패킷은 여전히 엔드 투 엔드 TCP [2]성능에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

인터넷 프로토콜

인터넷 프로토콜 스위트는 서로 다른 크기의 패킷을 사용할 수 있는 많은 다른 네트워킹 기술에서 작동하도록 설계되었습니다.호스트는 자신의 인터페이스 및 피어(초기 핸드쉐이크로부터)의 MTU를 인식하지만, 다른 피어와의 링크 체인에서 가장 낮은 MTU를 처음에는 인식하지 않습니다.또 다른 잠재적인 문제는 더 높은 수준의 프로토콜이 로컬 링크에서 지원되는 것보다 더 큰 패킷을 생성할 수 있다는 것입니다.

IPv4 에서는, 데이터 그램을 분할하는 플래그멘테이션이 가능하게 됩니다.이 플래그멘테이션은, 각각 지정된 MTU 의 제한에 대응할 수 있는 작은 크기입니다.이 플래그멘테이션프로세스는 인터넷레이어에서 실행됩니다.fragment화 된 패킷은, 행선지 호스트의 IP 레이어가 패킷을 원래의 데이터 그램에 재구성할 필요가 있는 것을 알 수 있도록 마크 됩니다.

패킷이 수신된 것으로 간주되기 위해서는 패킷의 모든 fragment가 도착해야 합니다.네트워크가 fragment를 드롭 하면, 패킷 전체가 없어집니다.

fragment화할 필요가 있는 패킷의 수 또는 fragment의 수가 많은 경우, fragment화에 의해 불합리하거나 불필요한 오버헤드가 발생할 수 있습니다.예를 들어 다양한 터널링 상황은 헤더 값만큼의 데이터만 추가하기 때문에 MTU를 매우 조금 초과할 수 있습니다.추가는 적지만, 각 패킷은 2개의 fragment로 송신할 필요가 있습니다.이 fragment의 두 번째 fragment는 payload가 매우 적습니다.같은 양의 payload가 이동되고 있습니다만, 각 중간 라우터는 2배의 패킷을 전송 할 필요가 있습니다.

인터넷 프로토콜에서는 호스트가 최소 576바이트(IPv4의 경우) 또는 1280바이트(IPv6의 경우)의 IP 데이터그램을 처리할 수 있어야 합니다.단, 이 최소 MTU보다 작은 MTU를 가진 링크레이어가 IP 데이터를 전송할 수 있는 것은 아닙니다.예를 들어, IPv6 의 사양에 의하면, 특정의 링크 레이어가, 1 개의 프레임으로 1280 바이트의 IP 데이터 그램을 전달할 수 없는 경우, 링크 레이어는, IP 플래그멘테이션메커니즘과는 별도로 독자적인 플래그멘테이션 및 재구성 메커니즘을 제공해, 1280 바이트의 IP 데이터 그램을 IP 레이어에 온전하게 전달할 수 있도록 할 필요가 있습니다.

공통 미디어의 MTU

Internet Protocol(인터넷 프로토콜)의 맥락에서 MTU는 특정 미디어를 통해 플래그멘테이션 없이 전송할 수 있는 IP 패킷의 최대 크기를 의미합니다.IP 패킷의 크기에는 IP 헤더가 포함되지만 링크층에서 헤더는 제외됩니다.이더넷 프레임의 경우 오버헤드는 18바이트(IEEE 802의 경우 22바이트)가 추가됩니다.VLAN 태그 부착 또는 서비스 클래스용 1Q 태그.

MTU는 모든 호스트가 수용할 수 있도록 준비해야 하는 최소 데이터그램 크기와 혼동하지 마십시오.이것은, IPv4[3] 의 경우는 576 바이트, IPv6 [4]의 경우는 1280 바이트입니다.

