基于MTU值设置不当导致传输网和数据网设备对接丢包问题的分析处理

《有线电视技术》 2019年第2期 总第350期

1 引言

我们常说的通信术语——最大传输单元（Maximum Transmission Unit，MTU），是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包的大小，以字节为单位。一般情况下，MTU指的是业务MTU，它代表了三层报文的长度，也就是IP数据包的长度。而MFL （Maximum Frame Length）最大帧长度，指的是端口MTU，它代表了二层报文长度，也就是以太网MAC帧长度。

2 MTU介绍

MTU最大传输单元这个参数通常与通信接口有关。从图1可以看出，IP 数据包的范围为46~1500bytes，MTU 为1500bytes。以太网MAC帧的范围为MTU+6+6+2+4=64~1518bytes，MFL 为1518bytes。如果添加一层VLAN，长度则要增加4个字节，以此类推。

因为协议数据单元的包头和包尾的长度是固定的，MTU越大，则一个协议数据单元承载的有效数据就越长，通信效率也就越高。MTU越大，传送相同的用户数据所需的数据包的个数

则越少。

但MTU也不是越大越好，因为

MTU越大，传送一个数据包的延迟也

越大，数据包中bit位发生错误的概率

就越大，通信效率越高，但传输延迟

就会增大，所以要权衡通信效率和传

输延迟，选择合适的MTU。

3 Ping工具实验

Ping工具使用的是三层ICMP协

议，Ping工具是故障处理时最常用的

工具之一，可以利用Ping工具的一些

参数来支持设备进行以太网帧的测试。

Ping的“-l”参数指的是“Send

buffer size”，即净荷的大小；“-f”

参数指的是“Set Don't Fragment flag in

packet”，就是不进行报文拆分。

由于PC机的Windows操作系统

默认的MTU是1500，也就是说超过

1500的包都要拆分，当我们使用Ping

工具设置“-l”参数为1472时，加

上20bytes的IP头，再加上8bytes的

ICMP头，就达到了1500。如在公司内

网使用PC机Ping命令“Ping1472bytes”

的截图如图2所示。

当设置“-l”参数为1473时，

Ping计算出的组帧长度超过了MTU值

（1500），所以会报错。截图如图3所示。

由上述可知，使用

Ping工具永远

基于MTU值设置不当导致传输网和数据网 设备对接丢包问题的分析处理

周鑫磊 闫斐 江苏省广电有线信息网络股份有限公司

摘要:随着大数据时代的来临，越来越多的数据网承载在高速率的传输网上。本文针对传输网和数据网设备

对接问题的处理进行了介绍，要先检查传输网和数据网设备的基本配置，确认没有问题之后，再检查设备是否有

异常告警，最后根据实际情况，要回到设备端口开销配置及MTU值配置问题上考虑。

关键词：MTU 丢包 传输网 数据网

图1

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不能组建超过MTU 的报文，所以，在MTU 缺省取1500时，从电脑发到我们设备数据单板的最大包长为1500+MAC 帧头（18）=1518bytes。

4 故障现象

某网络拓扑结构为5点组成的复用段环，均采用华为公司的产品，设备型号为OSN7500和OSN3500，速率等级为STM-64。B 站点和D 站点下挂

华为公司数据网产品NE40设备各一台，业务类型为点到点链形以太网GE 业务通道，用于两台数据网设备互联互通。网络拓扑图如图4所示。

开通对接测试期间，发现某些网页打不开，使用Ping 工具在两台数据网NE40设备对Ping 大包时出现丢包现象，且双方网管均未出现异常告警。

5 故障分析及处理过程

（1）检查传输网和数据网设备

软、硬件版本信息，经确认未见异常。

（2）检查传输网和数据网设备互联互通接口指标如光功率和误码等，均未见异常。

（3）检查传输网和数据网对接端口光模块类型，发现其型号均为1.25G-1310nm-10km-ESFP，未见异常。

（4）分别在传输网网管上B 站点和D 站点的对应EGS4单板的port1端口打开以太网维护功能，使用以太网帧测试功能，测试结果均显示正常，没有丢包现象。

（5）在传输网管上进行人工MSP

保护倒换，工作路由从原先的B-C-D 路

由倒换

至B-A-E-D 保护路由，等待一段时间后，在数据网NE40设备

对Ping 大包时丢包现象仍然存在，故

图4

图2

图3

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障没有排除。

（6）使用EXFO 仪表，对传输通道进行测试，分别对吞吐量、背靠背、过载丢包率和时延指标进行测试，测试结果均未见异常。这样基本可以判定传输通道没有问题，问题可能会出现在和数通设备的对接上。

（7）分别在传输网和数据网网管上修改GE 端口的工作模式，由原先的自协商工作模式修改为1000M 全双工，进行数据网Ping 包实验，丢包现象仍然存在，故障没有排除。

（8）将数据网网元X-NE40和Y-NE40连至二平面传输网（二平面传输网采用中兴厂家的产品）后，数据网Ping 包实验，Ping 大包时没有出

现丢包现象，问题解决。排查华为设备与中兴设备差别发现：中兴的最大帧长度为9600bytes，而华为EGS4单板的默认最大帧长度为1522bytes。

（9）更改华为传输网默认最大帧长度值至1510，进行数据网Ping 包实验，发现丢包率提升5.6%；更改华为传输网默认最大帧长度值至1524，进行数据网Ping 包实验，发现丢包率下降2.4%。据此判断，故障原因可能为最大帧长度值不匹配。

（10）经查询资料发现，传输设备定义MTU 为接口时数据包最大帧长度即MFL。华为数据网

NE40设备MTU 只计算IP 包头（20）+ ICMP 包头（8）+ data=1500bytes。这个1500是不含有二层

图5

头部和MPLS 标签，由于该场景采用的是MPLS VPN，那么最大的TCP 报文的三层IP报头+二层报头发出去的大小为：TCP 报头（20）+IP 报头（20）+两层标签MPLS 标签（8）+以太网报头（14）+ CRC（4）+ data（1460）=1526bytes。而华为传输网的MTU 的默认值是1522，由于华为传输网MTU 值小于实际承载的NE40路由器的MTU 值，故无法传输出去，导致Ping 大包时出现丢包现象。将华为传输网EGS4单板的对应端口的最大帧长度值修改为1526，再进行数据网Ping 大包实验测试，测试结果正常，无丢包现象。

6 建议与总结

常见丢包现象故障处理流程如图5所示。

（1）Ping 工具使用的是三层ICMP 协议，Ping 工具是故障处理时最常用的工具之一。

（2）本次故障网管侧未上报告警，互联互通测试期间，缺少故障判定依据。从Ping 包测试结果推断，依次排除光功率适配、误码、软硬件问题，剩余参考项只有接口特性。

（3）在有数据网路由器与传输网设备的组网条件下，Ping 大包有丢包现象，可能导致某些网页打不开，打开网页时某些网页的报文可能比较大。建议先解决Ping 大包丢包的问题，即先调整传输设备的MTU 值。

参考文献

[1]邓忠礼.光同步传送网和波分复用系统[M].北京:北京交通大学出版社,2003.

[2]武文彦.光波分复用系统与维护[M].北京:电子工业出版社,2010.

[3]谢希仁.计算机网络[M].北京:电子工业

出版社,2015.CATV