【MTU 最大传输单元】

一、概念

MTU最大传输单元是指通过联网设备可以接收的最大数据包的值。

二、分类

【链路层 MTU】
1.链路层能够传输的最大数据载荷Payload的大小。
2.MTU通常为1500字节，不包含以太网头部，标准以太网帧大小（1518字节）=目的MAC地址（6字节）+源MAC地址（6字节）+类型/长度字段（2字节）+数据载荷（1500字节）+帧校验序列（4字节）。
【IP MTU】
1.网络层可以处理的最大数据包的大小。
2.包括IP头部和数据负载，不包括以太网帧的头部和尾部，IP MTU（1500字节）=IP头部（20字节）+TCP头部（20字节）+数据载荷（1460字节）。
【巨型帧MTU】
1.巨型帧（Jumbo Frames）将标准以太网帧的大小扩展到了9K字节。
2.巨型帧包括二层以太帧头及CRC部分，而IP MTU通常不包括这些部分，合理使用巨型帧可以减少网络中数据包的数量，提高网络效率。
【路径最大传输单元PMTU】
1.路径最大传输单元PMTU指在两个网络节点之间，不包括分片的情况下，能够传输的最大数据包大小。
2.这个路径包括了从源节点到目的节点之间的所有网络设备和链路，如路由器、交换机和通信链路。
3.路径最大传输单元发现PMTUD（Path MTU Discovery）是一种TCP/IP协议栈功能，用于动态发现路径上允许的最大传输单元PMTU，以避免数据包在传输过程中被分片。

三、影响因素

【网络设备】
1.不同网络设备如路由器、交换机在设计时会规定其支持的最大的MTU值，这是由硬件能力决定的。
2.如果网络中的某个设备的MTU小于其他设备，那么整个网络通信过程中的MTU大小将被该设备所限制。
【网络类型】
1.不同类型的网络连接，如以太网、无线网络等，对MTU的要求也不尽相同。
2.例如无线网络的MTU往往较小，因为无线信号传输的稳定性相对较差，较大的MTU容易导致数据包的丢失和重传。
【传输介质】
不同类型的网络介质（如双绞线、光纤、无线等）可能有不同的MTU限制。
【网络协议】
不同的网络协议可能会对MTU有不同的要求，例如，以太网的标准MTU大小是1500字节。
【应用需求】
某些特定应用可能对MTU有特殊要求，这也会间接影响整体网络的MTU。

四、对网络性能的影响

【分片与重组】
1.当一个数据包从一个网络传到另一个具有不同MTU值的网络时，如果原始数据包的大小超过目的网络的MTU限制，数据包就需要被分割成多个小的数据包（分片）。
2.这些分片在到达目的地后需要重新组装起来（重组），这个过程会增加网络延迟，降低传输效率，并可能增加网络设备的处理负担，因为分片和重组都需要额外的计算资源。
【传输效率降低】
由于分片和重组带来的额外开销，数据包在需要通过MTU较小的链路时，可能会导致整体的网络传输速率下降，分片还可能导致某些协议或应用的性能问题，例如TCP的重传机制可能会因分片丢失而被不当触发，进一步降低效率。
【网络拥塞 】
如果MTU设置得过小，会导致数据被分割为过多的小分片进行传输，增加了网络拥塞的可能性，而较大的MTU可以减少分组的数量，降低了网络的拥塞程度，提高了网络的吞吐量。