При неверном указании размера MTU для PPPoE соединения от Ростелекома могут возникнуть проблемы при открытии некоторых ресурсов. Прежде чем определить необходимую конфигурацию настройки для вашего подключения, стоит узнать подробнее о том, что представляет собой данная опция.
TCP MTU option у Ростелекома и других провайдеров
В качестве протокола сетевого уровня в наборе TCP/IP последний предназначается для реализации потенциально больших систем локальных сетей. За время работы с IP мы привыкли к концепции хостов, которые могут посылать информацию туда и обратно, несмотря на то, что они расположены довольно далеко друг от друга, и данным, возможно, придется путешествовать по множеству устройств. Даже если обычно нами рассматривается набор протоколов TCP/IP в интернете как абстрактная «виртуальная сеть», мы всегда должны помнить, что на сетевом уровне данные проходят по одной или нескольким физическим линиям.
Как происходит отправка данных?
Для того чтобы передавать информацию по протоколу IP, данные инкапсулируются (упаковываются) в дейтаграммы (информационные блоки). Они, в свою очередь, должны быть отправлены по физическому каналу непосредственно к месту назначения или косвенно к следующей промежуточной стадии путешествии к получателю. Значение размера таких пакетов данных и имеет название MTU (Maximum Transmission Unit), используемый в PPPoE подключениях Ростелекома и других провайдеров.
Реализация канального уровня помещает транспортируемое сообщение и заголовки в единый пакет данных – IP-дейтаграмму. Это сразу ставит перед нами потенциальный вопрос – соответствует ли дейтаграмма поддерживаемому размеру пакетов базовой линии передачи данных.
Соответствие IP-дейтаграмм размеру блока в базовой сети
Базовая сеть, которая используется для подключения к другим устройствам может быть:
- локальной (Ethernet);
- беспроводной (Wi-Fi 11);
- коммутируемой;
- телефонной (DSL);
- оптоволоконной (FDDI).
Каждая физическая сеть, как правило, использует собственный формат передачи, который имеет ограничения на количество данных в одном блоке. Если IP-дейтаграмма слишком велика для раздела канального уровня определенного формата сети, у нас возникнет проблема.
Для примера, рассмотрим FDDI. Максимальный размер поля данных в FDDI составляет около 4470 байт, в зависимости от использования SNAP (SubNetwork Access Protocol). Это означает, что FDDI может обрабатывать IP-дейтаграммы до 4470 байт. В отличие от него, Ethernet использует формат, который ограничивается размером пакета в 1500 байт и не сможет взаимодействовать с IP-дейтаграммой большего объема.
Итак, вспомним, что передача дейтаграммы в объединенной сети, может производиться более чем через одну физическую линию. Для того чтобы получить доступ к ресурсу в интернете, мы, как правило, отправляем запрос через наш местный маршрутизатор, который затем соединяется с другими устройствами, передающими его на интернет-сайт. Каждый участок в этой цепи может использовать собственный основной размер пакета.
Идея протокола сетевого уровня для реализации концепции «виртуальной сети» заключается в передаче данных между устройствами, даже если они находятся далеко друг от друга. Это означает, что более высокие уровни не должны беспокоиться о таких деталях, как ограничение размера базовых технологий канала. Тем не менее, об этом кто-то должен позаботиться, чем и занимается IP (Internet Protocol).
Предел IP: настройки MTU у Ростелекома
Все IP устройства в интернете должны получать информацию о качестве технологии, используемой для реализации канала связи текущего уровня. Таким критерием является MTU сети Ростелекома, настройка которого выполняется на сетевом оборудовании пользователя. Этот термин также иногда рассматривается как максимальный размер блока для передачи.
Интересно: Существует два способа изменения MTU: в самой операционной системе или в настройках роутера. Второй станет оптимальным, так как с его помощью все устройства вашей сети смогут получить информацию о необходимом значении.
