摘要

  • RFC 791 规定，设置 DF 的数据报不得被路由器分片，但可以被丢弃。
  • RFC 1191 通过 ICMP 类型 3、代码 4 和 Next-Hop MTU，把丢弃变成可用证据。
  • RFC 2923 记录了 ICMP 消失时的 PMTUD 黑洞。

从禁令到测量

IPv4 Flags 字段中的 DF 表示 Don't Fragment。DF 为零时可以分片；DF 为一时，路由器不能把数据报拆开。如果下一跳链路更窄，数据报就可能被丢弃。DF 本身不保证送达，也不会独立发现合适的 MTU。

RFC 1191 将这种失败用作探测。源端先根据第一跳建立估计，发送设置 DF 的数据报。若中间路由器无法在不分片的情况下转发，它会丢弃数据报，并返回 ICMP Destination Unreachable，类型 3、代码 4，即需要分片且 DF 已设置。

Next-Hop MTU 让反馈具有数值。该字段低 16 位表示报告路由器能够在不分片的情况下转发的最大 IP 数据报大小，包括 IP 首部和数据，不包括底层开销。源端收到后降低路径估计，并调整之后发出的大小。

收敛由源端负责。主机必须避免很快再次触发同类错误，可以减小数据报，也可以停止设置 DF。RFC 1191 还限制向上探测：收到过大通知后至少五分钟，成功增加尝试后至少一分钟；建议等待两倍时间。

旧路由器可能把 Next-Hop MTU 留为零。主机仍须处理这种兼容性消息，只能在已知 MTU 台阶或其他有界策略中搜索，代价是额外丢弃和较少的精确性。

PMTUD 黑洞

RFC 2923 描述了反馈路径失效的情形：路由器没有发送 ICMP，或防火墙过滤了它。源端不知道数据报过大，继续发送设置 DF 的数据报。短小数据包、ping、TCP 建连或小写入可能成功，但大数据传输会停止并最终超时。

黑洞检测和回退可以降低发送大小，却可能增加延迟并掩盖网络故障。更好的修复是恢复 ICMP 反馈。PMTUD 是合作回路，而不是单个比特的能力：受限路由器、返回路径和源端适配都必须正常工作。

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