Διόρθωσα το αργό ίντερνετ στο σπίτι μου αλλάζοντας μια ρύθμιση που κανείς δεν γνώριζε.

Όταν αντιμετωπίζουμε χαμηλές ταχύτητες στο διαδίκτυο, σχεδόν πάντα καταφεύγουμε στην επανεκκίνηση του δρομολογητή. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό μπορεί να λειτουργήσει. Μερικές φορές, υποθέτουμε αυτόματα ότι ο πάροχος υπηρεσιών Διαδικτύου (ISP) μας περιορίζει το διαδίκτυο.Αυτό δεν ισχύει πάντα. Ενδέχεται απλώς να αντιμετωπίζουμε ένα μοναδικό πρόβλημα που προκαλεί κακή εμπειρία στο διαδίκτυο, παρόλο που η ταχύτητα σύνδεσης φαίνεται εξαιρετική σε όλες τις δοκιμές ταχύτητας.

Αυτό ακριβώς μου συνέβη και, τελικά, η λύση δεν ήταν αυτό που περίμενα. Το μόνο που χρειαζόταν να κάνω ήταν να ευθυγραμμίσω τη Μέγιστη Μονάδα Μετάδοσης (MTU) με τα πραγματικά όρια σύνδεσής μου. Μόλις το έκανα αυτό, η καθυστέρηση εξαφανίστηκε.

Το MTU ορίζει το μέγιστο φορτίο IP που μπορεί να διασχίσει τη σύνδεση άθικτο.

Οι κανόνες για την τμηματοποίηση και την υπερμεγέθη κεφαλίδας καθορίζουν το πραγματικό μέγεθος του πακέτου.

Το MTU αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο πακέτο δεδομένων σε byte που μπορεί να επιτρέψει μια συσκευή συνδεδεμένη σε δίκτυο χωρίς κατακερματισμό. Αυτός ο αριθμός συνήθως ορίζεται στα 1500 byte για τα περισσότερα δίκτυα Ethernet. Ο αριθμός 1500 δεν είναι τυχαίος. Ο δρομολογητής σας υποθέτει ότι είναι ασφαλής με βάση περιορισμούς σχεδιασμού πλαισίου Ethernet που ισχύουν εδώ και δεκαετίες, πολλοί από τους οποίους εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σήμερα.

Ωστόσο, τα 1500 byte δεν είναι απλώς το μέγεθος των δεδομένων σας, επειδή τα πακέτα μεταφέρουν φυσικά πρόσθετα δεδομένα που αντιπροσωπεύουν επιβάρυνση πρωτοκόλλου. Σε μια τυπική κίνηση TCP, αυτή η επιβάρυνση συνήθως περιλαμβάνει 20 byte για την κεφαλίδα IPv4 και άλλα 20 byte για την κεφαλίδα TCP. Λαμβάνοντας αυτό υπόψη, ουσιαστικά σας δίνεται μέγιστο επιτρεπόμενο όριο 1460 byte για το πακέτο σας σε περιβάλλον 1500 MTU. Αυτό εξηγεί το μέγιστο μέγεθος τμήματος TCP (MSS) των 1460 byte σε τυπικά δίκτυα.

Προβλήματα προκύπτουν όταν ένα πακέτο είναι μεγαλύτερο από το περιβάλλον MTU από το οποίο πρέπει να περάσει. Ο μόνος τρόπος για να περάσει με επιτυχία είναι αν ο δρομολογητής χωρίσει το πακέτο σε μικρότερα μέρη. Αυτή η διαδικασία απαιτεί περισσότερους πόρους, απαιτώντας περισσότερη εργασία CPU και χώρο προσωρινής αποθήκευσης, επειδή κάθε μέρος έχει τη δική του κεφαλίδα IP και όλα πρέπει να επανασυναρμολογηθούν στον προορισμό. Η ίδια η διαδικασία δεν μειώνει το εύρος ζώνης. Ωστόσο, αυξάνει την πολυπλοκότητα και την ευαισθησία της παράδοσης πακέτων.

Οι πραγματικές διαδρομές στο διαδίκτυο συχνά μειώνουν την αξιοποιήσιμη MTU κάτω από 1500.