Когда устройство принимает сообщение, отправляемое через интернет-сети, оно смотрит на его размер, а затем вычисляет, насколько большой будет дейтаграмма после добавления 20 или более байтов, необходимых для заголовка IP. Если общая длина превышает MTU Ростелекома для PPPoE подключения в конкретной сети, Internet Protocol разделит сообщение на несколько фрагментов. Таким образом, при подключении хоста уровня TCP с помощью Ethernet LAN к своей локальной сети, он сможет использовать MTU option, указанный оборудованием Ростелекома.
Узнать, какой MTU у Ростелекома на вашем типе подключения и оборудовании можно непосредственно у провайдера, позвонив на . Значение этой опции для большинства сетей в России не превышает 1492 байт. Выяснить оптимальный вариант для собственного интернета можно лично, отталкиваясь от указанного значения.
Роутер для раздачи проводного интернета по Wi-Fi установлен практически в каждой современной квартире. Чаще всего пользователи настраивают маршрутизатор единожды, используя помощник по автоматической настройке, после чего не изменяя опции устройства. Подобная позиция не всегда правильная, и зачастую автоматическая настройка Wi-Fi роутера не позволяет добиться максимально качественного соединения с интернетом. Одной из опций в настройках маршрутизатора, которой пользователи не уделяют должного внимания, является MTU. В рамках данной статьи рассмотрим, что такое MTU в настройках роутера, и какое значение нужно выставить для оптимальной работы интернета.
Что такое MTU в настройках роутера
MTU (maximum transmission unit)
– это максимальный уровень передачи данных в сети. Говоря другими словами, MTU является протоколом канального типа, который определяет максимальное число битов с полезной информацией, помещающихся в один сетевой пакет. Данные пакеты сведений передаются от провайдера к пользователю, то есть от серверов к клиенту. В пакете данные передаются без фрагментации, за счет чего удается увеличить скорость передачи данных по защищенным каналам связи.
Если не вдаваться в подробности, то можно сказать, что параметр MTU отвечает за качество передачи информации от провайдера к компьютеру пользователя. При этом под качеством понимается не только исключение вероятности потери данных при передаче, но и скорость.
Почему нужно ограничить размер MTU в настройках роутера
В большинстве современных роутеров размер передаваемых MTU определяется автоматически, и делается это не всегда правильно. Пользователям, которые заботятся о качестве и скорости соединения, рекомендуется самостоятельно ограничить размер MTU, определив его оптимальное значение и установив его в настройках маршрутизатора.
Благодаря правильно выставленным настройкам MTU удается:
- Расширить канал передачи, за счет чего им одновременно смогут пользоваться различные службы, программы, процессы и так далее;
- Избавить канал от лишней нагрузки, что увеличит скорость передачи данных;
- Снизить практически до нуля шанс получения «испорченных пакетов» с данными при передаче по сети.
В целом, при правильно выставленных ограничениях MTU удается рационально использовать предлагаемый провайдером канал связи, с минимальным риском потери информации.
Правильная настройка MTU необходима, если имеются проблемы с интернетом на компьютере, например: долго загружаются сайты, высокий пинг при подключении к сторонним серверам, загрузка файлов из интернета время от времени беспричинно обрывается и возникают другие проблемы.
Какое значение MTU нужно выставить
Чтобы определить оптимальное значение MTU, нужно провести тестирование сети, что можно сделать с компьютера под управлением Windows. В ходе тестирования потребуется определить, как много времени уходит для передачи и возврата пакета с данными от используемого компьютера до сервера. При этом в ходе теста нужно будет варьировать количество байт информации, содержащейся в пакете. Снижать число байт потребуется до того момента, пока не удастся полностью исключить фрагментацию пакета.
Выполните тестирование сети следующим образом:
Обратите внимание: Чаще всего оптимальное значение MTU находится в пределах от 1500 до 1400 байт.