IP 전송용 미디어 최대 전송 단위(바이트) 메모들
인터넷 IPv4 패스 MTU 최소 68,[5] 최대 64KiB[6] 시스템은 패스 MTU[7] 디스커버리를 사용하여 실제 패스 MTU를 찾을 수 있습니다.MTU가 크면 MTU가 작으면 IP 플래그멘테이션이 발생합니다.
인터넷 IPv6 패스 MTU 최소 1280,[8] 최대 64KiB, 옵션 점보그램의[9] 경우 최대 4GiB 시스템은 실제 경로 MTU를 검색하기 위해 경로 MTU[10] 검색을 사용해야 합니다.
X.25 최소 576(송신) 또는 1600(수신)[11]
이더넷 v2 1500[12] 거의 모든 IP over Ethernet 실장에서는 이더넷 II 프레임 형식을 사용합니다.
LLC 및 SNAP을 사용하는 이더넷 1492년[13]
이더넷 점보 프레임 1501 ~ 9202[14] 이상[15] 제한은 벤더에 따라 다릅니다.올바른 상호 운용을 위해 프레임은 네트워크 [16]세그먼트상의 디바이스에서 지원되는 최대 프레임사이즈를 넘지 않도록 해 주세요.점보 프레임은 보통 특수 목적 네트워크에서만 볼 수 있습니다.
PPPoE v2 1492년[17] 이더넷 II MTU(1500)보다 적은PPPoE 헤더(8)
DS-Lite over PPPoE 1452 이더넷 II MTU(1500)보다 적은PPPoE 헤더(8) 및 IPv6 헤더(40)
PPPoE 점보 프레임 1493 – 9190 이상[18] 이더넷 점보 프레임 MTU(1501 ~9198) PPPoE 헤더 감소(8)
IEEE 802.11 Wi-Fi (WLAN) 2304[19] 암호화 전 MSDU 최대 사이즈는 2304 입니다.WEP는 8바이트, WPA-TKIP 20바이트 및 WPA2-CCMP 16바이트를 추가합니다.
토큰 링(802.5) 4464
FDDI 4352[7]

이더넷 최대 프레임 크기

IP MTU 와 이더넷의 최대 프레임사이즈는 개별적으로 설정됩니다.이더넷 스위치 설정에서 MTU는 이더넷의 최대 프레임사이즈를 나타낼 수 있습니다.이더넷 기반 라우터에서 MTU는 보통 IP MTU를 나타냅니다.네트워크에서 점보 프레임이 허가되어 있는 경우는, IP MTU도 위쪽으로 조정해 이용할 필요가 있습니다.

IP 패킷은 이더넷프레임으로 전송되므로 이더넷프레임은 IP 패킷보다 커야 합니다.보통 태그 없이 이더넷프레임 오버헤드가 18바이트일 경우 이더넷의 최대 프레임사이즈는 1518바이트입니다1500 바이트의 IP 패킷이 태그 부착 이더넷 접속을 통해 전송되는 경우 802가 크기 때문에 이더넷프레임의 최대 사이즈는 1522여야 합니다.1Q 태그 부착 프레임. 802.3ac은 이를 위해 표준 이더넷 최대 프레임 크기를 늘립니다.

패스 MTU 검출

주요 기사: 패스 MTU 디스커버리

인터넷 프로토콜은 인터넷 전송 경로의 경로 MTU를 송신원과 수신처 사이의 경로 상의 홉 중 하나에 의해 지원되는 최소 MTU로 정의합니다.즉, 패스 MTU는 플래그멘테이션 없이 이 경로를 통과할 수 있는 최대 패킷사이즈입니다

Path MTU Discovery 는, IPv4 와 IPv6[21] 의 양쪽 모두에 대해서[20] 정의되어 있는, 2 개의 IP 호스트간의 패스 MTU 를 판별하는 기술입니다.IP 헤더 세트에 DF(Don't fragment) 옵션이 있는 패킷을 송신하는 것으로 동작합니다.MTU가 패킷보다 작은 패스의 디바이스는, 이러한 패킷을 드롭 해, 그 MTU 를 나타내는 ICMP Destination Unreachable(Datagram Too Big) 메세지를 반환합니다.이 정보에 의해, 송신원호스트는 상정되는 패스 MTU 를 적절히 저감 할 수 있습니다.이 프로세스는 MTU가 플래그멘테이션 없이 패스 전체를 통과할 수 있을 정도로 작아질 때까지 반복됩니다.

표준 이더넷은 1500바이트의 MTU를 지원하며 점보 프레임을 지원하는 이더넷 실장은 최대 9000바이트의 MTU를 허용합니다.그러나 PPPoE와 같은 국경 프로토콜은 이를 줄일 것입니다.패스 MTU 디스커버리에서는 이더넷엔드 노드에서 인식되는 MTU와 패스 MTU의 차이가 공개됩니다.

