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Fragmentação de MTU na transmissão de rede: como evitar perda e retransmissão de dados?
Nas redes de computadores modernas, a Unidade Máxima de Transmissão (MTU) desempenha um papel vital. MTU refere-se ao tamanho da maior unidade de dados de protocolo que pode ser transmitida em uma transação da camada de rede. MTU está relacionado, mas não é idêntico, ao tamanho máximo do quadro de uma camada de enlace de dados como a Ethernet. As configurações adequadas de MTU podem não apenas melhorar a eficiência da transmissão de dados, mas também ajudar a reduzir o número de retransmissões e perda de dados.
A configuração adequada da MTU pode impactar significativamente o desempenho da rede, especialmente em cenários de grandes transferências de dados.
O tamanho do MTU depende das capacidades da rede subjacente e geralmente requer ajuste manual ou automático para não exceder essas capacidades. Por exemplo, tomando a Ethernet, seu tamanho máximo de quadro é de 1.518 bytes, dos quais 18 bytes são de sobrecarga, resultando em uma MTU de 1.500 bytes. Esses padrões fixos permitem manter a legalidade da estrutura ao transmitir em diferentes redes.
Impacto do MTU
A escolha de um MTU maior melhora a eficiência da transmissão de dados porque cada pacote de rede transporta uma quantidade maior de dados efetivos, enquanto a sobrecarga do protocolo permanece fixa. Contudo, um MTU maior também introduz alguns problemas, como atrasos de transmissão potencialmente mais longos, especialmente para pacotes subsequentes. Tais atrasos, se não forem gerenciados, poderão impactar todo o ambiente de rede.
Em alguns casos, a transmissão de grandes pacotes de dados pode resultar em taxas mais altas de perda de pacotes. Se um único byte for corrompido, todo o pacote de dados será retransmitido, o que desperdiçará uma largura de banda valiosa.
Além disso, a transmissão de pacotes grandes é particularmente indesejável na presença de erros de comunicação. Se o sistema utilizado não for capaz de realizar a correção direta de erros, a corrupção de um byte pode fazer com que todo o pacote seja descartado, o que é especialmente comum em ambientes de rede com altas taxas de perda de pacotes.
A relação entre protocolos de Internet e MTU
O Protocolo de Internet (IP) foi projetado para ser executado em diversas tecnologias de rede diferentes, que podem suportar pacotes de tamanhos diferentes. Embora um host esteja ciente de seu próprio MTU e do MTU de pares potenciais, ele não sabe imediatamente qual é o MTU mínimo ao longo dos links para outros pares. Isto cria problemas potenciais, especialmente quando protocolos de nível superior criam tamanhos de pacotes maiores do que o link local pode suportar.
O protocolo IP permite a fragmentação de pacotes, dividindo um datagrama em várias partes menores para caber nas limitações de um MTU específico.
Esse processo de fragmentação ocorre no nível da Internet, e os pacotes fragmentados são marcados para que a camada IP do host de destino saiba como remontá-los no datagrama original. Porém, se a rede perder algum segmento, todo o pacote será considerado perdido. Neste caso, ocorrerá uma sobrecarga irracional ou desnecessária quando o número de pacotes ou seus conteúdos que precisam ser fragmentados for muito grande.
Descoberta e configuração de MTU
A tecnologia de descoberta de MTU é usada para descobrir o MTU mínimo de qualquer caminho de transmissão da Internet. Ao enviar um pacote com a opção sem fragmentação para um dispositivo no caminho, se o MTU do dispositivo for menor que o pacote, o pacote será descartado e uma mensagem de descrição ICMP será retornada. Este processo é repetido até que um MTU suficientemente pequeno seja encontrado.
Mas à medida que mais e mais redes bloqueiam o tráfego ICMP, os recursos da tecnologia de descoberta de MTU são limitados, o que pode levar a obstáculos inesperados na forma como a rede lida com as transferências de dados.
Uma maneira de resolver esse problema é ajustar o tamanho máximo do segmento (MSS) na conexão TCP para maximizar a eficiência da transmissão de dados. Isto será muito importante para melhorar a suavidade da transmissão de dados em ambientes de rede não padronizados.
Conclusão
À medida que a tecnologia de rede continua a evoluir, a configuração e o gerenciamento de MTU tornam-se cada vez mais complexos. Como configurar e otimizar efetivamente o MTU para melhorar a estabilidade e a eficiência da transmissão de dados tornou-se uma questão que vale a pena ponderar?
