MTU와 TCP MSS, UDP

1. MTU(Maximum Transmission Unit, IP MTU)

L2 계층(프레임)에서 전달 받을 수 있는 L3 계층(패킷)의 최대 사이즈
네트워크와 목적에 따라 사이즈가 다르게 설정되어있을 수 있지만 기본 1500byte
L3 계층(패킷)이 설정된 MTU 사이즈보다 클 경우 IP 단편화가 이루어져 전송 속도에 영향을 줄 수 있음
L2 계층(프레임)은 Ethernet 헤더(14byte), 데이터(L3(패킷, MTU, 1500byte)), Ethernet 꼬리(4byte)를 포함하여 1518byte로 구성

와이어샤크 캡쳐하여 확인 가능
- Frame은 Ethernet 꼬리를 제외 1514byte로 구성
- L3(패킷)는 MTU 1500byte로 구성

와이어샤크 캡쳐할 경우 Ethernet 꼬리 생략

PC에서도 설정된 MTU 확인 가능

2. TCP MSS(Maximum Segement Size)

L4(세그먼트)에서 전달 받을 수 있는 L5~L7계층(메세지)의 최대 길이
TCP 헤더에 따라 사이즈가 달라질 수 있지만 TCP 헤더에 option이 추가 설정되지 않았다면 기본 1460byte
(TCP 헤더의 option은 최대 40byte까지 추가 될 수 있음)

Frame 총 길이 1514byte
- TCP MSS : 1448byte
- TCP 헤더 : 32byte(기본은 20byte이지만 option 12byte로 헤더 증가)
- IP 헤더 : 20byte
- Ethernet 헤더 : 14byte
- TCP/IP 헤더의 경우 목적에 따라 option이 최대 40byte까지 추가될 수 있으며 헤더 길이가 증가하게 되면 전송되는 데이터를 줄임

 

3. UDP

UDP 헤더에서 헤더 길이를 나타내는 필드는 16bit로 구성되어 이론상 2^16 - 1 = 65,535byte까지 나타낼 수 있으며 헤더 길이인 8byte를 빼면 65,527byte까지 나타낼 수 있으며 UDP의 전송 방식인 데이터그램 단위에는 IP 헤더까지 포함되기 때문에 20byte를 빼면 64,507byte까지 데이터를 전송할 수 있음
IPv4 네트워크에서 모든 장비는 최소 576byte의 데이터그램을 처리할 수 있어 안전하게 IP/UDP 헤더를 고려하여 데이터를 512byte로 전송

Frame 총 길이 73byte
- 데이터 : 31byte
- UDP 헤더 : 8byte
- IP 헤더 : 20byte
- Ethernet 헤더 : 14byte
- IP 헤더의 경우 목적에 따라 option이 최대 40byte까지 추가될 수 있으며 헤더 길이가 증가하게 되면 전송되는 데이터를 줄임

 

4. 점보 프레임

기본 MTU인 1500byte 이상으로 설정된 프레임으로 최대 약 9000byte까지 설정 가능
일반적으로 MTU는 1500byte로 설정이 되어있기 때문에 그 이상의 트래픽이 들어올 경우 IP 단편화가 이루어져 속도가 느려질 수 있지만 인터넷이 아닌 내부 통신일 경우 목적에 따라 서버와 네트워크 장비에 점보 프레임을 설정하여 전송 속도를 높임

네트워크 장비의 인터페이스에 설정된 점보 프레임 확인 가능
- MTU 9216 bytes, IP MTU 9198 bytes

Hostname# show interfaces port-channel 90
Port-channel 90 is up, line protocol is up
Description: ## 생략 ##
Hardware address is 생략, Current address is 생략
Interface index is 1258337280
Minimum number of links to bring Port-channel up is 1
Internet address is not set
Mode of IPv4 Address Assignment : NONE
DHCP Client-ID :4cd98fe7008a
MTU 9216 bytes, IP MTU 9198 bytes
LineSpeed 80000 Mbit
Members in this channel:  Fo 1/53(U) Fo 1/54(U)
ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00
Queueing strategy: fifo
Input Statistics:
     94018423348 packets, 49109219847541 bytes
     14519700479 64-byte pkts, 35400750260 over 64-byte pkts, 7641522857 over 127-byte pkts
     4760648399 over 255-byte pkts, 4503678737 over 511-byte pkts, 27192122616 over 1023-byte pkts
     634507634 Multicasts, 386427039 Broadcasts, 92997488675 Unicasts
     0 runts, 0 giants, 0 throttles
     0 CRC, 0 overrun, 0 discarded
Output Statistics:
     6062097275 packets, 5141949517949 bytes, 0 underruns
     235353000 64-byte pkts, 1543441098 over 64-byte pkts, 262688975 over 127-byte pkts
     416740508 over 255-byte pkts, 642126887 over 511-byte pkts, 2961746807 over 1023-byte pkts
     1315188671 Multicasts, 447752699 Broadcasts, 4299155905 Unicasts
     0 throttles, 0 discarded, 0 collisions, 0 wreddrops
Rate info (interval 299 seconds):
     Input 91.00 Mbits/sec,      14632 packets/sec, 0.12% of line-rate
     Output 08.00 Mbits/sec,        848 packets/sec, 0.01% of line-rate
Time since last interface status change: 57w4d10h