MTU & TTL & RTT

Posted 2022-12-12 狱典司

MTU

最大传输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）用来通知对方所能接受数据服务单元的最大尺寸，说明发送方能够接受的有效载荷大小。

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字节和1492字节。链路层的这个特性称为MTU，即最大传输单元。不同类型网络的数帧长度大多数都有一个上限。

• 如果IP层有一个数据报要传，而且数据帧的长度比链路层的MTU还大，那么IP层就需要进行分片( fragmentation)，即把数据报分成干片，这样每一片就都小于MTU。

TTL

TTL是 Time To Live的缩写，该字段指定IP包被路由器丢弃之前允许通过的最大网段数量。TTL是IPv4报头的一个8 bit字段。

注意：TTL与DNS TTL有区别。二者都是生存时间，但：

① 前者指ICMP包的转发次数（跳数）:

TTL的作用是限制IP数据包在计算机网络中的存在的时间。TTL的最大值是255，TTL的一个推荐值是64。

TTL 是由发送主机设置的，以防止数据包不断在IP互联网络上永不终止地循环。转发数据包时，要求路由器至少将 TTL 减小 1。

② 后者指域名解析信息在DNS中的存在时间。

就是一条域名解析记录在DNS服务器中的存留时间。当各地的DNS服务器接受到解析请求时，就会向域名指定的DNS服务器(权威域名服务器）发出解析请求从而获得解析记录；

在获得这个记录之后，记录会在DNS服务器(各地的缓存服务器，也叫递归域名服务器）中保存一段时间，这段时间内如果再接到这个域名的解析请求，DNS服务器将不再向NS服务器发出请求，而是直接返回刚才获得的记录；而这个记录在DNS服务器上保留的时间，就是TTL值

RTT

RTT(Round-Trip Time)：往返时延。是指数据从网络一端传到另一端所需的时间。

通常，时延由发送时延、传播时延、排队时延、处理时延四个部分组成。

（1）发送时延（注入时延）

发送时延是结点将数据分组发送到传输媒介所需要的时间，也就是从分组的第一个比特开始发送算起，到最后一个比特发送完毕所需要的时间。显然，发送时延与网络接口/信道的传输速率成反比，与数据分组的长度成正比。

（2）传播时延

传播时延是电磁波在信道中传播一定距离所需要花费的时间，传播时延和信道的传输速率无关，
而是取决于传输媒介的长度，以及某种物理形式的信号在传输媒介中的传播速度。

如电磁波在自由空间的传播速度是光速，即3×105km/s。电磁波在网络传输媒体中的传播速度比在自由空间中的传播速度要略低一些，在铜线中的传播速度约为2.3×105km/s
，在光纤中的传播速度约为2.0×105km/s 。

（3）排队时延

排队时延是分组在所经过的网络结点的缓存队列中排队所经历的时延，排队时延的长短主要取决于网络中当时的通信量，当网络的通信流量大时，排队时间就长，极端情况下，当网络发生拥塞导致分组丢失时，该结点的排队时延视为无穷大。

此外，在有优先级算法的网络中，排队时延还取决于数据的优先级和结点的队列调度算法。

（4）处理时延

处理时延是分组在中间结点的存储转发过程中而进行的一些必要的处理所花费的时间，这些处理包括提取分组的首部，进行差错校验，为分组寻址和选路等。

网络端到端的时延是几种时延的总合，其计算公式是：

总时延=传播时延+发送时延+排队时延+处理时延

根据网络的不同情况，有时有些时延可以忽略不计，如在局域网中，传播时延很小可以忽略不计；当网络没有拥塞时，分组在各个结点的排队时延可以忽略不计。

往返时延（Round-Trip Time，RTT）也是一个重要的性能指标，它表示从发送方发送数据开始，到发送方收到来自接收方的确认，总共经历的时延。对于复杂的网络，往返时延要包括各中间结点的处理时延和转发数据时的发送时延。