Определившись с оптимальным значением MTU, нужно изменить данную опцию в настройках роутера, установив определенное количество байт, но с небольшим изменением. Дело в том, что конечная величина MTU будет отличаться от определенной в прошлом шаге, поскольку потребуются дополнительные байты для формирования пакета, которые уйдут на его заголовок и запрос.
В среднем, на заголовок и запрос требуется 28 байт. Соответственно, идеальное значение в рассматриваемом случае будет:
1472 байта + 28 байт = 1500 байт
Значение 1500 потребуется прописывать в настройках роутера.
Для точного определения MTU нужно указать значение по умолчанию - 1500.
Существует огромное количество утилит, которые позволяют это сделать да и не только это. Наиболее распространенные - Internet Tweak 2001 http://www.magellass.com/ , NetBoost 99 http://www.download.ru/ , iSpeed http://www.hms.com/ , MTUSpeed http://www.mjs.u-net.com/ , BlazeNET http://www.indeavour.com/html_about_blazenet.htm . Если же у вас нет. возможности запустить одну из вышеперечисленных программ, сделайте это вручную - с помощью реестра Windows.
В разделе
HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\ Services\Class \NetTrans\OOOx.
Если там есть параметр MaxMTU - удалите его. Далее, в Панели управления запустите утилиту Сеть, на вкладке Конфигурация выберите элемент списка Контроллер удаленного доступа и нажмите кнопку Свойства. Откроется диалоговое окно Свойства: Контроллер удаленного доступа. На вкладке Дополнительно в группе параметров Свойство выберите элемент списка Размер пакета IP, а в группе параметров Значение - большой (рис. 8.1).
Рис. 8.1. Диалоговое окно Свойства: Контроллер удаленного доступа
Тем самым MTU становится равным 1500. Для того чтобы изменения вступили в силу, перезагрузите компьютер.
Чтобы проверить, будут ли фрагментироваться пакеты, нужно установить соединение с Интернетом. Для этого можно использовать программу Ping, входящую в состав любой операционной системы семейства Windows.
В ней. нужно задать такие параметры:
ping -f -1 1500 ххх.ххх.ххх.ххх
где ххх. ххх. ххх. ххх - IP-адрес тестируемого сервера.
Для тестирования MTU гораздо удобнее использовать современные программы с графическим интерфейсом. Существует огромное количество таких программ. Например, IP Tools. Для начала нужно определить IP-адрес тестируемого сервера, чтобы избежать потери времени, отводимого на запрос DNS.
Для этого воспользуйтесь командой Traceroute. Нажмите кнопку Пуск
в левом нижнем углу экрана, выберите команду Выполнить
и в появившемся окне наберите
ping -f -I 1500 ххх.ххх.ххх.ххх
где ххх.ххх.ххх.ххх - IP-адрес тестируемого сервера. Наиболее благоприятное время для проверки MTU для коммутируемого соединения - ночь. Тогда нагрузка на линии связи наименьшая.
В случае если никакого ответа не получено - пакет потерян. Причем потому, что фрагментировать мы его запретили, а размер слишком велик для оборудования провайдера. Начинайте постепенно уменьшать размер пакета. Например, вместо значения MTU 1500 установите 1480 и т. д., до тех пор, пока ответ не будет получен.
Возможно, ваш интернет-провайдер использует меньшее значение. Например, 1524, 1152, 1024, 1006, 576, 568, 560, 552, 548, 536, 528, 520, 512.
Этот эксперимент подтвердил нашу догадку - интернет-провайдер может использовать любой размер пакета, вплоть до 1500. Если вам еще не надоело экспериментировать - попробуйте загрузить файл размером в 500 Кбайт с одного и того же сервера при различных значениях MTU.
Скорее всего, вы поймете, что скорость больше при использовании больших
пакетов. Повторюсь, что это только, если ваш провайдер может принимать их, не фрагментируя. Также, если "пинговать" многие ваши любимые сайты нефрагментируемым пакетом, вы увидите, что почти все нормально принимают пакеты размером 1500.
