如何根据MTU值发送数据包

Question

我正在尝试通过 UDP 实现我自己的协议。

正如 Internet 上许多手册所建议的那样，最好通过发送大小小于 MTU 的数据包来避免 IP 碎片。

我想知道获得最佳邮件大小的最佳方法是什么？我应该以某种方式获取 MTU 值（例如 this），还是应该将其设置为 smth，如 1300 或 1400，并希望它不会随着时间的推移而变小或改变？

我听说获取 MTU 值 (https://en.wikipedia.org/wiki/Path_MTU_Discovery) 存在一些问题，据我所知，这在很大程度上取决于当前路由和其他可能随时间变化的因素。

Answer 1

IPv4 UDP 的推荐大小为 576 个八位字节。每个 Internet 路由器都应该保证至少该大小的 IPv4 MTU，并且由于 UDP 是一种无连接、即发即弃、尽力而为、无保证交付协议，因此每个数据包可能会冒更少的数据风险丢失，并且将丢失数据包。

IPv6 的最低 MTU 要求为 1280 个八位字节，并且路径中没有碎片。

Answer 2

为了在您的接口中获取 MTU，而不是为了路径 MTU 发现，您有 struct ifreq。它的字段之一是 ifr_mtu，此字段将为您提供 MTU。您使用 ioctl 和 SIOCGIFMTU 读取此字段以获得正确的接口。 (http://man7.org/linux/man-pages/man7/netdevice.7.html)

struct ifreq {
   char ifr_name[IFNAMSIZ]; /* Interface name */
   union {
       struct sockaddr ifr_addr;
       struct sockaddr ifr_dstaddr;
       struct sockaddr ifr_broadaddr;
       struct sockaddr ifr_netmask;
       struct sockaddr ifr_hwaddr;
       short           ifr_flags;
       int             ifr_ifindex;
       int             ifr_metric;
       int             ifr_mtu;
       struct ifmap    ifr_map;
       char            ifr_slave[IFNAMSIZ];
       char            ifr_newname[IFNAMSIZ];
       char           *ifr_data;
   };
};

示例：

#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <net/if.h>
#include <sys/ioctl.h>

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>


int main(void)
{
    int sock;
    char *name = "enp0s3";
    struct ifreq ifr;

    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {
        printf("Creating socket: %d\n", errno); 
        exit(-1);
    }

    ifr.ifr_addr.sa_family = AF_INET;
    strcpy(ifr.ifr_name, name);
    if (ioctl(sock, SIOCGIFMTU, (caddr_t)&ifr) < 0) {
        printf("Error ioctl: %d\n", errno);
        exit(-2);
    }

    printf("MTU is %d.\n", ifr.ifr_mtu);

    close(sock);

    return 0;
}

今天，除非您使用蓝牙或 Zigbee 等特定连接技术，否则通常您可以信任 Internet 中 1,500 的 MTU。您可以使用 Path MTU Discovery 并使用 ACK 实现基于 UDP 的协议，以检查另一方是否已收到消息。现在，实现面向连接协议的 ACK 和特性与使用 TCP 不同。如果你可以用 UDP 做任何事情，它比 TCP 更轻。

编辑：要使用 Path MTU Discovery，您还可以使用带有选项 IP_PMTUDISC_DO:

的 getsockopt

IP_MTU_DISCOVER (since Linux 2.2)
              Set or receive the Path MTU Discovery setting for a socket.
              When enabled, Linux will perform Path MTU Discovery as defined
              in RFC 1191 on SOCK_STREAM sockets.  For non-SOCK_STREAM
              sockets, IP_PMTUDISC_DO forces the don't-fragment flag to be
              set on all outgoing packets.  It is the user's responsibility
              to packetize the data in MTU-sized chunks and to do the
              retransmits if necessary.  The kernel will reject (with
              EMSGSIZE) datagrams that are bigger than the known path MTU.
              IP_PMTUDISC_WANT will fragment a datagram if needed according
              to the path MTU, or will set the don't-fragment flag
              otherwise.

在此处查看更多内容：http://man7.org/linux/man-pages/man7/ip.7.html

如何根据MTU值发送数据包

How to send packets according to the MTU value

ip

networking

udp

network-programming

ip-fragmentation