유감스럽게도, ICMP 트래픽을 폐기하는 네트워크의 수가 증가하고 있기 때문에(예를 들면, 서비스 거부 공격을 막기 위해서), 패스 MTU 검출이 기능하지 않게 됩니다.패킷화 레이어 패스 MTU[22][23] 디스커버리란 ICMP 필터링에 보다 견고하게 응답하는 패스 MTU 디스커버리 기술입니다.IP 네트워크에서는, 송신원주소에서 행선지 주소로의 패스가, 다양한 이벤트(로드 밸런싱, congestion, 정지등)에 의해서 변경되는 일이 있습니다.이 때문에, 송신중에 패스 MTU 가 변경(경우에 따라서는 반복)되어 호스트가 신뢰할 수 있는 새로운 MTU 를 검출하기 전에 패킷 폐기가 발생할 가능성이 있습니다.

패스 MTU 디스커버리가 실패하면 잘못 설정된 방화벽의 배후에 있는 일부 사이트에 도달할 수 없게 될 가능성이 있습니다.MTU가 일치하지 않는 연결은 저볼륨 데이터에 대해 작동할 수 있지만 호스트가 대량의 데이터 블록을 전송하는 즉시 실패합니다.예를 들어 인터넷 릴레이 채팅을 사용하면 접속 클라이언트는 초기 ping(안티스푸핑 대책으로서 서버에 의해 송신됨)까지 초기 메시지를 볼 수 있지만 그 이후에는 응답을 받지 못할 수 있습니다.이것은, 그 시점에서 송신되는 대량의 웰컴메시지 세트가 패스 MTU 를 넘는 패킷이기 때문입니다.예를 들어 방화벽에서 TCP 접속을 설정하는 초기 패킷의 MSS(최대 세그먼트사이즈)를 변경할 수 있습니다.

다른 컨텍스트에서는

MTU 는, 네트워크층 이외의 통신층의 최대 PDU 사이즈를 나타내기 위해서 사용되는 경우가 있습니다.

  • 시스코 시스템즈는 최대 프레임사이즈에 [24]L2 MTU를 사용합니다.
  • Dell/Force 10은 최대 프레임 [25]크기로 MTU를 사용합니다.
  • Hewlett Packard는 옵션의 IEEE 802를 포함한 최대 프레임 사이즈에 MTU만을 사용했습니다.1Q [26]태그
  • Juniper Networks에서는 다음과 같은 MTU 용어를 사용합니다.물리 인터페이스 MTU(L3 MTU와 일부 지정되지 않은 프로토콜 오버헤드), 논리 인터페이스 MTU(IETF MTU와 일치) 및 최대 MTU(점보 [27]프레임에 대해 설정 가능한 최대 프레임 크기)

