Posted on 2011-03-04 21:07
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网络编程
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本文为本人闲的蛋疼时候写的。
什么是MTU？
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大小（以字节为单位）。最大传输单元这个参数通常与通信接口有关（网络接口卡、串口等）。
比如下图显示的常见的MTU（图截自《TCP/IP详解 卷一：协议》）
如上图所示，我们平常接触的网络对数据帧的长度都有一个限制，只是其最大值不同。链路层的这个特性就称之为MTU，最大传输单元。
数据帧超过MTU怎么办？
如果IP层有一个数据包要传，而且数据的长度比链路层的MTU大，那么IP层就会进行分片，把数据包分成托干片，让每一片都不超过MTU。注意，IP分片可以发生在原始发送端主机上，也可以发生在中间路由器上。
把一个IP数据包分片以后，只有到达目的地之后才进行重新组装。重新组装由目的端的IP层完成，它的目的就是使分片和重新组装过程对于传输层（TCP和UDP）是透明的。已经分片过的数据包仍然有可能会再次进行分片，也就是说IP分片可能发生不止一次。什么保证了这点？因为IP头部中包含的数据为分片和重新组装提供了足够的信息。
来做个测试吧，看看怎么分片的，我用ping命令，也就是利用ICMP协议来测试。以太网MTU为1500，减去IP头部20个字节，再减去ICMP 8个字节，那么我们认为不分片的上限值为1500-20-8=1472。
注意看下图的实验结果，很明显。
MTU对网速有影响？
有没有影响，就是我这几天蛋疼的问题，看看辩论帖：
正方：合理设置MTU，提升下载速度
反方：更改MTU对网络速度的影响之测试与分析
看了网络上的帖子，迷糊了，我还是自己捣鼓吧，广域网没有可比性，局域网总行吧。好，来看我写测试代码。
1 #include <stdio.h>
2 #include <winsock2.h>
3
4 #pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")
5
6 SOCKET sock;
7 char *buf;
8 int len = 1472;
9
10 CRITICAL_SECTION sec;
11
12 int init_sock()
13 {
14 WSADATA wsaData;
15 WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);
16
17 struct sockaddr_in serverAddr;
18
19 int reuseaddrflag = 1;
20 int iMode = 1;
21 int optlen = sizeof(int);
22
23 sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
24 if( sock == SOCKET_ERROR )
25 {
26 printf("create upd sock failed.");
27 closesocket(sock);
28 return -1;
29 }
30
31 serverAddr.sin_family = AF_INET;
32 serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.3.75");
33 serverAddr.sin_port = htons(0);
34
35 if( setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,(char *) &reuseaddrflag, optlen) == -1)
36 {
37 printf("set socket reuseaddr failed");
38 closesocket(sock);
39 return -1;
40 }
41
42
43 if( bind(sock,(struct sockaddr *)&serverAddr,sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR )
44 {
45 printf("bind sock failed.");
46 closesocket(sock);
47 return -1;
48 }
49
50 if( ioctlsocket(sock, FIONBIO, (u_long FAR*) &iMode) != 0 )
51 {
52 printf("ioctlsocket sock failed.");
53 closesocket(sock);
54 return -1;
55 }
56
57 InitializeCriticalSection(&sec);
58
59 return 0;
60 }
61
62
63
64 DWORD WINAPI runloop(LPVOID param)
65 {
66 int ret;
67 struct sockaddr_in to;
68
69 to.sin_family = AF_INET;
70 to.sin_port = htons(161);
71 to.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.3.226");
72
73 buf = (char *)malloc(len);
74 for (int i = 0; i < len; i++)
75 {
76 buf[i] = 'a';
77 }
78
79 while ( 1 )
80 {
81 //EnterCriticalSection(&sec);
82 ret = sendto(sock, buf, len, 0, (struct sockaddr *)&to, sizeof(to));
83 if (ret == SOCKET_ERROR)
84 {
85 if (WSAGetLastError() == WSAEWOULDBLOCK)
86 {
87 printf("WSAEWOULDBLOCK:\n");
88 }
89 }
90 //LeaveCriticalSection(&sec);
91 }
92 return 0;
93 }
94
95 int main()
96 {
97 DWORD id;
98
99 init_sock();
100
101 //for (int i =0; i < 3; i++)
102 {
103 CreateThread(NULL, 0, runloop, NULL, NULL, &id);
104 }
105
106 while (1) {
107 Sleep(100);
108 }
109
110 WSACleanup();
111
112 return 0;
113 }
代码不多，关键要调整的就是第8行的变量len，先设置成前面计算的1472吧，用任务管理器和360流量监控器统计，看下运行效果：
再来看看，把len设置为1473时候的效果：
注意，上图左侧的是1472的网络占用率，右侧是1473时候的占用率，通过这个测试，发现，嘿，看来还真有影响。
这个测试仅仅是本机的发包速度，不是实际传输速度，但是这也能从一定程度说明这个问题。
但是IP包在实际网络传输过程中，走什么线路，线路上有哪些设备，这些设备的MTU又是作何设置，我们不得而知，所以，所谓修改MTU提升下载速度从原理上来说有一定道理，但是实际操作过程中没有多大的价值和意义。
什么原因？
我认为是系统协议栈为分片浪费了不少时间，不知道你可同意？求高人解答。