И что? Вы можете спросить: "Где же тот самый рекомендуемый MTU, равный 576?" А его, как оказывается на деле, почти нигде и нет. Поэтому лучшим советом может стать - не следовать чужим рекомендациям, проводить собственные исследования, которые могут дать реальные результаты.
Действительно, на качество и скорость работы в Сети сильное влияние оказывает фрагментация пакетов, которая происходит, если большой пакет проходит через сеть, имеющую MTU меньше, чем длина вашего пакета.
Можно, конечно, перестраховаться и выбрать самый минимальный размер MTU, при котором пакеты наверняка не будут фрагментироваться, но это может сказаться на быстродействии вашей системы еще более пагубно, чем использование больших пакетов. На самом же деле, главное - чтобы ваш MTU не превосходил MTU провайдера, при включенной же функции
PMTU система сама найдет для ваших пакетов такой путь в Сети, при котором они не будут фрагментироваться.
Кстати, если вы обнаружите, что у провайдера установлено MTU=512 и менее, то есть смысл подумать о его смене - слишком много шлака будет передаваться вместе с вашими данными.
В тот момент, когда хост должен передавать данные через интерфейс, он ссылается на максимальный размер полезного блока данных для одного пакета Maximum Transmission Unit, чтобы определить, сколько данных он может поместить в каждый пакет. Например, интерфейсы Ethernet имеют MTU по умолчанию 1500 байт, не включая заголовок или трейлер Ethernet. Это означает, что хост, которому необходимо отправить данные по TCP-протоколу, обычно будет использовать первые 20 из этих 1500 байтов для заголовка IP, следующие 20 для заголовка TCP, а оставшиеся 1460 байт для полезной нагрузки. Инкапсуляция данных в пакеты максимального размера, подобные этому, позволяет потреблять полосу пропускания наиболее эффективно, минимизируя использование служебного трафика протокола передачи данных. Оптимальный размер MTU - ключ к эффективному использованию сетевых каналов передачи данных и снижению нагрузки на сетевое оборудование.
К сожалению, не все устройства в сети Интернет имеют одинаковый максимальный размер полезного блока данных MTU. MTU может различаться в зависимости от типа физического носителя или сконфигурированной инкапсуляции (например, туннелирование GRE или шифрование IPsec). Когда маршрутизатор решает переслать IPv4 пакет через интерфейс и определяет, что размер пакета превышает MTU интерфейса, маршрутизатор должен разбить пакет так, чтобы передать его как две (или более) отдельные части, каждая из которых не превышает предельный размер MTU канала между абонентами. Фрагментация довольно дорого стоит, как в ресурсах маршрутизатора, так и в использовании полосы пропускания. Должны быть созданы новые заголовки и прикреплены к каждому фрагменту. В спецификации протокола IPv6 из маршрутизатора полностью удалена фрагментация пакетов, но эта тема для отдельного разговора.
Определение оптимального размера MTU пакета данных
Чтобы использовать канал наиболее эффективным образом, хосты должны определить оптимальный размер MTU - это минимальный MTU среди всех узлов на пути между хостами. Например, для двух хостов, путь между которыми состоит из 3-х маршрутизаторов с различными максимально возможными размерами пакетов: 1500, 800 и 1200 байтов, каждый из конечных хостов должен принять наименьший размер пакета 800 байт, чтобы избежать фрагментации.
Do not Fragment и Destination Unreachable, Fragmentation Needed
Пакеты могут перемещаться по сетям произвольным образом и невозможно заранее просчитать все маршруты и максимальный размер пакетов для каждого подключения. В RFC 1191 прописана методология определения размера MTU. Процесс, посредством которого хост для конкретного подключения может обнаруживать меньший размер MTU, чем поддерживает его собственный сетевой интерфейс. Ключевыми являются два компонента: бит “Не фрагментировать” (Do not Fragment (DF)) заголовка IP и субкод сообщения ICMP-протокола Destination Unreachable, Fragmentation Needed.