Οι τεχνολογίες συσκευασίας και πρόσβασης μειώνουν τον διαθέσιμο χώρο φορτίου.

Μπορεί να υποθέσετε ότι τα 1500 byte λειτουργούν παντού, αλλά αυτό δεν ισχύει. Τα 1500 byte είναι μεγαλύτερα από τη Μέγιστη Μονάδα Μετάδοσης (MTU) που χρησιμοποιείται σε πολλές οικιακές συνδέσεις. Το Point-to-Point over Ethernet (PPPoE) είναι ένα κοινό πρότυπο για ορισμένες αναπτύξεις οπτικών ινών και πολλές επιλογές DSL. Το επιπλέον κόστος των 8 byte μειώνει την αποτελεσματική MTU στα 1492, επιβάλλοντας κατακερματισμό εάν ο δρομολογητής σας πρέπει να προωθήσει πακέτα 1500 byte μέσω μιας σήραγγας 1492 bit.

Όσο τα δεδομένα σας χρειάζεται να ενθυλακωθούν σε πρόσθετη συσκευασία, αυτό θα επηρεάσει στην πραγματικότητα τον πραγματικό χώρο ωφέλιμου φορτίου σας. Για παράδειγμα, ένα VLAN παρέχει μια ετικέτα 4 byte. Παρόλο που αυτή η ετικέτα είναι απαραίτητη για τον προσδιορισμό του εικονικού δικτύου για την κίνηση, εξακολουθεί να μειώνει το ωφέλιμο φορτίο. Η μετάφραση διευθύνσεων δικτύου σε επίπεδο φορέα (CGNAT) και το DS-Lite έχουν επίσης το ίδιο αποτέλεσμα. Στην περίπτωση του DS-Lite, η δρομολόγηση κίνησης στο δίκτυο του παρόχου υπηρεσιών Διαδικτύου (ISP) σας με τη διέλευση κίνησης IPv4 μέσα σε πακέτα IPv6 προσθέτει μια επιπλέον κεφαλίδα. Τα VPN καθιστούν το αρχικό σας πακέτο το ωφέλιμο φορτίο για ένα νέο πακέτο, με το νέο πακέτο να απαιτεί μια νέα κεφαλίδα.

Όλες αυτές οι περιπτώσεις είναι σαν να προσθέτουμε επιπλέον συσκευασία σε ένα κουτί που έχει ήδη τη δική του συσκευασία, χωρίς να αυξάνουμε το μέγεθος της διαδρομής που πρέπει να διανύσει το κουτί. Θα περάσει από μέσα μόνο αν χωριστεί.

Στα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας, τα πράγματα περιπλέκονται περισσότερο, επειδή τα LTE και 5G ιστορικά έχουν χαμηλότερη τιμή βάσης, 1500 byte, από το Ethernet. Ανάλογα με την υλοποίηση του παρόχου σας, οι τιμές MTU κυμαίνονται μεταξύ 1420 και 1480. Γενικά, το όριο σύνδεσης ισούται με τη μικρότερη MTU οπουδήποτε κατά μήκος της διαδρομής και, εφόσον ο δρομολογητής δεν μπορεί να τηρήσει αυτό το όριο, θα αντιμετωπίσετε είτε κατακερματισμό πακέτων είτε σιωπηλή απόρριψη πακέτων. Αυτή είναι μια πιθανή αιτία για αργό διαδίκτυο..

Οι αυτόματοι μηχανισμοί ρύθμισης MTU δεν αποτρέπουν πάντα την αποτυχία.

Ανίχνευση διαδρομής MTU, φιλτράρισμα ICMP και συμπεριφορά μαύρης τρύπας

Υπάρχει μια αυτόματη λύση κατά του κατακερματισμού που λειτουργεί άψογα, τουλάχιστον στα χαρτιά. Ονομάζεται Path MTU Detection (PMTUD). Δείτε πώς λειτουργεί: Οι συσκευές ενδέχεται να ορίσουν ένα bit "no-fragment" κατά την αποστολή πακέτων. Αυτό το bit προκαλεί την απάντηση του δρομολογητή λήψης με ένα μήνυμα. Κωδικός ICMP Τύπου 3 4«Απαιτείται κατακερματισμός» εάν το μέγεθος του πακέτου κατάντη υπερβαίνει την MTU.

