Maximum Transmission Unit/Anwendung

Berechnung

Maximale Größe eines Rahmens der Sicherungsschicht

Maximale Rahmengröße = Größte MTU aller benutzten Protokolle der Vermittlungsschicht + Größe der Sicherungsschichtheader

Ermittlung der MTU-Größe

Zu diesem Zweck können Sie 'ping' verwenden, um ein Paket der erforderlichen Größe mit gesetztem Bit "Nicht fragmentieren" zu senden
Es ist auch eine gute Idee, eine Paketanzahl von eins zu verwenden, da es nicht sinnvoll ist, mehr Netzwerkverkehr zu senden als Sie brauchen

Hinweis

Die beim Befehl ping angegebene Größe entspricht der Anzahl der zu sendenden Datenbytes
Diese muss also 28 Byte kleiner sein als die tatsächliche Paketgröße, um die Größe des Paket-Headers zu berücksichtigen

Beispiel Ethernet

Ein Ethernet Frame besteht aus zwei Teilen: dem "Header", in dem Quell- und Zieladressen und andere wichtige Parameter für den Versand kodiert sind, und der Nutzlast, deren Größe durch die MTU bestimmt ist
In diesem Versuch ist die Größe der MTU mit 1500 Byte vorgegeben.
Mithilfe des ping-Programmes wird ein "Frame" erzeugt, der dann im Netzwerk über das Ethernet-Protokoll versendet wird
Die Verwendung des Begriffes Nutzlast ist hier mehrdeutig, da im OSI-Modell die verschiedenen Protokolle ineinander eingepackt (gekapselt) werden

Der im Versuch verwendete Linux-Befehl ping -s 1472 10.0.0.1 (Windows-Befehl ping -l 1472 10.0.0.1) sendet dann ein Internet Control Message Protocol|ICM-Paket mit der Nutzlast von 1472 Bytes an die IP-Adresse 10.0.0.1

ping -f -l 1472 10.0.0.1
1472 bytes Nutzlast des ICMP-Protokolles (Transportschicht)
+ 8 bytes ICMP-Header (Transportschicht)
+ 20 bytes IPv4-Header (der Vermittlungsschicht)
-------------
= 1500 bytes (Nutzlast von Ethernet)
+ 14 bytes (Header der Sicherungsschicht)
+ 4 bytes (Frame Check Sequence)
-------------
= 1518 bytes (kompletter Ethernet Frame)

Mit einem Sniffer wie z. B. Wireshark wird als Ethernet Header nur die Größe von 14 Byte angezeigt
Hierzu kommt noch die 4 Byte große Frame Check Sequence am Ende des Frames
Falls Virtual VLANs verwendet werden, besteht der Header der Sicherungsschicht aus 18 Byte und der gesamte Ethernet Frame kann eine Größe von bis zu 1522 Byte annehmen
Würde IPv6 verwendet, änderte sich obige Berechnung dahingehend, dass der IPv6-Header der Vermittlungsschicht 40 statt 20 Byte beträgt und damit statt 1472 Byte ICMP-Nutzlast nur 1452 Byte möglich wären

Oft ist es hilfreich dem ping-Programm vorzugeben das "don’t fragment (DF) bit" für die Testpakete im IPv4-Header zu setzen denn dann erhält man eine Nachricht, falls die MTU überschritten wird

Linux

ping -M do -s 1472 10.0.0.1

Windows

ping -l 1472 -f 10.0.0.1

Leicht sichtbar machen lässt sich die Path MTU mit dem Programm tracepath für IPv4 bzw. tracepath6 für IPv6

Problembehebung

Probleme durch falsche MTU-Größe können sehr subtil sein

Es ist möglich einem Webserver zu erreichen, die Dateiübertragung schlägt jedoch fehl
Verbindung zu einem Chat-Server funktioniert, aber die Informationen darüber, wer online ist, sind unvollständig

Konfiguration

Der MTU-Wert kann wie folgt gesetzt werden

Mac OS X

Systemeinstellung öffnen, unter "Netzwerk" den Netzwerkanschluss auswählen, auf den Reiter "Ethernet" klicken, und unter MTU "eigene" wählen und Wert eingeben

Linux

ifconfig eth0 mtu 1234 (1234 ist neuer Wert)
Dies muss in einem der Startskripte angegeben werden, da es sonst immer wieder gesetzt werden muss

Windows

Über die Netzwerkeigenschaften bzw. Systemsteuerung
mit Programmen wie z. B. dem Freeware-Programm DrTcp oder tcp optimizer, um den Wert dauerhaft zu setzen

Abweichende Verwendung des Begriffs

Cisco und Juniper verwenden den Begriff MTU in ihrer Konfigurationssyntax als maximale Rahmen- bzw. Paketgröße der zu konfigurierenden Netzwerkschicht

Folgende Einstellungen entsprechen einander

Bei beiden Herstellern bedeutet das erste Auftauchen des Begriffes die maximale Ethernet Rahmengröße und nicht die maximale Größe der Nutzlast (Maximum Segment Size)
diese muss folglich einige Byte größer gewählt werden als die dann folgenden Einstellungen für die verschiedenen Schicht-3 Protokolle

Cisco:

interface GigabitEthernet2/3
mtu 9192
ip address 192.168.0.1 255.255.255.252
ip mtu 9000
ipv6 address 2001:DB8::1/64
ipv6 mtu 8000
ipv6 router isis
clns mtu 1497
!

Juniper:

interfaces {
ge-0/0/0 {
mtu 9192;
unit 0 {
family inet {
mtu 9000;
address 192.168.0.2/30;
}
family inet6 {
mtu 8000;
address 2001:DB8::2/64;
}
family iso {
mtu 1497;
}
}
}
}

Paket- und Rahmengröße

Unter der "packet size" (Paketgröße) wird fälschlicherweise teils die "frame size" (Rahmengröße) verstanden, jedoch stellt die obige Definition (siehe RFC 1122 und RFC 791) dies eindeutig klar
Ein Spezialfall liegt vor, wenn ein Schicht-2-Protokoll über ein anderes Schicht-2-Protokoll getunnelt wird, denn dann nennt man auch die Nutzlast selbst "Rahmen" (engl. 'frame')