Установка бита DF в IP-пакете не позволяет маршрутизатору выполнять фрагментацию, когда он обнаруживает MTU меньше, чем размер пакета. Вместо этого пакет отбрасывается и по ICMP отправителю приходит сообщение о необходимости фрагментации пакетов. По сути, маршрутизатор указывает, что для отправки далее ему необходимо разбить пакет на части, но флаг Don’t Fragment (DF) не позволяет это сделать. RFC 1191 расширяет ICMP-сообщение, запрашивающее фрагментацию, с включением размера MTU для текущего подключения.
Теперь, когда был обнаружен максимальный размер пакета для подключения, хост может кэшировать это значение и формировать последующие соответствующего размера. Обратите внимание, что обнаружение максимального размера пакетов для конкретного подключения является непрерывным процессом. В случае использования динамической маршрутизации и перестроении маршрута между отправителем и получателем хост периодически продолжает попытки установить флаг DF для обнаружения дальнейшего уменьшения размера пакетов. RFC 1191 также позволяет периодически тестировать возможность увеличения максимального размера пакетов для каждого маршрута, иногда пытаясь передать пакет больше, чем кешированный. Если пакет передается успешно, то значение предельно допустимого размера пакета увеличивается.
Расчет максимального размера MTU пакета с помощью трассировки
Вы можете вычислить максимальный размер пакета MTU для каждого маршрута через с помощью инструмента, такого как трассировка пути. Является частью пакета Linux - IPutils. Или утилита, написанная для Windows - mturoute:
Привожу пример определения MTU для маршрута между двумя хостами через шифрованный GRE-туннель. Видим как утилита последовательно подбирает максимальный размер пакета:
C:\bin>mturoute.exe 192.168.3.1 * ICMP Fragmentation is not permitted. * * Speed optimization is enabled. * * Maximum payload is 10000 bytes. * - ICMP payload of 1472 bytes is too big. + ICMP payload of 92 bytes succeeded. + ICMP payload of 782 bytes succeeded. + ICMP payload of 1127 bytes succeeded. + ICMP payload of 1299 bytes succeeded. - ICMP payload of 1385 bytes is too big. + ICMP payload of 1342 bytes succeeded. + ICMP payload of 1363 bytes succeeded. + ICMP payload of 1374 bytes succeeded. - ICMP payload of 1379 bytes is too big. + ICMP payload of 1376 bytes succeeded. + ICMP payload of 1377 bytes succeeded. + ICMP payload of 1378 bytes succeeded. Path MTU: 1406 bytes.
Информация в компьютерных сетях передается в виде небольших сформированных блоков данных (иначе говоря, пакетов). Каждый пакет помимо пересылаемой информации содержит еще и служебные данные, составляющие так называемый заголовок (header) пакета. Эти служебные данные нужны для определения целостности данных, используемой версии сетевых протоколов и т.д. При этом размер полезного блока данных ограничивается определенным количеством байт. Делается это для того, чтобы снизить вероятность потерь информации и уменьшить время повторной пересылки пакета в случае появления проблем с подключением.
MTU – что это?
MTU (от англ. Maximum transmission unit) – это максимальный объем данных, передаваемый по сети без дальнейшего фрагментирования (одним пакетом). Любая информация, объем которой превышает значение MTU, автоматически разбивается на небольшие блоки данных перед отправкой по сети. Возможные значения MTU зависят от используемого типа подключения к сети. Так, при использовании PPoE (в основном с ADSL и подобными технологиями) максимальное значение параметра MTU составляет 1492 байта (стандартные 1500 байт для Ethernet минус восемь байт заголовков), а при использовании Wi-Fi MTU может достигать 2304 байт.
В современных ОС оптимальное значение MTU зачастую вычисляется самой системой или берется из настроек маршрутизатора (обычно значение MTU задается в разделе WAN сетевых настроек устройства). Если проблем с доступом к Интернету не наблюдается, значение MTU лучше не менять. Однако, если возникли проблемы со связью и вы предполагаете, что они могут быть связаны с фрагментацией сетевых пакетов, попробуйте изменить значение MTU.
