Posted on 2011-03-04 21:07
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網絡編程
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本文為本人閑的蛋疼時候寫的。
什么是MTU？
最大傳輸單元（Maximum Transmission Unit，MTU）是指一種通信協議的某一層上面所能通過的最大數據包大小（以字節為單位）。最大傳輸單元這個參數通常與通信接口有關（網絡接口卡、串口等）。
比如下圖顯示的常見的MTU（圖截自《TCP/IP詳解 卷一：協議》）
如上圖所示，我們平常接觸的網絡對數據幀的長度都有一個限制，只是其最大值不同。鏈路層的這個特性就稱之為MTU，最大傳輸單元。
數據幀超過MTU怎么辦？
如果IP層有一個數據包要傳，而且數據的長度比鏈路層的MTU大，那么IP層就會進行分片，把數據包分成托干片，讓每一片都不超過MTU。注意，IP分片可以發生在原始發送端主機上，也可以發生在中間路由器上。
把一個IP數據包分片以后，只有到達目的地之后才進行重新組裝。重新組裝由目的端的IP層完成，它的目的就是使分片和重新組裝過程對于傳輸層（TCP和UDP）是透明的。已經分片過的數據包仍然有可能會再次進行分片，也就是說IP分片可能發生不止一次。什么保證了這點？因為IP頭部中包含的數據為分片和重新組裝提供了足夠的信息。
來做個測試吧，看看怎么分片的，我用ping命令，也就是利用ICMP協議來測試。以太網MTU為1500，減去IP頭部20個字節，再減去ICMP 8個字節，那么我們認為不分片的上限值為1500-20-8=1472。
注意看下圖的實驗結果，很明顯。
MTU對網速有影響？
有沒有影響，就是我這幾天蛋疼的問題，看看辯論帖：
正方：合理設置MTU，提升下載速度
反方：更改MTU對網絡速度的影響之測試與分析
看了網絡上的帖子，迷糊了，我還是自己搗鼓吧，廣域網沒有可比性，局域網總行吧。好，來看我寫測試代碼。
1 #include <stdio.h>
2 #include <winsock2.h>
3
4 #pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")
5
6 SOCKET sock;
7 char *buf;
8 int len = 1472;
9
10 CRITICAL_SECTION sec;
11
12 int init_sock()
13 {
14 WSADATA wsaData;
15 WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);
16
17 struct sockaddr_in serverAddr;
18
19 int reuseaddrflag = 1;
20 int iMode = 1;
21 int optlen = sizeof(int);
22
23 sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
24 if( sock == SOCKET_ERROR )
25 {
26 printf("create upd sock failed.");
27 closesocket(sock);
28 return -1;
29 }
30
31 serverAddr.sin_family = AF_INET;
32 serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.3.75");
33 serverAddr.sin_port = htons(0);
34
35 if( setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,(char *) &reuseaddrflag, optlen) == -1)
36 {
37 printf("set socket reuseaddr failed");
38 closesocket(sock);
39 return -1;
40 }
41
42
43 if( bind(sock,(struct sockaddr *)&serverAddr,sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR )
44 {
45 printf("bind sock failed.");
46 closesocket(sock);
47 return -1;
48 }
49
50 if( ioctlsocket(sock, FIONBIO, (u_long FAR*) &iMode) != 0 )
51 {
52 printf("ioctlsocket sock failed.");
53 closesocket(sock);
54 return -1;
55 }
56
57 InitializeCriticalSection(&sec);
58
59 return 0;
60 }
61
62
63
64 DWORD WINAPI runloop(LPVOID param)
65 {
66 int ret;
67 struct sockaddr_in to;
68
69 to.sin_family = AF_INET;
70 to.sin_port = htons(161);
71 to.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.3.226");
72
73 buf = (char *)malloc(len);
74 for (int i = 0; i < len; i++)
75 {
76 buf[i] = 'a';
77 }
78
79 while ( 1 )
80 {
81 //EnterCriticalSection(&sec);
82 ret = sendto(sock, buf, len, 0, (struct sockaddr *)&to, sizeof(to));
83 if (ret == SOCKET_ERROR)
84 {
85 if (WSAGetLastError() == WSAEWOULDBLOCK)
86 {
87 printf("WSAEWOULDBLOCK:\n");
88 }
89 }
90 //LeaveCriticalSection(&sec);
91 }
92 return 0;
93 }
94
95 int main()
96 {
97 DWORD id;
98
99 init_sock();
100
101 //for (int i =0; i < 3; i++)
102 {
103 CreateThread(NULL, 0, runloop, NULL, NULL, &id);
104 }
105
106 while (1) {
107 Sleep(100);
108 }
109
110 WSACleanup();
111
112 return 0;
113 }
代碼不多，關鍵要調整的就是第8行的變量len，先設置成前面計算的1472吧，用任務管理器和360流量監控器統計，看下運行效果：
再來看看，把len設置為1473時候的效果：
注意，上圖左側的是1472的網絡占用率，右側是1473時候的占用率，通過這個測試，發現，嘿，看來還真有影響。
這個測試僅僅是本機的發包速度，不是實際傳輸速度，但是這也能從一定程度說明這個問題。
但是IP包在實際網絡傳輸過程中，走什么線路，線路上有哪些設備，這些設備的MTU又是作何設置，我們不得而知，所以，所謂修改MTU提升下載速度從原理上來說有一定道理，但是實際操作過程中沒有多大的價值和意義。
什么原因？
我認為是系統協議棧為分片浪費了不少時間，不知道你可同意？求高人解答。