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分类: 系统运维

原文地址:路由器 TCP MSS 原理与分片问题的关系 作者:waysnow

一、TCP MSS 的原理
PC1(192.168.0.1)―――Router――――Internet―――-www server(238.135.1.1)
建立tcp连接的两端在三次握手时会协商tcp mss大小,具体如下:
pc1发出syn报文,其中option选项填充的mss字段一般为1460,同样www server收到syn报文后,会发送syn+ack报文应答,option选项填充的mss字段也为1460;协商双方会比较syn和syn+ack报文中mss字段大小,选择较小的mss作为发送tcp分片的大小。通过比较,协商双方的tcp mss都是1460。
对于涉及mpls l3vpn、pppoe+nat、ipsec、l2tp、gre等组网,通常由于报文太大需要分片,一般可以通过设置tcp mss解决。
针对上例说明tcp mss如何实现
假设在路由器内网口配置tcp mss 1200
路由器收到www server的syn+ack报文时会修改option选项中的mss字段为1200,然后再转发给PC1,PC1收到报文后认为对端的tcp mss为1200,这样PC1发送资料(已经协商完了)给www server时会以1200作为分片大小;但路由器修改tcp mss为1200的操作www server是不知道的,因此www server还会以1460作为分片大小发送报文。

假设再路由器外网口配置tcp mss 1200
路由器收到PC1的syn报文时会修改option选项中的mss字段为1200,然后再转发给www server,同样www server发送资料给PC1时会以1200作为分片大小;同样PC1不知道路由器修改tcp mss为1200,因为PC1还会以1460作为分片大小发送报文。
因此在实现双向大包传输时需要在内外网同时修改tcp mss
综上所述:在路由器接口上配置的tcp mss命令仅对出接口方向的syn报文和syn+ack报文有效,对于入接口方向的syn和syn+ack报文无效。

二、TCP MSS 与大包通信的关系

用户在使用路由器访问Internet时,经常会反馈不能访问网页(或部分网页)以及使用Outlook收发邮件(这些应用是基于TCP或UDP的),但进行Ping包时没有问题,这时候检查配置时也没有错误。出现这种情况的时候,多半是因为在设备上进行了NAT应用,同时设备对报文进行了分片操作。
IP报文里是有五元组的,但报文要进行分片时,只有第一片报文带有IP的五元组信息(源目的ip位址,源目的端口号,协议号),后续的分片不会保留TCP/UDP报文所有的标识信息,如端口号信息等,这种情况下,如果设备又实现了NAT转换操作(NAT转换过程中,会随机地做埠转换),并且应用又是基于TCP/UDP的,这就导致报文不能正确组包,会出现上述的问题现象。
TCP/IP连接时建立的过程中会协商很多参数的,其中TCP MSS参数就是用于协商TCP报文大小的,如果协商出来的TCP MSS的参数值小于设备的MTU的值时,TCP报文在设备上就不会被分片,否则就会出现报文分片并导致上述现象的发生,因此,为了避免上述情况的发生,一定要保证协商的TCP MSS参数小于设备的MTU的值。为此,Quidway路由器上有一个设置TCP MSS值的命令,如果配置了这条命令,路由器设备在建立TCP/IP连接的过程中就按照这个配置的值来修改协商报文中关于TCP MSS的值,在同对端协商的过程中也就能够协商出这个值来,如果不配置这条命令,路由器设备就不会修改报文中的这个值(有时对端设备发送过来的协商报文中的这个值会很大,如8000)。一般来说,默认或配置的MTU的值一般在1500左右,将TCP MSS的值设备为小于1500就可以,如1400或1024等。
如果TCP MSS值设置的过小,报文数量明显增多又导致效率下降,特别是没有配置NAT应用的情况下,限制TCP报文大小更没有必要,由于应用情况比较复杂,设置默认的TCP MSS的值也不是特别合适(设备会在建立连接时均要修改TCP MSS的值),因此,还是在应用中加以注意比较好,思科设备也是有这个配置命令的。
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