Сделать это можно не только через изменение соответствующей настройки маршрутизатора, но и средствами операционной системы. Перед тем как менять MTU, необходимо рассчитать оптимальное значение этого параметра. Расскажем, как это делается.
Рассчитываем значение MTU
Найти оптимальное значение MTU можно с помощью старой-доброй команды ping. Предположим, что мы определяем значение этого параметра для проводного подключения. Открываем командную строку Windows и пишем такую команду:
ping www.google.com -f -l 1472
В Linux команда обычно имеет вид ping -M do -s 1472 www.google.com, а в macOS ping -D -s 1472 www.google.com (в некоторых версиях систем ключи могут отличаться, рекомендуем обратиться к man ping, если команда не работает). В данном случае мы отправляем по адресу www.google.com пакеты размером 1472 байта и запрещаем фрагментировать данные. Если пакеты такого размера не могут быть отправлены, команда сообщит, что необходима фрагментация пакета. Перезапустите эту команду несколько раз, постепенно уменьшая размер пакета на 8–10 байт. В итоге после нескольких попыток вы подберете значение размера, при котором отсылка данных состоится. Помните: если используется беспроводное подключение, размер пакета может быть больше 1500 байт.
Запомните полученное значение и прибавьте к нему 28 байт (длина служебных заголовков). Получившееся значение – это оптимальное (или близкое к оптимальному) значение MTU для вашей сети.
Устанавливаем значение MTU
Теперь вы знаете, какое значение MTU можно использовать в вашей домашней сети. Укажем операционной системе, что необходимо использовать именно его (дальнейшие примеры иллюстрируют настройку сети IPv4).
В Windows открываем командную строку с правами администратора и выполняем команду:
netsh interface ipv4 show subinterfaces
На экране появится список всех сетевых подключений, их названия и текущий размер MTU. Запоминаем название нужного нам подключения и пишем следующую команду:
netsh interface ipv4 set subinterface Ethernet mtu=1450 store=persistent
Здесь Ethernet – название интерфейса (может быть другим), 1450 – выбранный размер MTU. Если название состоит из нескольких слов, его надо указывать в кавычках.
Для отключения автоматической настройки MTU можно выполнить команду:
netsh int tcp set global autotuninglevel=disabled
Включить автоматическое определение MTU можно той же командой с параметром autotuninglevel=normal.
Если необходимо сбросить настройки к исходному состоянию, выполняем команду:
netsh interface ipv4 reset
В Linux настройка MTU осуществляется с помощью команды ip. Посмотрим текущее значение MTU:
$ ip link show | grep mtu
# ip link set eth0 mtu 1450
Здесь eth0 – название интерфейса, оно может быть другим на вашем компьютере. Для того чтобы выбранное значение MTU использовалось постоянно при каждом входе в систему, необходимо прописать значение в файл /etc/network/interfaces, либо создать модуль для systemd. Рекомендуем обратиться к документации используемого дистрибутива для получения более подробной информации.
В macOS посмотреть размер MTU для подключения en0, а затем установить значение параметра можно в терминале:
networksetup -getMTU en0
networksetup -setMTU en0 1450
Вы можете указать размер MTU и в настройках маршрутизатора. Во многих моделях роутеров соответствующая настройка находится в разделе WAN. Более подробную информацию можно получить на сайтах производителей сетевого оборудования.
При ручной настройке MTU учитывайте, что слишком маленький размер блока данных устанавливать не рекомендуется, чтобы не создавать дополнительную нагрузку на процессор маршрутизатора. Также напомним еще раз: если ваше сетевое подключение работает нормально, значение MTU менять не стоит. Параметры, установленные провайдером или производителем маршрутизатора, вполне подходят для подавляющего большинства пользователей.
