MTU, fragmentare și misterioasele 3% pierderi

Iată un tipar care încurcă mulți oameni. Pingul arată bine. Aproape tot jocul merge. Dar intrarea în joc durează o veșnicie, descărcarea hărții se blochează mereu la același procent sau câteva procente de pachete dispar constant. Nimeni altcineva din cameră n-are problema. De foarte multe ori cauza e dimensiunea pachetelor, nu viteza.

Ce înseamnă MTU

MTU vine de la Maximum Transmission Unit. E cel mai mare pachet pe care o legătură de rețea îl poate transporta dintr-o bucată. Pe Ethernet și pe majoritatea conexiunilor de acasă e de 1500 de octeți. Numărul include antetul IP (20 de octeți) și, pentru UDP, antetul UDP (8 octeți), așa că un singur pachet UDP poate duce cel mult 1472 de octeți de date pe o legătură simplă de 1500.

Fiecare legătură de pe traseu are propriul MTU. Cel mai mic decide. Valoarea aceea minimă se numește path MTU.

Câteva valori obișnuite:

Legătură	MTU tipic	De ce
Ethernet, majoritatea conexiunilor prin cablu și fibră	1500	Valoarea standard.
PPPoE (frecvent pe DSL și pe unele conexiuni pe fibră)	1492	8 octeți merg pe antetul PPPoE.
Mobil și unele routere 4G/5G	1400–1500	Diferă de la operator la operator.
Orice tunel sau VPN	Mai mic decât legătura de dedesubt	Tunelul adaugă propriile anteturi la fiecare pachet.

De ce tunelurile înrăutățesc lucrurile

Un tunel împachetează fiecare pachet în alt pachet. Pachetul original devine conținutul, iar tunelul adaugă un nou antet IP exterior, un antet UDP și propriul antet deasupra. Surplusul e de obicei între 40 și 80 de octeți, în funcție de protocol și de faptul că stratul exterior e IPv4 sau IPv6.

Deci dacă linia ta reală are MTU 1500 și tunelul adaugă 60 de octeți, cel mai mare pachet interior care încape are 1440. Orice e mai mare de atât are două variante: e spart în fragmente sau e aruncat.

Asta e valabil pentru orice VPN și orice LAN virtual, inclusiv al nostru. Nu e un defect al unui produs anume. E aritmetică.

Ce îi face fragmentarea unui joc

IPv4 poate sparge un pachet mare în fragmente și le poate reasambla la celălalt capăt. Sună a soluție. În practică, provoacă trei probleme.

• Pierderile se înmulțesc. Dacă un pachet e spart în două și oricare jumătate se pierde, se pierde tot pachetul. O legătură cu 1% pierderi ajunge la aproximativ 2% pentru pachetele fragmentate.
• Unele echipamente aruncă fragmentele. Firewall-urile, routerele cu NAT și unii furnizori gestionează prost fragmentele sau le aruncă de-a dreptul. Asta transformă „pachetele mari merg greu” în „pachetele mari nu ajung niciodată”.
• Avertismentul nu mai vine. Sistemele moderne încearcă să afle path MTU-ul folosind mesaje ICMP „fragmentation needed”. Când un firewall le blochează, expeditorul nu află niciodată că pachetele lui sunt prea mari. Fenomenul se numește PMTU black hole.

Jocurile vechi agravează situația. Majoritatea folosesc UDP, își aleg singure dimensiunea pachetelor și nu fac deloc path MTU discovery. Pornesc de la ideea că sunt într-un LAN, unde 1500 de octeți merg întotdeauna.

Cum arată asta în joc

Problemele de MTU au o semnătură clară. Pachetele mici trec, cele mari nu. Într-un joc, asta înseamnă de obicei:

• Vezi jocul în listă, dar intrarea se blochează la „connecting” sau „retrieving info”.
• Descărcările de hărți sau moduri de la host se opresc, adesea în același punct de fiecare dată.
• Jocul merge bine o vreme, apoi se desincronizează sau te deconectează când se întâmplă multe deodată și jocul trimite o actualizare de stare mai mare.
• Un procent mic și constant de pierderi, care nu se schimbă în funcție de ora din zi. Dacă trei pachete din o sută sunt destul de mari cât să fie aruncate, vezi 3% pierderi, de fiecare dată.
• E afectat un singur jucător, iar acela e cel pe PPPoE, pe o conexiune mobilă sau cu un VPN în plus.

