Zusammenfassung

  • RFC 791 verbietet die Fragmentierung eines DF-Datagramms, erlaubt dem Router aber, es zu verwerfen.
  • RFC 1191 macht daraus mit ICMP Typ 3, Code 4 und Next-Hop MTU verwertbare Rückmeldung.
  • RFC 2923 beschreibt das PMTUD-Blackhole, wenn diese Rückmeldung ausbleibt.

Aus dem Verbot wird eine Messung

Im IPv4-Flags-Feld bedeutet DF „Don't Fragment“. Bei null ist Fragmentierung möglich, bei eins darf der Router das Datagramm nicht teilen. Ist der nächste Link kleiner, kann es verworfen werden. DF garantiert weder Zustellung noch eine eigenständige MTU-Ermittlung.

RFC 1191 verwendet diesen Verlust als Sonde. Der Absender beginnt mit einer Schätzung, setzt DF und sendet. Kann ein Zwischenrouter das Datagramm nicht ungeteilt weiterleiten, verwirft er es und sendet ICMP Destination Unreachable, Typ 3, Code 4: Fragmentierung erforderlich und DF gesetzt.

Next-Hop MTU liefert dazu eine Zahl. Die unteren 16 Bit nennen das größte IP-Datagramm, das der meldende Router ohne Fragmentierung hätte weiterleiten können. IP-Header und Daten zählen mit, der Overhead der unteren Schicht nicht. Der Absender senkt seine Schätzung und passt die folgenden Sendungen an.

Die Konvergenz liegt beim Host. Er muss die Datagrammgröße reduzieren oder DF nicht mehr setzen, damit nicht sofort weitere Fehler entstehen. Aufwärtsproben bleiben selten: mindestens fünf Minuten nach einer Zu-groß-Meldung und mindestens eine Minute nach einem erfolgreichen Erhöhungsversuch; RFC 1191 empfiehlt doppelte Abstände.

Ältere Router können bei Next-Hop MTU null melden. Der Host muss diesen ungenaueren Kompatibilitätsfall behandeln, etwa durch eine begrenzte Suche unter bekannten MTU-Werten.

Das PMTUD-Blackhole

RFC 2923 beschreibt den Fall, dass ein Router ICMP nicht sendet oder ein Filter es unterdrückt. Der Absender kennt den Grund für die Verluste nicht und sendet weiter zu große DF-Datagramme. Kleine Pakete, Pings, TCP-Aufbau oder kleine Schreibvorgänge können funktionieren, während eine große Übertragung stehen bleibt und ausläuft.

Blackhole-Erkennung und Fallback können die Größe senken, verursachen aber Verzögerung und verdecken den Netzfehler. Besser ist es, den ICMP-Rückweg zu reparieren. PMTUD ist eine gemeinsame Schleife aus Absender, begrenzendem Router, Rückweg und anpassendem Sender.

Quellen