세그먼트의 MTU보다 큰 물리 네트워크 세그먼트의 패킷 전송은 재버라고 불립니다.이는 거의 항상 장치 [28]장애로 인해 발생합니다.네트워크 스위치 및 일부 리피터 허브에는 디바이스의 [29][30]재버깅을 검출하는 기능이 내장되어 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ RFC 791. p. 25. doi:10.17487/RFC0791.
  2. ^ Murray, David; Terry Koziniec; Kevin Lee; Michael Dixon (2012). "Large MTUs and internet performance". 2012 IEEE 13th International Conference on High Performance Switching and Routing. pp. 82–87. doi:10.1109/HPSR.2012.6260832. ISBN 978-1-4577-0833-6. S2CID 232321.
  3. ^ RFC 791. p. 24. doi:10.17487/RFC0791. Every internet destination must be able to receive a datagram of 576 octets either in one piece or in fragments to be reassembled.
  4. ^ RFC 2460. p. 13. doi:10.17487/RFC2460.
  5. ^ RFC 791. p. 24. doi:10.17487/RFC0791. Every internet module must be able to forward a datagram of 68 octets without further fragmentation.
  6. ^ RFC 791. p. 12. doi:10.17487/RFC0791. Total Length is the length of the datagram, measured in octets, including internet header and data. This field allows the length of a datagram to be up to 65,535 octets.
  7. ^ a b RFC 1191. doi:10.17487/RFC1191.
  8. ^ RFC 2460
  9. ^ RFC 2675 페이지1, "IPv6 헤더에는 16비트 페이로드 길이 필드가 있으므로 최대 65,535 옥텟 길이의 페이로드가 지원됩니다.이 문서에서는, 길이 65,536 ~4,294,967,295 옥텟의 페이로드를 가지는 IPv6 패킷을 송신할 수 있도록 하기 위해서, 32비트 길이 필드를 전송하는, 점보 페이로드 옵션이라고 불리는 IPv6 홉 바이 홉 옵션을 지정합니다.이렇게 긴 payload를 가진 패킷을 '점보그램'이라고 합니다.
  10. ^ RFC 6145
  11. ^ RFC 1356
  12. ^ IETF의 Network Working Group, RFC 894: 이더넷 네트워크를 통한 IP 데이터그램 전송에 관한 표준 페이지1 "이더넷을 통해 전송되는 패킷의 데이터 필드의 최대 길이는 1500 옥텟입니다.따라서 이더넷을 통해 전송되는 IP 데이터그램의 최대 길이는 1500 옥텟입니다." , ERTA
  13. ^ IEEE 802.3[페이지 필요]
  14. ^ Scott Hogg (2013-03-06), Jumbo Frames, Network World, retrieved 2013-08-05, Most network devices support a jumbo frame size of 9216 bytes.
  15. ^ Juniper Networks (2020-03-23), Physical Interface Properties, retrieved 2020-05-01
  16. ^ Joe St Sauver (2003-02-04). "Practical Issues Associated With 9K MTUs" (PDF). uoregon.edu. p. 67. Retrieved 2016-12-15. you still need to insure that ALL upstream Ethernet switches, including any switches in your campus core, are ALSO jumbo frame capable
  17. ^ RFC 2516(표준 이더넷 MTU가 1500바이트), 확장이 존재합니다.
  18. ^ RFC 4638
  19. ^ 802.11-2012, 페이지 413, 섹션 8.3.2.1
  20. ^ J. Mogul; S. Deering (November 1990). Path MTU Discovery. Network Working Group. doi:10.17487/RFC1191. RFC 1191. RFC 1063을 폐지합니다.
  21. ^ J. McCann; S. Deering; J. Mogul (July 2017). R. Hinden (ed.). Path MTU Discovery for IP version 6. IETF. doi:10.17487/RFC8201. STD 87. RFC 8201. RFC 1981을 폐지합니다.
  22. ^ M. Mathis; J. Heffner (March 2007). Packetization Layer Path MTU Discovery. Network Working Group. doi:10.17487/RFC4821. RFC 4821. RFC 8899에 의해 갱신되었습니다.
  23. ^ G. Fairhurst; T. Jones; M. Tüxen; I. Rüngeler; T. Völker (September 2020). Packetization Layer Path MTU Discovery for Datagram Transports. IETF. doi:10.17487/RFC8899. ISSN 2070-1721. RFC 8899. RFC 4821, 4960, 6951, 8085 및 8261을 업데이트합니다.
  24. ^ "Configure and Verify Maximum Transmission Unit on Cisco Nexus Platforms". Cisco. 2016-11-29. Document ID:118994. Retrieved 2017-01-04.
  25. ^ "How to configure MTU (Maximum Transmission Unit) for Jumbo Frames on Dell Networking Force10 switches". Dell. 2016-06-02. Article ID: HOW10713. Retrieved 2017-01-06.
  26. ^ "Jumbo Frames". HP Networking 2910al Switches Management and Configuration Guide. Hewlett Packard. November 2011. P/N 5998-2874.
  27. ^ "SRX Series Services Gateways for the Branch Physical Interface Modules Reference: MTU Default and Maximum Values for Physical Interface Modules". Juniper. 2014-01-03. Retrieved 2017-01-04.
  28. ^ jabber, The Network Encyclopedia, retrieved 2016-07-28
  29. ^ show interfaces, Juniper Networks, retrieved 2016-07-28
  30. ^ IEEE 802.3 27.3.1.7 재버 수신 기능 요건

외부 링크