Path MTU Discovery

Path MTU Discovery ist eine Funktion von IP, um die optimale MTU (Maximum Transmission Unit) für den gesamten Weg zwischen Sender und Empfänger zu ermitteln. Die MTU ist die maximale Paketlänge, die das Übertragungssystem unterhalb von IP unterstützt. Ist ein Paket zu groß, dann muss es IP teilen. Wenn der Sender eines Datenpakets von Anfang an weiß, wie groß die MTU maximal sein darf, dann kann er gleich diese anpassen.

Path MTU Discovery bei IPv4 (RFC 1191)

Path MTU Discovery bei IPv4 sieht vor, dass das DF-Bit (Don't Fragment) im IP-Header gesetzt wird. Mit diesem Flag bekommen die Router auf dem Weg zum Empfänger mitgeteilt, dass dieses Paket nicht fragmentiert werden darf. Wenn der Router es zerschneiden muss, dann verwirft er es und schickt eine Mitteilung an den den Absender mit der Fehlermeldung zurück, dass das Paket zu groß ist und wie groß das Paket maximal groß sein darf (MTU). Der Client schickt dann das Paket mit der kleineren MTU, in der Hoffnung, dass es jetzt durchgeht. Wenn nicht, dann muss der Client das Paket noch mal verkleinern. Solange, bis das Paket erfolgreich beim Empfänger ankommt.

Für die Fehlermeldung ist ICMP verantwortlich. Leider gibt es einige Paranoide Netzwerk-Administratoren, die in den Netzwerken, die sie betreuen, die ICMP-Pakete von Firewalls sperren bzw. verwerfen lassen. Das heißt, das ursprüngliche Datenpaket wird nie beim Empfänger ankommen und der wird nie erfahren, worin das Problem liegt.
Dieses Problem tritt zum Beispiel bei VPN-Verbindungen auf. Hier müsste wegen dem Tunneling die MTU meist kleiner sein.

Path MTU Discovery bei IPv6 (RFC 1981)

Zu große Datenpakete werden von IPv6-Routern nicht mehr fragmentiert. Ist ein Paket zu groß, dann wird dem Absender eine Fehlermeldung geschickt (MTU Size Error Feedback). Der Absender muss dann die maximale Paketlänge (MTU) anpassen. Dieses Verfahren nennt sich Path MTU Discovery und existiert in ähnlicher Form auch in IPv4. Dort muss im Datenpaket das Don't-Fragment-Flag (DF) gesetzt werden. War in IPv4 dieses Verfahren optional, ist es in IPv6 Pflicht. Kommt es zum Verlust eines Datenpakets oder kommt es zu Fehlern bei der Fragmentierung, schlägt das Path MTU Discovery fehl. In IPv4 wurde die MTU dann auf 68 Byte abgesenkt. Das führte zu einer höheren Paketanzahl und einem unwirtschaftlichen Protokoll-Overhead. IPv6 hat als kleinste einstellbare MTU 1.280 Byte. Dadurch werden die Router nicht mehr unnötig belastet. Selbstverständlich können auch kleinere Pakete als 1.280 Byte übertragen werden.

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