不可忽视的MTU

2015-12-03■

网络安全和信息化 2015年5期

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相信做过网络管理的朋友对“MTU”应该都不陌生，我们也经常在家用路由器上见过路由器WAN口的MTU设置选项。我们先来引入一下MTU的定义：最大传输单元（Maximum Transmission

Unit，MTU）是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小（以字节为单位）。最大传输单元这个参数通常与通信接口有关（网络接口卡、串口等）。一般来说，MTU只是决定数据传输过程中最大数据包的大小，并不会影响网络通断。但是对于一些特定的设备来说，MTU可能决定着数据传输的成功与否。笔者与同事们在近期的一个无线认证接入项目中就因忽视了MTU而遇到了麻烦，下面介绍一下我们处理这一MTU故障的经过。

先来介绍一下这个无线认证接入项目，后台是无线认证系统（Portal）和AP硬件控制器（AC），用户端则是路由器和AP配合使用。网络拓扑结构如图1所示。

图1 网络结构

故障现象

设备全部配置好之后，AP可以正常Ping通网关和AC，在AC本机上可以Ping通AP所在的路由器，表示网络通畅。但是在AC管理界面上始终显示AP离线；而每次重启AP后，AC上显示的AP离线时间就会重置。因此，从AP到AC之间的链路已经打通，但应是某种协议不匹配或者设备不支持导致AP无法正常上线。

故障排查

为了排查故障点，首先，我们将和路由器和AP直接挂在AC下面，通过路由器上设置静态IP与AC互联，这时AP可以正常上线。之后，我们将路由器与AP放回用户端，但仍使用同样的静态IP，通过二层VLAN与AC互联，当链路配置完毕后，AP仍能正常上线。最后，将路由器恢复至PPPoE模式后，AP离线。这样看来，离线原因应在PPPoE上。

经过对PPPoE报文抓包分析，我们发现，AP发送给AC的第一个报文中，信息是完整的，而随后的所有报文信息均有缺失。这样就导致AP上报的信息中，只有第一个数据包完整传递到AC上，所以会有一个上线提示；而随后的数据包，包括keepalive报文均不能正常送达，以致AP一直显示离线。每当AP重启后，重新发送的第一个数据包又能完整送达，导致AP离线时间重置为零。

故障分析

为什么会发生报文缺失的情况呢？这就要从链路传输的“MTU”说起了。在TCP/IP协议中，将要传输的数据分成较小的组进行传输，每个组的大小为576字节。而Windows默认的字节为1500，这是以太网的分组标准。因此，对于时下大多数使用以太网的局域网来说，最大传输单元的值是1500字节。如果在IP层要传输一个数据报比链路层的MTU还大，那么IP层就会对这个数据报进行分片。一个数据报会被分为若干片，每个分片的大小都小于或者等于链路层的MTU值。当同一网络上的主机互相进行通信时，该网络的MTU对通信双方非常重要。

但是像PPPoE这样的系统会减小这个数值，这就使得在使用最大传输单元发现方法时可能会产生这样的结果：一些处于配置不当的站点变得不可达了。比如这里AP发送给AC的报文，AP默认的MTU是1500，而PPPoE的MTU则是1420，这样数据包在经过会PPPoE系统传输时会被重新分片打包，导致从第二个数据包开始就出现数据错位，以致随后的信息丢失，出现AP不能上线的情况。