Το πρόβλημα είναι ότι, στην πράξη, πολλά τείχη προστασίας αποκλείουν το ICMP από προεπιλογή. Επομένως, τα μεγάλα πακέτα απορρίπτονται και το φιλτράρισμα του τείχους προστασίας εμποδίζει τον αποστολέα να συνειδητοποιήσει ότι τα πακέτα ήταν πολύ μεγάλα. Αυτή η απόρριψη πακέτων προκαλεί την αναμετάδοση του TCP και τη δημιουργία χρονομετρητών εκθετικής επαναφοράς. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται μαύρη τρύπα MTU, όπου τα μεγάλα πακέτα αποτυγχάνουν συνεχώς παρόλο που φαίνεται να υπάρχει ροή κίνησης.

Τα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα επιχειρούν να μετριάσουν ορισμένες αποτυχίες εφαρμόζοντας το RFC 4821 Packetization Layer Path MTU Discovery (PLPMTUD) ως μέσο ανίχνευσης του μεγέθους του πακέτου χωρίς να βασίζονται στο ICMP. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο κατακερματισμός δεν αντιμετωπίζεται αποτελεσματικά από τους δρομολογητές, τον εξοπλισμό ISP και τα τελικά σημεία VPN. Αυτό δεν εμφανίζεται στα αποτελέσματα των δοκιμών ταχύτητας, αλλά ο πραγματικός αντίκτυπος είναι ότι η μεταβλητότητα της καθυστέρησης συνεχίζει να συσσωρεύεται.

Η μέτρηση και η διόρθωση της MTU αποκαθιστά την καθαρή ροή πακέτων από άκρο σε άκρο.

Εφόσον κατανοείτε τους υπολογισμούς, η εύρεση της σωστής MTU είναι εύκολη. Εάν χρειάζεται να κάνετε δοκιμή χρησιμοποιώντας την εντολή ping, σημειώστε ότι η κεφαλίδα IPv4 είναι 20 byte και το ICMP προσθέτει 8 byte, κάνοντας το συνολικό μέγεθος κεφαλίδας 28 byte. Έτσι, ξεκινώντας με ένα ωφέλιμο φορτίο 1472 byte, όταν προσθέτετε 28 byte IPv4 και ICMP, το σύνολο γίνεται 1500. Μειώστε το μέγεθος του ωφέλιμου φορτίου από αυτό το σημείο μέχρι να φτάσετε σε μια τιμή που δεν προκαλεί κατακερματισμό. Η χρησιμοποιήσιμη MTU θα είναι 28 συν το υψηλότερο επιτυχημένο ωφέλιμο φορτίο.

Εδώ είναι η εντολή των Windows:

ping 8.8.8.8 -f -l 1472

Χρησιμοποιώ το `-f` για να ορίσω το bit `Don't Fragment` και το `-l` για να καθορίσω το μέγεθος του ωφέλιμου φορτίου. Ο στόχος είναι να συνεχίσετε να μειώνετε το μέγεθος του ωφέλιμου φορτίου μέχρι να λάβετε μια συνεπή απόκριση επιτυχίας. Η αντίστοιχη εντολή Linux είναι:

ping -M do -s 1472 8.8.8.8

Στο macOS, τα πράγματα είναι ελαφρώς διαφορετικά επειδή τα hashes δεν αντιμετωπίζονται με τον ίδιο τρόπο σε όλες τις εκδόσεις. Θα έχετε έναν πιο αξιόπιστο έλεγχο διαδρομής MTU χρησιμοποιώντας εργαλεία όπως MTR Μέσω της Homebrew.

Μόλις μάθετε την επιθυμητή σταθερή τιμή, είναι καλύτερο να ορίσετε την MTU στη διεπαφή WAN του δρομολογητή σας, ώστε να μην χρειάζεται να διαμορφώνετε όλες τις συσκευές σας ξεχωριστά. Παρακάτω είναι ένας πίνακας που δείχνει τις κατά προσέγγιση εκτιμήσεις που μπορείτε να περιμένετε για διαφορετικούς τύπους σύνδεσης: