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1、tcp ip 链路层学习 三.txt 等余震的心情，就像初恋的少女等情人，既怕他不来，又怕他 乱来。 听说女人如衣服，兄弟如手足，回想起来，我竟然七手八脚地了二十多年！今 天心情不好，我只有四句话想说，包括这句和前面的两句，我的话说完了！2.8 最大传输单 元 MTU正如我们在图 2.1 看到的那样，以太网和 802.3 对数据帧的长度都有一个限制，其最大 值分别是 1500 和 1492 字节。链路层的这个特性称作 MTU，最大传输单元。不同类型的网络 大多数都有一个上限。如果 IP 层有一个数据报要传，而且数据的长度比链路层的 MTU 还大，那么 IP 层就需要 进行分片（fragment
2、ation） ，把数据报分布若干片，这样每一片都小于 MTU。我们将在 11.5 节讨论 IP 分片的过程。图 2.5 列出了一些典型的 MTU 值，它们摘自 RFC 1191Mogul and Deering 1990。点 到点的链路层（如 SLIP 和 PPP）的 MTU 并非指的是网络媒体的物理特性。相反，它是一个 逻辑限制，目的是为交互使用提供足够快的响应时间。在 2.10 节中，我们将看到这个限制 值是如何计算出来的。在 3.9 节中，我们将用 netstat 命令打印出网络接口的 MTU。图 2.5 几种常见的最大传输单元（MTU）2.9 路径 MTU当在同一个网络上的两台主机互相
3、进行通信时，该网络的 MTU 是非常重要的。但是如果 两台主机之间的通信要通过多个网络，那么每个网络的链路层就可能有不同的 MTU。重要的 不是两台主机所在网络的 MTU 的值，重要的是两台通信主机路径中的最小 MTU。它被称作路 径 MTU。两台主机之间的路径 MTU 不一定是个常数。它取决于当时所选择的路由。而路由选择不 一定是对称的（从 A 到 B 的路由可能与从 B 到 A 的路由不同） ，因此路径 MTU 在两个方向上 不一定是一致的。RFC 1191Mogul and Deering 1990描述了路径 MTU 的发现机制，即在任何时候确定路 径 MTU 的方法。我们在介绍了 IC
4、MP 和 IP 分片方法以后再来看它是如何操作的。在 11.6 节 中，我们将看到 ICMP 的不可到达错误就采用这种发现方法。在 11.7 节中，我们还会看到， traceroute 程序也是用这个方法来确定到达目标节点的路径 MTU。在 11.8 节和 24.2 节， 我们将介绍当产品支持路径 MTU 的发现方法时，UDP 和 TCP 是如何进行操作的。2.10 串行线路吞吐量计算如果线路速率是 9600 b/s，而一个字节有 8 bit，加上一个起始比特和一个停止比特， 那么线路的速率就是 960 B/s（字节/秒） 。以这个速率传输一个 1024 字节的分组需要 1066 ms。如果我
5、们用 SLIP 链接运行一个交互式应用程序，同时还运行另一个应用程序如 FTP 发 送或接收 1024 字节的数据，那么一般来说我们就必须等待一半的时间（533 ms）才能把交 互式应用程序的分组数据发送出去。假定我们的交互分组数据可以在其它“大块”分组数据发送之前被发送出去。大多数的 SLIP 实现确实提供这类服务排队方法，把交互数据放在大块的数据前面。交互通信一般有 Telnet，Rlogin，以及 FTP 的控制部分（用户的命令，而不是数据） 。（下面是原书 p.31的译文）这种服务排队方法是不完善的。它不能影响已经进入下游（如串行驱动程序）队列的非交互数据。同时，新型的调制解调器具有很
6、大的缓冲区，因此非交互数据可能已经进入该缓 冲区了。对于交互应用来说，等待 533 ms 是不能接受的。关于人的有关研究， url=http:/魔兽私服/url表明，交互响应时间超过 100-200 ms 就被 认为是不好的Jacobson 1990a。这是发送一份交互报文出去后，直到接收到响应信息（通 常是出现一个回显字符）为止的往返时间。把 SLIP 的 MTU 缩短到 256 就意味着链路传输一帧最长需要 266 ms，它的一半是 133 ms（这是我们一般需要等待的时间） 。这样情况会好一些，但仍然不完美。我们选择它的原 因（与 64 或 128 相比）是因为大块数据提供良好的线路利用
7、率（如大文件传输） 。假设 CSLIP 的报文首部是 5 个字节，数据帧总长为 261 个字节，256 个字节的数据使线路的利用 率为 98.1%，帧头占了 1.9%，这样的利用率是很不错。如果把 MTU 降到 256 以下，那么将降 低传输大块数据的最大吞吐量。在图 2.5 列出的 MTU 值中，点对点链路的 MTU 是 296 个字节。假设数据为 256 字节， TCP 和 IP 首部占 40 个字节。由于 MTU 是 IP 向链路层查询的结果，因此该值必须包括通常 的 TCP 和 IP 首部。这样就会导致 IP 如何进行分片的决策。IP 对于 CSLIP 的压缩情况一无 所知。我们对平均
8、等待时间的计算（传输最大数据帧所需时间的一半）只适用于 SLIP 链路 （或 PPP 链路）在交互通信和大块数据传输这两种情况下。当只有交互通信时，如果线路速 率是 9600 b/s，那么任何方向上的 1 字节数据（假设有 5 个字节的压缩帧头）往返一次都 大约需要 12.5 ms。它比前面提到的 100-200 ms 足够小。需要注意的是，由于帧头从 40 个 字节压缩到 5 个字节，使得 1 字节数据往返时间从 85 ms 减到 12.5 ms。不幸的是，当使用新型的纠错和压缩调制解调器时，这样的计算就更难了。这些调制解 调器所采用的压缩方法使得在线路上传输的字节数大大减少，但纠错机制又会
9、增加传输的时 间。不过，这些计算是我们进行合理决策的入口点。在后面的章节中，我们将用这些串行线路吞吐量的计算来验证数据从串行线路止通过的 时间。2.11 小结本章讨论了 Internet 协议族中的最底层协议，链路层协议。我们比较了以太网和 IEEE 802.2/802.3 的封装格式，以及 SLIP 和 PPP 的封装格式。由于 SLIP 和 PPP 经常用于低速的 链路，二者都提供了压缩不常变化的公共字段的方法。这使交互性能得到提高。大多数的实现都提供环回接口。访问这个接口可以通过特殊的环回地址，一般为 127.0.0.1，也可以通过发送 IP 数据报给主机所拥有的任一 IP 地址。当环回数据回到上层 的协议栈中时，它已经过传输层和 IP 层完整的处理过程。我们描述了很多链路都具有一个重要特性，MTU，相关的一个概念是路径 MTU。根据典 型的串行线路 MTU，我们对 SLIP 和 CSLIP 链路的传输时延进行了计算。本章内容只覆盖了当今 TCP/IP 所采用部分数据链路公共技术。TCP/IP 成功的原因之一 是它几乎能在任何数据链路技术上运行。