Pierderile normale din congestie se comportă altfel. Vin și pleacă, sunt mai rele seara și lovesc pachete de orice dimensiune.

Cum testezi pe Windows

ping din Windows poate trimite pachete cu indicatorul „don't fragment” setat. Dacă pachetul e prea mare pentru oricare legătură de pe traseu, eșuează în loc să fie spart. Așa găsești limita.

Deschide Command Prompt și începe cu cea mai mare dimensiune care încape pe o legătură de 1500:

ping -f -l 1472 1.1.1.1

-f setează don't-fragment. -l setează dimensiunea datelor în octeți. Dacă primești răspunsuri normale, traseul tău spre internet duce pachete întregi de 1500 de octeți. Dacă vezi Packet needs to be fragmented but DF set. sau pur și simplu timeout-uri, nu le duce.

Scade dimensiunea până merge. Dacă înjumătățești diferența de fiecare dată, ajungi la rezultat din câteva încercări: 1472, 1450, 1430, 1440, 1435 și tot așa. Când găsești cea mai mare dimensiune care primește răspuns, adaugă 28 (20 pentru IP, 8 pentru ICMP). Acesta e path MTU-ul tău.

Testul în interiorul LAN-ului virtual

Rulează același test către adresa 10.60.x.x a altui jucător, cât timp sunteți amândoi în cameră. Așa măsori traseul prin tunel, adică exact cel pe care îl folosește jocul. Compară rezultatele între jucători. Dacă limita cuiva e clar mai mică decât a celorlalți, l-ai găsit pe cel care face diferența.

Ce să ajustezi

Întâi, scoate ce ai adăugat

O cauză foarte frecventă e un strat în plus. Un VPN care rulează sub LAN-ul virtual, un „accelerator de jocuri” sau o valoare MTU schimbată de mână acum câțiva ani. Oprește stratul în plus și testează din nou înainte să atingi altceva.

Verifică routerul

Dacă conexiunea ta folosește PPPoE, MTU-ul pe WAN al routerului ar trebui în mod normal să fie 1492. Unele routere vin cu valori ciudate sau au fost setate mai jos de un tehnician la un moment dat. Setarea e de obicei la WAN sau Internet, în pagina de administrare a routerului.

Cum scazi MTU-ul în Windows

Vezi MTU-ul fiecărei interfețe cu:

netsh interface ipv4 show subinterfaces

Și îl schimbi, dintr-un prompt de administrator, cu:

netsh interface ipv4 set subinterface "Ethernet" mtu=1450 store=persistent

Înlocuiește Ethernet cu numele interfeței din prima comandă. Fă asta doar pe adaptorul fizic și doar dacă testul a arătat că traseul tău chiar e mai mic de 1500. Lasă adaptorul LanOrbit la valoarea setată de aplicație. Dacă ți se pare că valoarea aceea e greșită pentru conexiunea ta, trimite-ne rezultatele ping -f prin suportul PC, în loc s-o schimbi de mână.

Notează ce ai schimbat

Modificările de MTU se uită ușor. O valoare care a rezolvat o problemă acum trei ani poate provoca alta azi. Păstrează o notiță cu valoarea veche, ca s-o poți pune la loc.

Pe scurt

Dacă pierderile sunt constante, mici, afectează un singur jucător și se strică lucrurile mari, cum ar fi intrarea în joc sau descărcarea hărților, testează MTU-ul înainte să dai vina pe traseu. Două minute cu ping -f -l îți spun de obicei tot. Iar dacă problema e pur și simplu ping mare sau jitter, testul de ping e un loc mai bun de pornire.

Citește mai departe